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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verstellen einer verstellbar an einer Karosserieöffnung angeordneten Klappe, insbesondere Heckklappe, eines Kraftfahrzeugs.
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Eine in ihrer Schließstellung befindliche Heckklappe eines Kraftfahrzeugs kann mittels einer geeigneten Einrichtung automatisch in ihre Offenstellung bewegt werden. Auch eine Bewegung der Heckklappe in umgekehrter Richtung kann entsprechend automatisiert erfolgen.
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Aus
DE 10 2010 062 222 A1 ist eine Einrichtung zum Verstellen einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs bekannt. Um die Heckklappe von ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung zu bewegen, wird zunächst ein motorisches Verstellelement angesteuert, das die Heckklappe bis in eine zwischen der Schließstellung und der Offenstellung liegende Zwischenstellung bewegt. Nachdem die Heckklappe die Zwischenstellung erreicht hat, erfolgt eine weitere Öffnungsbewegung der Heckklappe mittels einer in Reihe zu dem motorischen Verstellelement geschalteten Gasdruckfeder.
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Statt einer Gasdruckfeder kann wenigstens eine mechanische Druckfeder eingesetzt werden, um die Heckklappe nach Erreichen ihrer Zwischenstellung weiter in Richtung ihrer Offenstellung zu verlagern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die kostengünstig herstellbar ist, geräuscharm betreibbar ist und wenig Bauraum benötigt.
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Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben, die jeweils für sich genommen oder in unterschiedlicher Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zum Verstellen einer verstellbar an einer Karosserieöffnung angeordneten Klappe, insbesondere Heckklappe, eines Kraftfahrzeugs umfasst:
- – wenigstens einen Spindeltrieb mit zumindest einer Gewindespindel und zumindest einer mit der Gewindespindel zusammenwirkenden Spindelmutter;
- – wenigstens einen gelenkig mit der Klappe oder einem die Karosserieöffnung umgebenden Karosseriebauteil verbindbaren Antrieb, der zum Antreiben der Gewindespindel wirktechnisch mit der Gewindespindel verbunden ist;
- – wenigstens eine Gasdruckfeder mit einem Zylinderrohr und einer Kolbenstange, wobei eine Längsachse der Gasdruckfeder parallel zu einer Längsachse der Gewindespindel angeordnet ist, wobei die Kolbenstange mit einem kolbenfernen Ende an dem Antrieb befestigbar ist, wobei das Zylinderrohr mit einem antriebsfernen Ende gelenkig mit dem die Karosserieöffnung umgebenden Karosseriebauteil bzw. der Klappe verbindbar ist; und
- – wenigstens eine drehfest mit der Spindelmutter verbundene Kopplungseinheit, über welche die Spindelmutter mit einem antriebsnahen Ende oder dem antriebsfernen Ende des Zylinderrohrs verbunden ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind der Spindeltrieb und die Gasdruckfeder parallel geschaltet. Über den Spindeltrieb kann die Klappe bei einem Öffnungsvorgang zunächst in eine Zwischenstellung bewegt werden, ab welcher eine mit der Gasdruckfeder aufbringbare Kraft ausreicht, die Klappe allein mittels der Gasdruckfeder in ihre Offenstellung zu bewegen. Eine Verbindung der Spindelmutter über die Kopplungseinheit mit dem antriebsnahen Ende des Zylinderrohrs ist bei einer Ausgestaltung von Vorteil, bei der mit der Anordnung lediglich ein automatisches Öffnen der Klappe erfolgen soll. Eine Verbindung der Spindelmutter über die Kopplungseinheit mit dem antriebsfernen Ende des Zylinderrohrs ist bei einer Ausgestaltung von Vorteil, bei der mit der Anordnung neben einem automatischen Öffnen der Klappe auch ein automatisches Schließen der Klappe erfolgen soll.
