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Die Erfindung betrifft eine Klappenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Verfahren zum Betreiben einer Klappenvorrichtung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Klappenvorrichtung.
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Derartige Klappenvorrichtungen sind im Automobilbereich weit verbreitet um beispielsweise eine Tankmulde oder eine Ladedosenmulde in einer Kraftfahrzeugkarosserie zu verschließen.
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Die
DE 694 01 568 T2 beschreibt eine Gelenkklappe zum Verschluss einer Tankmulde, welche eine um eine Achse schwenkbare Platte, sowie Mittel zur elastischen Rückstellung der Platte in eine erste stabile Position für den Verschluss der Tankmulde und eine zweite stabile Position für den Zugang zur Tankmulde umfasst. Die Mittel zur Anlenkung der Platte umfassen ein bewegliches Gleitstück, das an der Platte durch eine erste seiner endseitigen Längskanten befestigt ist, und eine ortsfeste Gleitführung, deren Körper an einem Element der Fahrzeugstruktur befestigt ist und eine Aufnahme enthält, das eine Gleitbahn bildet.
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Aus der
DE 30 47 002 A1 ist ein Scharnier für Deckel von Kraftfahrzeugen bekannt. Ein Ende eines Scharnierhebels ist mit dem Deckel verbunden und ein gegenüberliegendes Ende des Scharnierhebels ist in einer am Fahrzeug befestigten Kulisse schwenkbar gelagert und in Abhängigkeit von einer Schwenkbewegung verschiebbar geführt. Der Scharnierhebel ist zwischen seinen Enden mit einer kurvenförmigen Führungsfläche versehen, die mit einer am Kraftfahrzeug angeordneten Gegenführung zusammenwirkt.
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Die
DE 695 04 582 T2 beschreibt eine schwenkbare Klappe für den Verschluss eines Tanks eines Kraftfahrzeugs. Die Klappe umfasst eine schwenkbare Platte, sowie Mittel zur elastischen Rückstellung der Platte zu zwei verschiedenen Positionen. Die Mittel umfassen einen an der Platte angebrachten, beweglichen Gelenkfinger welcher verschiebbar in ein ortsfestes Gelenkschlitzloch eingesetzt ist. Das Gelenksschlitzloch ist in einen an einem Strukturelement des Fahrzeugs befestigten Körper eingearbeitet.
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Aus der
EP 1 785 307 A1 ist eine Tankkappenvorrichtung bekannt, bei welcher eine Kappe mittels eines Elektromotors um eine Drehachse in verschiedene Stellungen schwenkbar ist. Hierzu ist eine Verzahnung an der Drehachse vorgesehen, welche über ein Ritzel mit einer Antriebswelle des Elektromotors in ständigem Eingriff ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2006 042 447 A1 offenbart eine Anordnung einer schwenkbar gelagerten Tankklappe an einem Kraftfahrzeug. Die Tankklappe kann durch eine Antriebseinheit verschwenkt werden, wobei ein Federelement vorgespannt wird. Die Antriebseinheit ist über ein Drahtseil und ein Hebelelement mit einem Kreisbogensegment gekoppelt, welches zusammen mit der Tankkappe an einer Drehachse gelagert ist.
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Ein Tankverschluss für Kraftfahrzeuge, mit einer Klappe, welche drehbar an einer Drehachse an einer Karosserie gelagert ist, ist der
DE 24 18 063 A1 als bekannt zu entnehmen. Hierbei ist ein als Deckel ausgebildetes Betätigungselement vorgesehen, welcher als Arretierung an einem Einfüllstutzen dient, um die Klappe in einer Offenstellung zu halten.
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Aus der
DE 10 2009 034 428 B4 ist ein Tankdeckel zum Verschließen einer Mündung eines Kraftstoffeinfüllstutzens bekannt. Hierbei ist ein Federmechanismus vorgesehen, um in einer Schließrichtung des Tankdeckels eine Vorspannkraft auszuüben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klappenvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels welchen ein Verschlusselement zum Öffnen und Verschließen einer Öffnung in einer Karosserie des Kraftfahrzeugs sicher in wenigstens einer Stellung gehalten werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, durch welches eine erhöhte Betriebssicherheit eines Kraftfahrzeugs erreicht werden kann.
