DE102017006125B4

DE102017006125B4 - Schwenkvorrichtung für eine Zugangsklappe eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017006125B4
Application number: DE102017006125.4A
Authority: DE
Inventors: Istvan Virag; Gerhard Koller; Jürgen Sendtner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2037-06-29
Also published as: DE102017006125A1

Abstract

Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) für eine klappbar öffenbare, an einer Karosserie (2) eines Kraftfahrzeugs (1) schwenkbar zu lagernde Zugangsklappe (3), insbesondere eine Heckklappe, wobei die Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) eine die Zugangsklappe (3) automatisch öffnende und schließende Antriebseinrichtung mit einem elektrisch betriebenen Antriebsmotor (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer karosserieseitig vorgesehenen, unbewegten Scharnieraufnahme (6) ein zugangsklappenseitiger Scharnierbügel (7) eines Bügelscharniers um eine Drehachse (8) schwenkbar angelenkt ist und den Antriebsmotor (11) trägt, wobei der mit dem Scharnierbügel (7) gemeinsam verschwenkbare Antriebsmotor (11) mit einem scharnierbügelseitigen Antriebselement, welches mit einem scharnieraufnahmenseitigen Antriebselement zusammenwirkt, zur Einstellung einer Schwenkstellung wirkverbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung für eine klappbar öffenbare, an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs schwenkbar zu lagernde Zugangsklappe, insbesondere eine Heckklappe, wobei die Schwenkvorrichtung eine die Zugangsklappe automatisch öffnende und schließende Antriebseinrichtung mit einem elektrisch betriebenen Antriebsmotor aufweist.
Kraftfahrzeuge benötigen seit jeher Möglichkeiten, um an diverse Innenräume zu gelangen, beispielsweise den Motorraum, die Fahrgastzelle und/oder einen Kofferraum, weswegen Zugangsmöglichkeiten in Form von klappbar offenbaren Türen und dergleichen gegeben sind. Insbesondere bei größeren Zugangsklappen in der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise bei Heckklappen, besteht aufgrund deren Schwere, Größe und/oder Betätigbarkeit der Wunsch, diese auch automatisch öffnen und schließen zu können. Hierzu ist es bekannt, an den entsprechenden Scharnieren karosserieseitig einen elektrisch betriebenen Antriebsmotor vorzusehen, mit dessen Hilfe ein automatisches Öffnen und Schließen der Zugangsklappe ermöglicht wird.
Beispielsweise ist aus DE 102 59 105 A1 ein Getriebe mit einer mit einem Motor verbindbaren Antriebswelle zum automatischen Verschwenken einer mit einem Scharnierbügel drehfest verbundenen Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe bekannt, wobei das Getriebe auf den ersten Endbereich eines Antriebshebels wirkt, dessen zweiter Endbereich schwenkbar mit dem Scharnierbügel verbunden ist. Um eine platzsparendere Anordnung von Antrieb und Scharnierbügel zu erlauben, wird vorgeschlagen, als Getriebe ein Planetengetriebe zu verwenden, welches im Wesentlichen direkt in den den Scharnierbügel verschwenkenden Antriebshebel integriert ist.
Eine derartige Ausgestaltung weist die Nachteile eines recht komplexen Aufbaus auf, so dass die Schwenkvorrichtung insgesamt empfindlicher für äußere Einflüsse wird. Zudem schlagen viele im Stand der Technik vorgesehene Schwenkvorrichtungen Mehrgelenkskinematiken vor, die ebenso einen komplexeren, Platz benötigenden und/oder kostenerhöhenden Aufbau mit sich bringen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfach zu realisierende, verbessere Schwenkvorrichtung für eine Zugangsklappe eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Schwenkvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass an einer karosserieseitig vorgesehenen, unbewegten Scharnieraufnahme ein zugangsklappenseitiger Scharnierbügel eines Bügelscharniers um eine Drehachse schwenkbar angelenkt ist und den Antriebsmotor trägt, wobei der Antriebsmotor mit einem scharnierbügelseitigen Antriebselement, welches mit einem scharnieraufnahmenseitigen Antriebselement zusammenwirkt, zur Einstellung einer Schwenkstellung wirkverbunden ist.