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Ist die Spindelmutter über die Kopplungseinheit mit einem antriebsnahen Ende des Zylinderrohrs verbunden, wird eine von dem Antrieb über die Gewindespindel auf die Spindelmutter übertragene Antriebskraft von der Spindelmutter über die Kopplungseinheit auf das antriebsnahe Ende des Zylinderrohrs übertragen, wodurch das Zylinderrohr von dem Antrieb weg bewegt wird, was wiederum eine Öffnungsbewegung der Klappe bis zum Erreichen der Zwischenstellung bewirkt. Ist die Spindelmutter über die Kopplungseinheit mit einem antriebsfernen Ende des Zylinderrohrs verbunden, wird eine von dem Antrieb über die Gewindespindel auf die Spindelmutter übertragene Antriebskraft von der Spindelmutter über die Kopplungseinheit auf das antriebsferne Ende des Zylinderrohrs bzw. auf eine damit verbundene, insbesondere verdrehfeste, Anbindung an das die Karosserieöffnung umgebende Karosseriebauteil übertragen, wodurch das Zylinderrohr von dem Antrieb weg bewegt wird, was wiederum eine Öffnungsbewegung der Klappe bis zum Erreichen der Zwischenstellung bewirkt.
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Gegenüber einer Verwendung von mechanischen Druckfedern hat der erfindungsgemäße Einsatz von wenigstens einer Gasdruckfeder den Vorteil, dass keine Führungen zum Schutz gegen ein Ausknicken von mechanischen Druckfedern erforderlich ist, was mit einer Gewichtseinsparung und Kostenvorteilen einhergeht. Zudem ist eine Gasdruckfeder deutlich geräuschärmer betreibbar als eine mechanische Druckfedern aufweisende Verstelleinheit. Des Weiteren kann eine Gasdruckfeder deutlich bauraumsparender ausgebildet sein als eine mechanische Druckfedern aufweisende Verstelleinheit. Da während einer Montage der erfindungsgemäßen Anordnung kein Vorspannen von mechanischen Druckfedern erfolgen muss, ist die erfindungsgemäße Anordnung deutlich einfacher montierbar als eine mechanische Druckfedern aufweisende Verstelleinheit.
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Zum Verstellen der Klappe kann an einem Kraftfahrzeug eine einzige Anordnung angeordnet sein. Alternativ können zum Verstellen der Klappe zwei erfindungsgemäße Anordnungen an einem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Beispielsweise kann an jeder Seite einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs eine einzelne erfindungsgemäße Anordnung angeordnet sein.
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Der Antrieb ist vorzugsweise elektromotorisch ausgebildet. Je nachdem, wie die erfindungsgemäße Anordnung relativ zu der Klappe orientiert ist, kann der Antrieb gelenkig mit der Klappe oder dem die Karosserieöffnung umgebenden Karosseriebauteil verbunden sein. Insbesondere kann der Antrieb verdrehfest mit der Klappe oder dem die Karosserieöffnung umgebenden Karosseriebauteil verbunden sein, um beim Antreiben der Gewindespindel selbst gegen ein hierzu gegenläufiges Verdrehen gesichert zu sein. Der Antrieb kann unmittelbar, beispielsweise über eine Kopplung eines Läufers des Antriebs mit der Gewindespindel, oder mittelbar, beispielsweise über ein Getriebe oder dergleichen, wirktechnisch mit der Gewindespindel verbunden sein. Durch eine geeignete Steuerung des Antriebs kann beispielsweise ein Einklemmschutz realisiert werden. Zudem kann durch eine Ansteuerung des Antriebs die Geschwindigkeit der Klappe während einer Verstellbewegung variiert bzw. eingestellt werden.