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Diese Aufgaben werden durch eine Klappenvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Die Erfindung geht von einer Klappenvorrichtung zum Öffnen und Verschließen einer Öffnung in einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs,
- – mit einem Verschlusselement, und
- – mit einem an einer Lagerstelle an der Karosserie gelagerten Führungselement, an welchem das Verschlusselement gehalten und zumindest zwischen einer Offenstellung, in welcher das Verschlusselement die Öffnung freigibt und einer Schließstellung, in welcher das Verschlusselement die Öffnung bedeckt, geführt bewegbar ist, wobei das Führungselement einen Führungsbereich aufweist, mittels welchem das Verschlusselement in einer Distanz zu der Lagerstelle gehalten ist,
aus. Das Verschlusselement kann beispielsweise als Tankklappe oder als Ladedosenklappe ausgebildet sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Dementsprechend kann es die Öffnung beispielsweise als Tankmulde oder als Ladedosenmulde ausgebildet sein. Das Verschlusselement kann jedoch auch als Abdeckung für ein Abschleppelement und die Öffnung demzufolge als Abschleppelementmulde ausgebildet sein.
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Des Weiteren ist ein Halteelement vorgesehen, mittels welchem in einem Abstand zu der Lagerstelle eine Kraft auf eine Führungskulisse des Führungsbereichs ausübbar ist, um das Verschlusselement in der Offenstellung zu halten. Dies ist von Vorteil, da durch das Ausüben der Kraft in dem Abstand zu der Lagerstelle eine Hebelwirkung erzielt werden kann, durch welche ein besonders sicheres Halten des Verschlusselements in der Offenstellung erzielt werden kann. Durch das Ausüben der Kraft in dem Abstand zu der Lagerstelle kann auch ein vorhandener Bauraum im Bereich der Öffnung in der Karosserie besonders gut genutzt werden. Anders als bei aus dem Stand der Technik bekannten Haltesystemen, welche beispielsweise unmittelbar an einer Drehachse einer Klappe angreifen, kann durch das Angreifen der Kraft in dem Abstand zu der Lagerstelle eine bessere Verteilung einzelner Komponenten der Klappenvorrichtung erreicht werden, wodurch eine einfachere Wartung, aufgrund besserer Zugänglichkeit zu den einzelnen Komponenten ermöglicht ist. Das Führungselement kann beispielsweise als Scharnierelement ausgebildet sein, welches drehbar an der Lagerstelle gelagert sein kann. Die Lagerstelle kann als Drehlagerstelle mit vorgegebener Drehachse ausgebildet sein, wobei das Verschlusselement dann zwischen der Offenstellung und der Schließstellung in der Distanz zu der Lagerstelle um diese drehbar sein kann. Die Kraft kann als Einzelkraft ausgebildet sein oder mehrere verschiedene Teilkräfte umfassen. Eine Mehrzahl an Teilkräften liegt beispielsweise vor, wenn mittels des Halteelements als eine erste Teilkraft eine Druckkraft auf die Führungskulisse ausgeübt wird und infolgedessen eine aus der Druckkraft resultierende Reibkraft als zweite Teilkraft zwischen der Führungskulisse und dem Halteelement auftritt. Die Kraft oder wenigstens eine derartige Teilkraft kann beispielsweise als Gegenkraft zu einer durch ein Rückstellelement ausübbaren Rückstellkraft ausgebildet sein. Ein derartiges Rückstellelement kann beispielsweise vorgesehen sein, um das Verschlusselement von der Offenstellung in die Schließstellung zu bewegen. Mittels eines derartigen Rückstellelements kann eine Vorspannung unter Aufbringen der Rückstellkraft beispielsweise auf das Verschlusselement und zusätzlich oder alternativ auf das Führungselement ausgeübt werden, wobei das Halteelement das Verschlusselement im vorgespannten Zustand in der Offenstellung halten kann. Bei einer Änderung – beispielsweise einer Verringerung – eines Kraftbetrags der Kraft, was beispielsweise durch Bewegen des Halteelements relativ zu der Führungskulisse erzielt werden kann, kann infolge der Vorspannung unter der Rückstellkraft auf einfache Weise ein Bewegen des Verschlusselements von der Offenstellung in die Schließstellung bewirkt werden.