Erfindungsgemäß bildet die Schwenkvorrichtung also ein Bügelscharnier, welches mit einer einzigen Drehachse auskommt, an der der Scharnierbügel, insbesondere unter Nutzung einer entsprechenden Welle und/oder Gelenkverbindung, an der Scharnieraufnahme gelagert ist, welche fest und unbeweglich mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Dabei wird vorgeschlagen, dass der zu verschwenkende Anteil des Bügelscharniers, mithin der Scharnierbügel, selbst den Antriebsmotor trägt, welcher mithin mit dem Scharnierbügel gemeinsam verschwenkt wird. Der Antriebsmotor treibt dabei ein erstes, scharnierbügelseitiges Antriebselement an, welches mit einem zweiten, scharnieraufnahmenseitigen, also karosserieseitigen, Antriebselement zusammenwirkt, wodurch die Schwenkbewegung erzeugt wird. Es kann also gesagt werden, dass sich das Antriebsmittel auf der Kinematik mitbewegt, wobei nur ein Drehpunkt vorgesehen werden muss und somit Mehrgelenkskinematiken vermieden werden können. Insgesamt ergibt sich ein konstruktiv einfacher Aufbau geringer Komplexität, der mithin robust und kostengünstig realisiert werden kann.
Zweckmäßigerweise kann das Antriebsmittel über eine bei manueller Betätigung der Zugangsklappe entkuppelnde Kupplung mit dem scharnierbügelseitigen Antriebselement wirkverbunden sein. Insbesondere dann, wenn auch eine manuelle Verschwenkung der Zugangsklappe realisiert werden soll, ist es zweckmäßig, das scharnierbügelseitige Antriebselement nicht unmittelbar durch den Antriebsmotor anzutreiben, sondern eine Kupplung vorzusehen, über die der Antriebsmotor bei Bedarf von dem scharnierbügelseitigen Antriebselement entkoppelt ist beziehungsweise wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Kupplung nur zu schließen, wenn der Antriebsmotor auch bestromt wird.
In einer ersten konkreten erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das scharnieraufnahmenseitige Antriebselement ein an der Scharnieraufnahme vorgesehenes Zahnradsegment ist, in das das als ein Ritzel ausgebildete scharnierbügelseitige Antriebselement eingreift. In diesem Fall ist das scharnierbügelseitige Antriebselement mithin als ein Ritzel beziehungsweise Zahnrad ausgebildet, welches mit einem Zahnradsegment kämmt, das unbeweglich an der Scharnieraufnahme vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das Ritzel letztlich geführt auf dem Zahnradsegment abrollen und hierbei die Schwenkbewegung herbeiführen, indem es verschiedene Positionen entlang des Zahnradsegments einnimmt. Damit ist eine besonderes robuste, bevorzugte Ausgestaltung gegeben. Das Ritzel kann unmittelbar oder über eine Kupplung mit einer Antriebswelle des Antriebsmotors verbunden sein.
In einer zweiten, konkreten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das scharnieraufnahmenseitige Antriebselement als ein Seilzug mit einem entlang einer insbesondere kreisbogenabschnittförmigen Kante der Scharnieraufnahme geführten Seil ist und der Antriebsmotor eine Seiltrommel als scharnierbügelseitiges Antriebselement antreibt, über die das Seil geführt ist. Diese Ausgestaltung sieht mithin vor, dass die unbewegte, karosserieseitige Scharnieraufnahme ein Seilzug-Führungssegment aufweist, wobei seitens des Scharnierbügels eine über den Antriebsmotor drehbare Seiltrommel vorgesehen ist, so dass beim Antreiben des Antriebsmotors die Seiltrommel entlang dem Seilzug-Führungssegment abrollt und mithin den Scharnierbügel mitsamt der Zugangsklappe verschwenkt. Dabei kann, aufgrund des ohnehin vorhandenen Drehgelenks zur Herstellung der Drehachse, die Seiltrommel sowohl gegenüber der Scharnieraufnahme freischwebend realisiert sein als auch auf einer an der Kante ausgebildeten Führungsbahn rollen. Mithin kann seitens der Scharnieraufnahme auch gezielt eine Führungsbahn vorgesehen werden, die die Seiltrommel entlangrollen kann.