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An einem Endbereich der Kolbenstange ist wenigstens ein Kolben angeordnet, der linear bewegbar innerhalb des Zylinderrohrs geführt ist. Das andere Ende der Kolbenstange, also deren kolbenfernes Ende, ist unbeweglich an dem Antrieb befestigbar. Je nachdem, wie die erfindungsgemäße Anordnung relativ zu der Klappe orientiert ist, kann das Zylinderrohr gelenkig mit dem die Karosserieöffnung umgebenden Karosseriebauteil oder der Klappe verbunden sein. Die Anordnung kann auch zwei oder mehrere entsprechende Gasdruckfedern aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Kopplungseinheit wenigstens eine Führungsöffnung angeordnet, durch welche die Kolbenstange geführt ist. Hierdurch wird eine sichere Führung der Kolbenstange relativ zu der Gewindespindel ermöglicht, was die Robustheit der erfindungsgemäßen Anordnung verbessert.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anordnung wenigstens ein die Spindelmutter mit der mit dem antriebsfernen Ende des Zylinderrohrs verbundenen Kopplungseinheit drehfest verbindendes Verbindungselement. Über das Verbindungselement können durch eine Betätigung des Antriebs auf die Spindelmutter einwirkende Kräfte auf die Kopplungseinheit überfragen werden. Vorzugsweise ist die Spindelmutter über das Verbindungselement verdrehfest mit der Kopplungseinheit verbunden.
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Vorteilhafterweise ist das Verbindungselement als koaxial zu der Spindelmutter angeordneter Hohlzylinder ausgebildet. Dies geht mit einer bauraumsparenden und gewichtsreduzierten Ausgestaltung der Anordnung einher.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Anordnung drei entsprechend angeordnete Gasdruckfedern aufweist, deren Längsachsen umfangsversetzt um die Längsachse der Gewindespindel angeordnet sind. Hierbei können Gasdruckfedern eingesetzt werden, die im Vergleich zu einer einzelnen Gasdruckfeder eine geringere Kraft aufbringen und baulich kleiner ausgelegt sind. Die umfangsversetzte Anbringung der Gasdruckfedern um die Längsachse der Gewindespindel macht eine sehr kompakte Ausgestaltung der Anordnung möglich.
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Vorzugsweise sind die Längsachsen der Gasdruckfedern gleichmäßig umfangsversetzt um die Längsachse der Gewindespindel angeordnet. Diese symmetrische Anbringung der Gasdruckfedern dient einer gleichmäßigen Krafteinleitung in die mit den Gasdruckfedern zusammenwirkenden Bauteile der Anordnung. Zudem weist die Anordnung hierbei im Querschnitt eine dreieckige Form auf, was im Vergleich zu einem kreisförmigen Querschnitt insbesondere günstig bezüglich eines im Bereich einer Heckklappe verfügbaren Bauraums eines Kraftfahrzeugs ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Anordnung wenigstens ein zwischen den Antrieb und die Gewindespindel geschaltetes Getriebe. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann größer als 1 sein, so dass ein Antrieb mit geringerer Leistung und geringerem Bauraumbedarf eingesetzt werden kann.
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Vorteilhafterweise umfasst die Anordnung wenigstens eine wirktechnisch mit dem Getriebe verbundene Überlastkupplung. Die Überlastkupplung kann beispielsweise bei einer manuellen Betätigung der Klappe den Antrieb zeitweilig von dem Getriebe oder das Getriebe von der Gewindespindel trennen.
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Es wird des Weiteren als vorteilhaft erachtet, wenn die Anordnung wenigstens einen Endanschlag umfasst, der eine Bewegbarkeit der Spindelmutter antriebsabseitig begrenzt. Während einer Öffnungsbewegung der Klappe fährt die Spindelmutter gegen den Endanschlag, was über einen damit verbundenen Stromanstieg im Versorgungsstrom erfassbar ist. Soll die Anordnung lediglich für eine Öffnungsbewegung der Klappe verwendet werden, kann die Spindelmutter unmittelbar nach Erfassung des Stromanstiegs automatisch über eine entsprechende Steuerung des Antriebs wieder in ihre der Schließstellung der Klappe zugeordnete Ruheposition zurückbewegt werden. Soll die Anordnung sowohl für eine Öffnungsbewegung als auch eine Schließbewegung der Klappe verwendet werden, kann die Spindelmutter nach Erfassung des Stromanstiegs bis zum Vorliegen eines elektrischen Schließbefehls in ihrer der Zwischenstellung bzw. der Offenstellung der Klappe zugeordneten Stellung verbleiben und bei Vorliegen eines elektrischen Schließbefehls in ihre der Schließstellung der Klappe zugeordnete Ruheposition zurückbewegt werden, wodurch eine Schließbewegung der Klappe durchgeführt wird.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Anordnung;
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2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch die in 1 gezeigte Anordnung; und
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3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Anordnung.