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Zudem ist eine Stelleinheit vorgesehen, mittels welcher das Halteelement relativ zu der Führungskulisse zumindest zwischen einer Haltestellung, in welcher das Halteelement zumindest die Bewegung des Verschlusselements von der Offenstellung in die Schließstellung blockiert, und einer Freigabestellung, in welcher das Halteelement die Bewegung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung ermöglicht, bewegbar ist. Dies ist von Vorteil, da durch die Bewegung des Halteelements mittels der Stelleinheit auch ein Kraftbetrag der Kraft verändert und dadurch die Bewegung des Verschlusselements zwischen der Offenstellung und der Schließstellung auf besonders einfache Weise beeinflusst werden kann. Die Stelleinheit kann hierzu beispielsweise einen Hebelmechanismus und zusätzlich oder alternativ eine Magneteinheit umfassen. Durch einen Hebelmechanismus kann vorteilhafterweise eine Kraftübersetzung bereitgestellt werden, so dass bereits mit geringen Hebelkräften die mittels des Halteelements ausgeübte Kraft aufwandsarm überwunden werden kann. Durch eine Magneteinheit kann eine berührungslose und damit verschleißarme Bewegung des Halteelements erzielt werden. Mittels der Stelleinheit kann der Kraftbetrag der Kraft auch zur Kompensation etwaiger Bauteiltoleranzen dauerhaft eingestellt werden. Die Stelleinheit kann zudem eine Ansteuervorrichtung zum Steuern der Stelleinheit aufweisen. Die Ansteuervorrichtung kann Signale von einem Kraftfahrzeug empfangen, so dass beispielsweise infolge eines Aktivierens einer Zündung des Kraftfahrzeugs ein Bewegen des Halteelements mittels der Stelleinheit in die Freigabestellung erfolgt. Dadurch kann einfach und zuverlässig vermieden werden, dass das Verschlusselement bei Fahrtbeginn offen bleibt.
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Gemäß der Erfindung umfasst die Stelleinheit wenigstens eine Magneteinheit, mittels welcher das Halteelement zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung bewegbar ist. Dies ist von Vorteil da die Magneteinheit ein besonders einfaches Verändern des Kraftbetrages der Kraft ermöglicht. Die Magneteinheit kann einen Elektromagnet aufweisen mittels welchem ein Kraftbetrag der Kraft stufenlos veränderbar ist. Dadurch kann ein besonders bedarfsgerechtes Einstellen des Kraftbetrags erreicht werden, wobei sowohl eine Vergrößerung, als auch eine Verkleinerung des Kraftbetrags ermöglicht ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet das Halteelement bei der Bewegung des Verschlusselements zumindest bereichsweise einen Gleitkontakt mit der Führungskulisse. Dies ist von Vorteil, da durch den Gleitkontakt eine Reibkraft ausgeübt werden kann, durch welche die Bewegung des Verschlusselements an der Führungskulisse verzögert werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Führungselement einen Stützbereich auf, an welchem das Halteelement in der Offenstellung unter Ausübung der Kraft abgestützt ist. Dies ist von Vorteil, da durch das Abstützen des Halteelements ein Formschluss zwischen dem Stützbereich und dem Halteelement geschaffen werden kann, welcher zusammen mit der Ausübung der Kraft ein besonders sicheres Halten des Verschlusselements in der Offenstellung ermöglicht. Der Stützbereich kann beispielsweise als Flächenwölbung ausgebildet sein und dabei einen Vorsprung oder eine Einbuchtung an der Führungskulisse bilden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Stützbereich zwischen einem ersten Endbereich und einem dem ersten Endbereich gegenüberliegenden, zweiten Endbereich der Führungskulisse