In einer dritten konkreten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das scharnieraufnahmenseitige Antriebselement ein flexibler, gespannter Zahnriemen ist, in den ein innenseitig gegen die Spannung gelagertes Ritzel als scharnierbügelseitiges Antriebselement eingreift. In diesem Fall ist das Ritzel, welches auch als Zahnriemenrad bezeichnet werden kann, einem seitens der Scharnieraufnahme gespannten Zahnriemen gegengelagert, welcher beispielsweise an zwei Punkten, wobei einer an einem Hebel der Scharnieraufnahme angeordnet sein kann, an der Scharnieraufnahme befestigt ist. Beim Antreiben des Antriebsmotors rollt das Ritzel entlang dem Zahnriemensegment ab, so dass die Schwenkbewegung erzeugt wird.
In allen drei konkret beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung wirken die Antriebselemente mithin durch Abrollen des einen Antriebselements gegen das andere Antriebselement zusammen, um die Schwenkbewegung um die Drehachse zu erlauben. Dabei ist bevorzugt nur eine einzige Drehachse vorgesehen, um die der Scharnierbügel, an dem die Zugangsklappe unbeweglich, mithin fix, angeordnet ist, gegen die unbewegte Scharnieraufnahme, die fest mit der Karosserie verbunden ist, und mithin also die Karosserie verschwenkt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass ein insbesondere als Spiralfeder ausgebildetes Vorspannelement zur Vorspannung der Zugangsklappe gegenüber der Karosserie vorgesehen ist. Derartige Vorspannelemente sind grundsätzlich bekannt. Konkret kann vorgesehen sein, dass das Vorspannelement an einem Befestigungspunkt der Karosserie und an dem Scharnierbügel befestigt wird.
Neben der Schwenkvorrichtung betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Karosserie, eine schwenkbar öffenbare Zugangsklappe und wenigstens eine Schwenkvorrichtung der erfindungsgemäßen Art für die Zugangsklappe. Sämtliche Ausführungen bezüglich der Schwenkvorrichtung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, so dass auch mit diesem die genannten Vorteile erhalten werden können.
Konkret kann hierbei auch vorgesehen sein, dass die Scharnieraufnahme integral mit der Karosserie ausgebildet ist. Das bedeutet, bereits bei der grundsätzlichen Ausbildung der Karosserie kann eine entsprechende Scharnieraufnahme als Scharnierelement karosserieseitig vorgesehen werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
2 eine Querschnittsansicht einer Schwenkvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Schwenkzustand,
3 eine der 2 entsprechende Seitenansicht der Schwenkvorrichtung,
4 eine Querschnittsansicht der Schwenkvorrichtung gemäß 2 in einer zweiten Schwenkstellung,
5 eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schwenkvorrichtung,
6 eine Detailansicht zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Schwenkvorrichtung gemäß 5,
7 eine perspektivische Ansicht eines Details der Schwenkvorrichtung gemäß 5,
8 eine Seitenansicht der Schwenkvorrichtung gemäß 5,
9 eine Querschnittsansicht einer Schwenkvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
10 eine Seitenansicht der Schwenkvorrichtung gemäß 9, und
11 eine Detailansicht zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Schwenkvorrichtung gemäß 9.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine hier nur angedeutete Karosserie 2 auf, die als Zugangsklappe 3 vorliegend eine Heckklappe aufweist, die mittels einer Schwenkvorrichtung 4 schwenkbar öffenbar an der Karosserie 2 gelagert ist, wie durch den Pfeil 5 angedeutet.