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In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zum Verstellen einer verstellbar an einer Karosserieöffnung 2 angeordneten, nicht gezeigten Klappe in Form einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs.
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Die Anordnung 1 umfasst einen Spindeltrieb 3 mit einer Gewindespindel 4 und einer mit der Gewindespindel 4 zusammenwirkenden Spindelmutter 5.
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Des Weiteren umfasst die Anordnung 1 einen über eine Anbindung 6 gelenkig und verdrehfest mit der Klappe verbindbaren Antrieb 7, der zum Antreiben der Gewindespindel 4 wirktechnisch mit der Gewindespindel 4 verbunden ist. Der Antrieb 7 kann nicht, muss aber nicht selbsthemmend ausgebildet sein. Der Antrieb 7 kann ein Auflager für die Spindelmutter 5 ausbilden.
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Zudem umfasst die Anordnung 1 drei Gasdruckfedern 8, die jeweils ein Zylinderrohr 10 und einer Kolbenstange 9 aufweisen, wobei die Längsachsen der Gasdruckfedern 8 parallel zu der Längsachse der Gewindespindel 4 angeordnet sind. Jede Kolbenstange 9 ist mit ihrem kolbenfernen Ende an dem Antrieb 7 befestigbar. Jedes Zylinderrohr 10 ist mit seinem antriebsfernen Ende über eine Anbindung 11 gelenkig mit einem die Karosserieöffnung 2 umgebenden Karosseriebauteil 12 verbunden. Die Längsachsen der Gasdruckfedern 8 sind gleichmäßig umfangsversetzt um die Längsachse der Gewindespindel 4 angeordnet, was aus 2 besser ersichtlich ist.
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Auch umfasst die Anordnung 1 eine drehfest mit der Spindelmutter 5 verbundene Kopplungseinheit 13 in Form einer dreieckig ausgebildeten Platte, über welche die Spindelmutter 5 mit den antriebsnahen Enden der Zylinderrohre 10 verbunden ist. Die Spindelmutter 5 kann über die Kopplungseinheit 13 fest oder lösbar, etwa über Druck, mit den antriebsnahen Enden der Zylinderrohre 10 verbunden sein. An der Kopplungseinheit 13 sind drei Führungsöffnungen 14 angeordnet, durch welche jeweils eine Kolbenstange 9 geführt ist.
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Die Anordnung 1 kann ein zwischen den Antrieb 7 und die Gewindespindel 4 geschaltetes, nicht gezeigtes Getriebe und eine wirktechnisch mit dem Getriebe verbundene, nicht gezeigte Überlastkupplung aufweisen. Ferner kann die Anordnung 1 einen nicht gezeigten Endanschlag aufweisen, der eine Bewegbarkeit der Spindelmutter 5 antriebsabseitig begrenzt.