angeordnet. Dies ist von Vorteil, da durch die Anordnung zwischen den Endbereichen eine besonders einfache Ausgestaltung des Stützbereichs möglich ist. Der Stützbereich kann hierbei beispielsweise eine einfach gestaltete und ein Gleiten des Halteelements an der Führungskulisse hemmende Rampe aufweisen. In besonders vorteilhafter Weise ist das Halteelement mittels dieser Rampe unter Ausübung der Kraft selbsthemmend haltbar, so dass auf einfache Art eine Bewegung des Verschlusselements aus dessen Offenstellung unterbunden werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Führungskulisse zumindest zwischen dem Stützbereich und dem zweiten Endbereich wenigstens zwei aneinander angrenzende Flächenbereiche auf, deren Flächennormalen einen Winkel miteinander einschließen. Die Flächenbereiche können mit anderen Worten zueinander geneigt sein, wodurch beim Ausbilden des Gleitkontaktes an den verschiedenen Flächenbereiche jeweils unterschiedliche Gleitreibungswerte erreicht werden können. In vorteilhafter Weise kann durch das Einschließen des Winkels durch die Flächennormalen ein Verzögern einer Bewegungsgeschwindigkeit des Verschlusselements und somit beispielsweise eine besonders geringe Bewegungsgeschwindigkeit im Bereich der Schließstellung erzielt werden. Hierdurch kann ein besonders geräuscharmes und bauteilschonendes Schließen des Verschlusselements erzielt werden. Mit anderen Worten kann dadurch auf eine aufwändige Endlagendämpfung verzichtet werden. Die Flächenbereiche können auch stetig ineinander übergehen und dabei beispielsweise gemeinsam eine Flächenwölbung bilden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Stelleinheit ein Spannelement, mittels welchem die Kraft unter Vermittlung des Halteelements auf die Führungskulisse ausübbar ist. Dies ist von Vorteil, da durch das Spannelement eine dauerhafte Ausübung der Kraft und eine dauerhafte Anlage des Halteelements an der Führungskulisse ermöglicht ist. Dadurch kann beispielsweise eine ungewollte Relativbewegung zwischen dem Halteelement und der Führungskulisse vermieden und eine unangenehme Geräuschentwicklung durch ein etwaiges Klappern wenigstens weitgehend unterbunden werden. Das Spannelement kann beispielsweise als Federelement ausgebildet sein. Die Kraft kann dementsprechend zumindest teilweise als durch das Federelement ausübbare Federkraft ausgebildet sein. Das Federelement kann somit das Halteelement gegen die Führungskulisse drücken.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Rückstellelement vorgesehen, welches zumindest in der Offenstellung des Verschlusselements eine der Kraft entgegen gerichtete Rückstellkraft auf das Verschlusselement und/oder auf das Führungselement ausübt, wobei das Verschlusselement mittels der Rückstellkraft von der Offenstellung in die Schließstellung bewegbar ist. Dies ist von Vorteil, da mittels des Rückstellelements infolge der Rückstellkraft ein zuverlässiges Bewegen von der Offenstellung in die Schließstellung ermöglicht ist. Das Rückstellelement kann beispielsweise als Rückstellfeder ausgebildet sein.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Klappenvorrichtung zum Öffnen und Verschließen einer Öffnung in einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest den Schritten:
- – Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung, wobei die Klappenvorrichtung eine Stelleinheit umfasst,
- – Ansteuern der Stelleinheit durch ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs, um das Halteelement von der Haltestellung in die Freigabestellung zu bewegen, wenn eine Zündung des Kraftfahrzeugs aktiviert wird.