Zur konkreten Realisierung der Schwenkvorrichtung 4 existieren im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene Möglichkeiten, wobei drei konkrete Ausführungsbeispiele nun mit Hinblick auf die 2 bis 11 näher dargestellt werden sollen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung 4a wird durch die 2 bis 4 näher erläutert, wobei die 2 und 4 Querschnittsansichten in verschiedenen Schwenkstellungen, 3 eine Seitenansicht in der Schwenkstellung der 2 sind bzw. ist. Der Einfachheit halber werden für die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Schwenkvorrichtungen 4a, 4b, 4c für gleiche Bestandteile gleiche Bezugszeichen eingesetzt.
Die Schwenkvorrichtung 4a umfasst grundsätzlich ein Bügelscharnier, welches durch eine karosserieseitig fest angeordnete Scharnieraufnahme 6 und einen Scharnierbügel 7, der mit der Zugangsklappe 3 fest verbunden ist, als Scharnierelemente gebildet wird. Über ein Drehgelenk ist der Scharnierbügel 7, eine Drehachse 8 definierend, mit der Scharnieraufnahme 6 verbunden.
Die Scharnieraufnahme 6 weist nun an einer Seite ein Zahnradsegment 9 als ein scharnieraufnahmeseitig vorgesehenes Antriebselement auf, mit dem ein an dem Scharnierbügel 7 befestigtes Ritzel 10 als scharnierbügelseitiges Antriebselement kämmt. Das Ritzel 10 wird über einen ebenso an dem Scharnierbügel 7 vorgesehenen Antriebsmotor 11 (vgl. 3) angetrieben, wobei das Ritzel 10 entweder unmittelbar auf einer Antriebswelle 12 des Antriebsmotors 11 angeordnet sein kann oder aber auch eine Kupplung zwischengeschaltet sein kann, die nur schließt, wenn der Antriebsmotor 11 zum automatischen Öffnen bzw. Schließen der Zugangsklappe 3 angetrieben werden soll.
Über ein als Spiralfeder 13 ausgebildetes Vorspannelement wird eine Vorspannung zwischen der Zugangsklappe 3 und der Karosserie 1 hergestellt.
Beim Antreiben des Antriebsmotors 11 rollt sich das Ritzel 10 entlang dem Zahnkranz des Zahnradsegments 9 ab, so dass der Scharnierbügel 7 mit der Zugangsklappe 3 geöffnet bzw. geschlossen wird, vgl. den geöffneten Zustand der 4.
Die 5 bis 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schwenkvorrichtung 4b. Wie bei der Schwenkvorrichtung 4a ist wiederum ein Bügelscharnier mit einer Scharnieraufnahme 6 und einem Scharnierbügel 7 vorgesehen, auch das Vorspannelement 13 ist identisch. Allerdings sind die Antriebselemente hier unterschiedlich ausgeführt. Als scharnieraufnahmenseitiges Element ist vorliegend ein Seilzug 14 mit einem Seil 15, vgl. auch die Detaildarstellungen der 6 und 7, vorgesehen, wobei sich das Seil 15 vorliegend entlang eines eine Führungsbahn bildenden Führungssegments einer Kante der Scharnieraufnahme 6 erstreckt. Das Seil 15 ist hierbei jedoch über eine Seiltrommel 16 als scharnierbügelseitiges Antriebselement geführt, wobei die Seiltrommel 16 über eine geeignete Antriebswelle 17 mit Zahneingriff mit dem elektrischen Antriebsmotor 11 wirkverbunden ist, wobei auch hier entsprechend wieder eine Kupplung vorgesehen sein kann, um einen manuellen Betrieb unabhängig von dem Antriebsmotor 11 zu vereinfachen.