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Bei einem Öffnungsvorgang der Heckklappe des Kraftfahrzeugs wird die Heckklappe zunächst sowohl mittels des Spindeltriebs 3 und des Antriebs 7 als auch mittels der Gasdruckfedern 8 aus ihrer Schließstellung in eine zwischen der Schließstellung und einer Offenstellung der Heckklappe liegenden Zwischenstellung bewegt. Ab Erreichen der Zwischenstellung kann der Antrieb 7 abgeschaltet und die Heckklappe allein mittels der Gasdruckfedern 8 in ihre Offenstellung bewegt werden. Hierbei stützen sich die kolbenfernen Enden der Kolbenstangen 9 an dem Antrieb 7 bzw. einem Gehäuse des Antriebs 7 ab. Hierzu können die kolbenfernen Enden der Kolbenstangen an dem Antrieb 7 befestigt oder nicht befestigt sein. Bei der Verlagerung der Heckklappe von der Zwischenstellung in die Offenstellung kann die Spindelmutter 5 von der Gewindespindel 4 gelöst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Gewindespindel 4 derart mechanisch von dem Antrieb 7 abgekoppelt werden, dass sich die Gewindespindel 4 frei um ihre Längsachse drehen kann. Jedoch kann die Gewindespindel 4 auch an den Antrieb 7 gekoppelt bleiben, so dass eine Drehbewegung der Gewindespindel 4 um ihre Längsachse auf den Antrieb 7 übertragen wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch die in 1 gezeigte Anordnung 1 im Bereich der Gasdruckfedern 8. Es ist zu erkennen, dass die Längsachsen der Gasdruckfedern gleichmäßig umfangsversetzt um die Längsachse der Gewindespindel 4 angeordnet sind, wodurch die Anordnung 1 einen dreieckigen Querschnitt erhält.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zum Verstellen einer verstellbar an einer Karosserieöffnung 2 angeordneten, nicht gezeigten Klappe in Form einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs. Ein Unterschied zu dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Kopplungseinheit 13 nicht an die Spindelmutter 5 gekoppelt ist, sondern allein zur Führung der Kolbenstangen 9 relativ zueinander dient. Stattdessen umfasst die Anordnung 1 eine drehfest mit der Spindelmutter 5 verbundene Kopplungseinheit 15, über welche die Spindelmutter 5 mit den antriebsfernen Enden der Zylinderrohre 10 verbunden ist. Zudem umfasst die Anordnung 1 ein die Spindelmutter 5 mit der mit den antriebsfernen Enden der Zylinderrohre 10 verbundenen Kopplungseinheit 15 drehfest verbindendes Verbindungselement 16 in Form eines koaxial zur Längsachse der Gewindespindel 4 angeordneten Hohlzylinders.
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Bei einem Öffnungsvorgang der Heckklappe des Kraftfahrzeugs wird die Heckklappe zunächst sowohl mittels des Spindeltriebs 3, des rohrförmigen Verbindungselementes 16 und des Antriebs 7 als auch mittels der Gasdruckfedern 8 aus ihrer Schließstellung in eine zwischen der Schließstellung und einer Offenstellung der Heckklappe liegenden Zwischenstellung bewegt. Ab Erreichen der Zwischenstellung kann der Antrieb 7 abgeschaltet und die Heckklappe allein mittels der Gasdruckfedern 8 in ihre Offenstellung bewegt werden. Hierbei stützen sich die kolbenfernen Enden der Kolbenstangen 9 an dem Antrieb 7 bzw. einem Gehäuse des Antriebs 7 ab. Die kolbenfernen Enden der Kolbenstangen sind an dem Antrieb 7 befestigt. Bei der Verlagerung der Heckklappe von der Zwischenstellung in die Offenstellung bleibt die Spindelmutter 5 mit der Gewindespindel 4 verbunden. Hierbei kann die Gewindespindel 4 derart mechanisch von dem Antrieb 7 abgekoppelt werden, dass sich die Gewindespindel 4 frei um ihre Längsachse drehen kann. Jedoch kann die Gewindespindel 4 auch an den Antrieb 7 gekoppelt bleiben, so dass eine Drehbewegung der Gewindespindel 4 um ihre Längsachse auf den Antrieb 7 übertragen wird.
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Bei einem Schließvorgang der Heckklappe des Kraftfahrzeugs wird die Heckklappe allein mittels des Spindeltriebs 3, des rohrförmigen Verbindungselementes 16 und des Antriebs 7 aus ihrer Offenstellung in die Schließstellung bewegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung
- 2
- Karosserieöffnung
- 3
- Spindeltrieb
- 4
- Gewindespindel
- 5
- Spindelmutter
- 6
- Anbindung
- 7
- Antrieb
- 8
- Gasdruckfeder
- 9
- Kolbenstange
- 10
- Zylinderrohr
- 11
- Anbindung
- 12
- Karosseriebauteil
- 13
- Kopplungseinheit
- 14
- Führungsöffnung
- 15
- Kopplungseinheit
- 16
- Verbindungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010062222 A1 [0003]