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Dies ist von Vorteil, da das Aktivieren der Zündung ein zuverlässiger Indikator dafür ist, dass das Kraftfahrzeug in Bewegung versetzt wird und somit das Verschlusselement geschlossen werden kann, um beispielsweise einen Schutz vor einem Diebstahl von Kraftstoff zu gewährleisten. Somit kann eine erhöhte Betriebssicherheit des Kraftfahrzeugs erreicht werden. Die Stelleinheit kann mittels einer Ansteuervorrichtung in Abhängigkeit von den Signalen des Steuergeräts angesteuert und dadurch das Halteelement durch die Stelleinheit bewegt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ansteuern der Stelleinheit durch das Steuergerät des Kraftfahrzeugs, wenn sich das Verschlusselement in der Offenstellung befindet. Dies ist von Vorteil, da durch das zusätzliche Überprüfen, ob sich das Verschlusselement in der Offenstellung befindet, eine unnötige Betätigung der Stelleinheit vermieden werden kann.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung. Ein derartiges Kraftfahrzeug kann besonders sicher betrieben werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Führungskulisse an einer einem Boden unter dem Kraftfahrzeug zugewandten Unterseite des Führungsbereichs angeordnet. Dies ist von Vorteil, da durch eine derartige Ausrichtung der Führungskulisse die Schwerkraft genutzt werden kann um zu verhindern, dass sich beispielsweise Schmutz oder Laub in der Führungskulisse ablagert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die Führungskulisse durch deren Anordnung an der Unterseite außerhalb eines Sichtbereichs einer Bedienperson, welche beispielsweise einen Tankvorgang/Ladevorgang durchführt, befinden kann, wodurch eine Gefahr einer etwaigen Beschädigung der Führungskulisse oder des Halteelements beispielsweise beim Einführen einer Zapfpistole bzw. eines Ladesteckers in die Öffnung verringert werden kann. Damit kann auch zumindest weitgehend verhindert werden, dass die Bedienperson beim Einführen der Zapfpistole bzw. des Ladesteckers an der Führungskulisse oder an dem Halteelement hängen bleibt.
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Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Klappenvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgestellten Merkmale sowie deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen.
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Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigt:
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1 eine perspektivische Vorderansicht auf ein Verschlusselement und ein Führungselement einer Klappenvorrichtung;
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2 eine perspektivische Rückansicht auf die Klappenvorrichtung;
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3 eine Detailansicht eines in 2 gestrichelt umrandeten Ausschnitts X der Klappenvorrichtung;
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4 eine Perspektivansicht auf das Führungselement sowie auf eine, an einer Unterseite des Führungselements angeordnete Führungskulisse;
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5 eine Detailansicht eines in 3 gestrichelt umrandeten Ausschnitts Y des Führungselements; und
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6 eine schematische Schnittdarstellung einer Stelleinheit und eines Halteelements der Klappenvorrichtung gemäß einer Schnittebene Z in 3.
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1 und 2 zeigen jeweils ein lediglich schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug 80 mit einer Klappenvorrichtung 10, wobei in 1 eine perspektivische Vorderansicht und in 2 eine perspektivische Rückansicht auf die Klappenvorrichtung 10 gezeigt ist.
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Die Klappenvorrichtung 10 dient zum Öffnen und Verschließen einer Öffnung 84 in einer in den 1 und 2 lediglich ausschnittsweise dargestellten Karosserie 82 des Kraftfahrzeugs 80. Die Öffnung 84 ist dabei vorliegend als Ausbuchtung in der Karosserie 82 ausgebildet. Dabei entspricht die Öffnung 84 vorliegend einer Tankmulde. Die Klappenvorrichtung 10 weist ein, im vorliegenden Ausführungsbeispiel, als Tankklappe ausgestaltetes Verschlusselement 20 auf. Des Weiteren weist die Klappenvorrichtung 10 ein an einer Lagerstelle 86 an der Karosserie 82 gelagertes Führungselement 30 auf. Das Führungselement 30 ist vorliegend als Scharnierelement ausgebildet. Die Lagerstelle 86 ist dementsprechend als Drehlagerstelle mit einer Drehachse 88 ausgebildet, wobei das Verschlusselement 20 an dem Führungselement 30 gehalten und unter dessen Vermittlung zwischen einer Offenstellung 22, in welcher das Verschlusselement 20 die Öffnung 84 freigibt und einer Schließstellung 24, in welcher das Verschlusselement 20 die Öffnung 84 bedeckt, geführt bewegbar ist. Das Verschlusselement 20 ist somit in einer durch einen Doppelpfeil verdeutlichten und als Schwenkbewegung ausgebildeten Bewegung 26 um die Lagerstelle 86 bewegbar. Das Verschlusselement 20 ist in dessen Schließstellung 24 lediglich in 1 dargestellt und durch eine gestrichelte Linie verdeutlicht.
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Das Führungselement 30 weist einen insbesondere in 1 verdeutlichten und bogenförmig ausgebildeten Führungsbereich 32 auf, mittels welchem das Verschlusselement 20 in einer Distanz D zu der Lagerstelle 86 gehalten ist. Die Distanz D ergibt sich zwischen der Drehachse 88 und einem der Drehachse 88 am nächsten liegenden Verschlusselementbereich des Verschlusselements 20.