Beim Antreiben des Antriebsmotors 11 rollt die Seiltrommel 16 entlang dem Seilzug-Führungssegment, konkret insbesondere entlang einer Führungsbahn, ab und öffnet den Scharnierbügel 7 mit der Zugangsklappe 3.
Auch das dritte Ausführungsbeispiel einer Schwenkvorrichtung 4c, 9 bis 11, unterscheidet sich von den vorangehenden Ausführungsbeispielen nur in Form der konkreten Ausbildung der Antriebselemente. Dort ist als scharnieraufnahmeseitiges Antriebselement ein Zahnriemen 18 zwischen zwei Befestigungspunkten 19 der Scharnieraufnahme 6 gespannt. Zur Scharnieraufnahme 6 hin, also an der Innenseite, greift als scharnierbügelseitiges Antriebselement ein Riemenzahnrad bzw. Ritzel 20 in die Zähne des gespannten Zahnriemens 18 ein, kämmt also mit diesem. Das Ritzel 20 wird wiederum direkt oder über eine Kupplung mittels des Motors 11 angetrieben.
Beim Antreiben des Motors rollt das Ritzel 20 entlang dem Zahnriemen 18 ab, so dass eine entsprechende Schwenkbewegung zum Öffnen bzw. Schließen des Scharnierbügels 7 und somit der Zugangsklappe 3 erreicht wird.

Claims

Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) für eine klappbar öffenbare, an einer Karosserie (2) eines Kraftfahrzeugs (1) schwenkbar zu lagernde Zugangsklappe (3), insbesondere eine Heckklappe, wobei die Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) eine die Zugangsklappe (3) automatisch öffnende und schließende Antriebseinrichtung mit einem elektrisch betriebenen Antriebsmotor (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer karosserieseitig vorgesehenen, unbewegten Scharnieraufnahme (6) ein zugangsklappenseitiger Scharnierbügel (7) eines Bügelscharniers um eine Drehachse (8) schwenkbar angelenkt ist und den Antriebsmotor (11) trägt, wobei der mit dem Scharnierbügel (7) gemeinsam verschwenkbare Antriebsmotor (11) mit einem scharnierbügelseitigen Antriebselement, welches mit einem scharnieraufnahmenseitigen Antriebselement zusammenwirkt, zur Einstellung einer Schwenkstellung wirkverbunden ist.
Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel über eine bei manueller Betätigung der Zugangsklappe (3) entkuppelnde Kupplung mit dem scharnierbügelseitigen Antriebselement wirkverbunden ist.
Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das scharnieraufnahmenseitige Antriebselement ein an der Scharnieraufnahme (6) vorgesehenes Zahnradsegment (9) ist, in das das als ein Ritzel (10) ausgebildete scharnierbügelseitige Antriebselement eingreift.
Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das scharnieraufnahmenseitige Antriebselement als ein Seilzug (14) mit einem entlang einer insbesondere kreisbogenabschnittförmigen Kante der Scharnieraufnahme (6) geführten Seil (15) ist und der Antriebsmotor (11) eine Seiltrommel (16) als scharnierbügelseitiges Antriebselement antreibt, über die das Seil (15) geführt ist.
Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiltrommel (16) auf einer an der Kante ausgebildeten Führungsbahn abrollt.
Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das scharnieraufnahmenseitige Antriebselement ein flexibler, gespannter Zahnriemen (18) ist, in den ein innenseitig gegen die Spannung gelagertes Ritzel (20) als scharnierbügelseitiges Antriebselement eingreift.
Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein insbesondere als Spiralfeder (13) ausgebildetes Vorspannelement zur Vorspannung der Zugangsklappe (3) gegenüber der Karosserie (2) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug (1), aufweisend eine Karosserie (2), eine schwenkbar öffenbare Zugangsklappe (3) und wenigstens eine Schwenkvorrichtung (4, 4a, 4b, 4c) nach einem der vorangehenden Ansprüche für die Zugangsklappe (3).
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharnieraufnahme (6) integral mit der Karosserie (2) ausgebildet ist.