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Der bogenförmige Führungsbereich 32 ist bei der Bewegung des Verschlusselement 20 entlang einer Durchgangsöffnung 85 in der Öffnung 84 bewegbar. Dadurch ist ein Anordnen der Lagerstelle 86 auf einer der Öffnung 84 abgewandten Seite der Karosserie 82 ermöglicht, wodurch die Lagerstelle 86 in vorteilhafter Weise beispielsweise vor Witterungseinflüssen geschützt ist. Die Durchgangsöffnung 85 ist vorliegend als Schlitz in der Ausbuchtung (Öffnung 84) ausgebildet.
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In 2, 3 und 6 ist gezeigt, dass die Klappenvorrichtung weiterhin ein Halteelement 50 aufweist. Das Halteelement 50 ist vorliegend als Stift oder als Bolzen ausgebildet, mittels welchem in einem Abstand A zu der Lagerstelle 86 eine Kraft F auf eine Führungskulisse 34 des Führungsbereichs 32 ausübbar ist, um das Verschlusselement 20 in der Offenstellung 22 zu halten. Wie aus 3 hervorgeht, ist die Führungskulisse 34 an einer einem Boden B unter dem Kraftfahrzeug 80 zugewandten Unterseite 33 des Führungsbereichs 32 angeordnet. 4 zeigt weiterhin, dass die Führungskulisse 34 eine Kurvenbahn an der Unterseite 33 beschreibt. Das Halteelement 50 bildet bei der Bewegung des Verschlusselements 20 einen Gleitkontakt mit der Führungskulisse 34. Zum Ausüben der Kraft F auf das Halteelement 50 ist ein in 3 und 6 vergrößert dargestelltes Spannelement 62 vorgesehen, welches an einem Karosserieteil 83 der Karosserie 82 abgestützt ist und das Halteelement 50 auf die Führungskulisse 34 drückt. Das Karosserieteil 83 weist eine nicht näher dargestellte Durchgangsbohrung auf, in welcher das Halteelement 50 geführt bewegbar aufgenommen ist.
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Die Klappenvorrichtung 10 weist weiterhin ein in 2 lediglich schematisch dargestelltes Rückstellelement 64 auf, welches zumindest in der Offenstellung 22 des Verschlusselements 20 eine der Kraft F entgegen gerichtete Rückstellkraft R (siehe 6) auf das Verschlusselement 20 und zusätzlich oder alternativ auf das Führungselement 30 ausübt. Das Verschlusselement 20 ist mittels der Rückstellkraft R von der Offenstellung 22 in die Schließstellung 24 bewegbar. Das Rückstellelement 64 ist dabei vorliegend als Drehfederelement ausgebildet, welches das Verschlusselement 20 unter der Rückstellkraft R in der Offenstellung 22 in einer Vorspannung hält.
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Das Führungselement 30 weist einen in 4, 5 und 6 erkennbaren Stützbereich 40 auf, welcher vorliegend als Flächenwölbung ausgebildet ist und dabei einen Vorsprung bildet, an welchem das Halteelement 50 in der Offenstellung 22 unter Ausübung der Kraft F abgestützt ist. Der Stützbereich 40 ist zwischen einem ersten Endbereich 36 und einem dem ersten Endbereich 36 gegenüberliegenden, zweiten Endbereich 38 der Führungskulisse 34 angeordnet. In der Offenstellung befindet sich das Halteelement 50 zwischen dem ersten Endbereich 36 und dem Stützbereich 40, was jedoch vorliegend nicht gezeigt ist. Die Führungskulisse 34 weist zumindest zwischen dem Stützbereich 40 und dem zweiten Endbereich 38 wenigstens zwei aneinander angrenzende Flächenbereiche 42, 44 auf, deren Flächennormalen einen Winkel α miteinander einschließen. Vorliegend ist der Flächenbereich 44 in Richtung des Halteelements 50 sowie in Richtung des Karosserieteils 83 geneigt, an welchem das Spannelement 62 (Federelement) abgestützt ist. Gleitet nun die Führungskulisse 34 bei der Bewegung des Verschlusselements 20 von dessen Offenstellung 22 in die Schließstellung 24 ab, so wird das Halteelement in dessen Gleitkontakt mit dem Flächenbereich 44 niedergedrückt und dabei das Spannelement 62 zusammengedrückt, was zu einer Erhöhung des Kraftbetrags der Kraft F führt. Infolgedessen kommt es auch zu einer Vergrößerung eine Reibkraft zwischen der Führungskulisse 34 und dem Halteelement 50, wodurch eine Bewegungsgeschwindigkeit beim Bewegen des Verschlusselements 20 verringert wird. Dadurch kann das Verschlusselement 20 die Schließstellung 24 mit einer besonders geringen Bewegungsgeschwindigkeit erreichen und unter besonders geringer Geräuschentwicklung in der Schließstellung mit der Karosserie 82 in Anlage gebracht werden. Mit anderen Worten kann durch das Neigen des Flächenbereichs 44 in Richtung des Karosserieteils 83 ein sanftes und geräuscharmes Schließen des Verschlusselements 20 erreicht werden, wodurch auf eine separate Endlagendämpfung verzichtet werden kann.
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Um das Halteelement 50 zu bewegen, ist eine in 6 vergrößert dargestellte Stelleinheit 60 vorgesehen. Die Stelleinheit 60 umfasst eine Magneteinheit 68, mittels welcher das Halteelement 50 relativ zu der Führungskulisse 34 zumindest zwischen einer Haltestellung 51, in welcher das Halteelement 50 zumindest die Bewegung des Verschlusselements 20 von der Offenstellung 22 in die Schließstellung 24 blockiert, und einer Freigabestellung 52, in welcher das Halteelement 50 die Bewegung zwischen der Offenstellung 22 und der Schließstellung 24 ermöglicht, bewegbar ist. Mittels der Magneteinheit, welche vorliegend einen Elektromagneten umfasst, ist das Halteelement 50 dementsprechend auch entgegen der Kraft F bewegbar.
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Die Haltestellung 51 und die Freigabestellung 52 sind ebenfalls in 6 gezeigt, wobei das Halteelement 50 in dessen Freigabestellung 52 gestrichelt dargestellt ist. Zu der Stelleinheit 60 gehört auch das Spannelement 62, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Spannfeder ausgebildet ist. Das Halteelement 50 ist in dessen Freigabestellung 52 hierbei lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit und des Vergleichs mit der Haltestellung 51 zwischen dem Stützbereich 40 und dem zweiten Endbereich 38 dargestellt. Das Bewegen des Halteelements 50 von der Haltestellung 51 in die Freigabestellung 52 ist vorliegend jedoch vor allem dazu vorgesehen, das Halteelement 50 anzuheben, wenn sich dieses zwischen dem ersten Endbereich 36 und dem Stützbereich 40 befindet und dementsprechend das Verschlusselement 20 von der Offenstellung 22 in die Schließstellung 24 bewegt werden soll.
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Das Halteelement 50 weist des Weiteren, wie in 6 gezeigt, ein Elementende 54 auf, welches in der Haltestellung 51 unter Ausübung der Kraft F auf die Führungskulisse 34 drückt. Durch unterschiedliche Ausgestaltung des Elementendes 54 kann eine bei dem Gleitkontakt infolge der Kraft F auftretende Reibkraft auf einfache Weise variiert werden. So kann das Elementende 54 beispielsweise eine Verrundung aufweisen und insbesondere – wie beispielhaft in 6 gezeigt – als halbkugelförmige Kuppel ausgebildet sein. Eine derartige Formgebung ist vorteilhaft, da eine etwaige Gefahr eines Verkantens beim Gleitkontakt zwischen dem Halteelement 50 und der Führungskulisse 34 bei der Bewegung 26 des Verschlusselements 20 zumindest weitgehend unterbunden werden kann.
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Die Stelleinheit kann über eine Ansteuervorrichtung 66 Signale von einem Steuergerät 81 des Kraftfahrzeugs 80 empfangen. Dabei kann ein Ansteuern der Stelleinheit 60 durch das Steuergerät 81 erfolgen, um das Halteelement 50 von der Haltestellung 51 in die Freigabestellung 52 zu bewegen, wenn eine Zündung des Kraftfahrzeugs 80 aktiviert wird. Eine weitere Bedingung für das Ansteuern der Stelleinheit 60 durch das Steuergerät 81 des Kraftfahrzeugs 80 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass sich das Verschlusselement 20 in der Offenstellung 22 befindet. Durch die Ansteuervorrichtung 66 kann vermieden werden, dass das Verschlusselement 20 versehentlich dauerhaft offen steht. Dadurch kann beispielsweise ein Kraftstoffdiebstahl effektiv verhindert werden.
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Zusammenfassend kann durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden, dass ein Schließen des Verschlusselements 20 (z. B. Tankklappe) durch eine Bedienperson des Kraftfahrzeugs 80 vergessen wird. Dadurch kann verhindert werden, dass Unbefugte Zugriff auf die Öffnung 84 in der Karosserie 82 haben und beispielsweise Kraftstoff entwenden, wobei eine Ausgabe einer Warnung, dass das Verschlusselement 20 offen ist, ebenso wie ein manuelles Schließen des Verschlusselements 20 entfallen kann. Die Stelleinheit 60 bildet zusammen mit dem Rückstellelement 64 und dem Halteelement 50 einen Mechanismus, welcher das Verschlusselement 20 zuverlässig in dessen Offenstellung 22 offen halten kann.
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Das Halteelement 50 ist mittels des Spannelements 62, welches beispielsweise als Schraubenfeder ausgebildet sein kann, federnd gegenüber dem Karosserieteil 83 abgestützt. Vorliegend ist das Halteelement 50 federnd derart an der Karosserie 82, bzw. im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Tankklappengehäuse der Karosserie 82 gelagert, dass dessen halbkugelförmiges Elementende 54 auf die Führungskulisse 34 drückt, solange das Halteelement 50 nicht mittels der Magneteinheit 68 in die Freigabestellung 52 bewegt wird. Zwischen dem ersten Endbereich 36 und dem Stützbereichs 40 ist eine Mulde gebildet, in welcher das Halteelement 50 einrastet, wenn sich das Verschlusselement 20 in dessen Offenstellung 22 befindet, wodurch das Verschlusselement 20 offen gehalten werden kann. Der Stützbereich 40 weist auf einer dem ersten Ende zugewandten Stützbereichsseite eine Rampe auf, über welche das Halteelement 50 bei einem manuellen Schließen des Verschlusselement 20 gleiten kann. Erfolgt jedoch kein manuelles Schließen (beispielsweise nach einem Tankvorgang), und wird die Zündung betätigt, so wird der von dem Elementende 54 (Stiftkopf des Haltelements 50) beabstandete Elektromagnet kurzzeitig bestromt und das vorliegend aus ferromagnetischem Material gebildete Halteelement 50 wird in die Freigabestellung 52 und damit von der Führungskulisse 34 wegbewegt. Dadurch wird das Verschlusselement 20 freigegeben und schließt aufgrund der Wirkung der Rückstellkraft R des Rückstellelements 64 selbständig.
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Beim manuellen Schließen ist lediglich der höchste Punkt des Stützbereichs 40 an der Führungskulisse 34 über das Halteelement 50 hinweg zu bewegen. Anschließend schließt das Verschlusselement 20 ab diesem Punkt infolge der Rückstellkraft R ohne weiteren manuellen Eingriff, wodurch ein besonders hoher Bedienkomfort erzielt werden kann. Um ein hörbares Zuschlagen zu verhindern kann ein Enddämpfungselement vorgesehen sein und zusätzlich oder alternativ die Flächenbereiche 42, 44 in dem Winkel α zueinander angestellt werden.
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Insgesamt kann mittels der Klappenvorrichtung 10 eine komfortables Betanken, bzw. laden eines Energiespeichers (z. B. Kraftstofftank, Batterie) erfolgen, sodass beispielsweise bei einer Verwendung eines sogenannten „Capless-Tankstutzens” neben dem eigentlichen Tankvorgang lediglich ein manuelles Öffnen der Tankklappe durchzuführen ist.
