DE102020120242A1

DE102020120242A1 - Mechanismus zum verschwenken einer lade- oder tankklappe, anordnung aus einer lade- oder tankmulde, mindestens einer lade- oder tankklappe und mindestens einem solchen mechanismus sowie fahrzeug mit mindestens einer solchen anordnung

Info

Publication number: DE102020120242A1
Application number: DE102020120242.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rudolf; Zsolt Wilke; Matthias Hegwein
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-02-03
Also published as: US11634025B2; CN114056439A; US20220034146A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mechanismus (1) zum Verschwenken einer Lade- oder Tankklappe (2) an einer in einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs aufgenommenen oder aufnehmbaren Lade- oder Tankmulde (3), wobei der Mechanismus (1) dazu ausgebildet ist, durch Superposition mindestens zweier zumindest zeitweise gleichzeitig ablaufender kreisförmiger Rotationsbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsradien oder mindestens einer zumindest zeitweise gleichzeitig ablaufender kreisförmigen Rotationsbewegung und mindestens einer Linearbewegung die Lade- oder Tankklappe (2) reversibel zwischen einer ersten Ausrichtung, insbesondere einer Schließstellung der Lade- oder Tankklappe (2), und einer zweiten Ausrichtung, insbesondere einer Offenstellung der Lade- oder Tankklappe (2), zu verschwenken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mechanismus zum Verschwenken einer Lade- oder Tankklappe an einer in einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs aufgenommen oder aufnehmbaren Lade- oder Tankmulde sowie eine Anordnung aus einer Lade- oder Tankmulde, mindestens einer Lade- oder Tankklappe und mindestens eines solchen Mechanismus. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer solchen Anordnung.
Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Fahrzeug mit einem Hybrid- oder einem Elektroantrieb, wobei jedoch Fahrzeuge mit reinem verbrennungsmotorischem Antrieb im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht ausgenommen sind.
Fahrzeuge mit einem Hybrid- oder Elektroantrieb weisen zumindest eine Batterie bzw. eine Traktionsbatterie auf, die beispielsweise bei PHEV-Fahrzeugen (PHEV = Plug-In Hybrid Electric Vehicle) oder bei BEV-Fahrzeugen (BEV = Battery Electric Vehicle) über einen von außen an der Fahrzeugkarosserie zugänglichen elektrischen Ladeanschluss, bei dem es sich in der Regel um eine Ladedose handelt, durch Verbindung beispielsweise mit einer elektrischen Ladestation oder einem konventionellen elektrischen Außenanschluss geladen werden kann.
Der Ladeanschluss ist gewöhnlich in einer Lademulde der Fahrzeugkarosserie angeordnet, die von einer Ladeklappe bzw. einem Ladeverschlusselement abgedeckt bzw. verschlossen wird. Ein mit der Ladeklappe bzw. dem Ladeverschlusselement zusammenwirkender Mechanismus erlaubt wahlweise das Öffnen und Schließen der Lademulde bzw. das Auf- und Zuklappen der Ladeklappe oder des Ladeverschlusselements relativ zu der Lademulde und somit den Zugang zum Ladeanschluss.
Bei Fahrzeugen mit verbrennungsmotorischem Antrieb wird ein Kraftstofftank über einen von außen zugänglichen Tankstutzen durch Verbindung beispielsweise mit einer Tanksäule bzw. einer Tankpistole mit Kraftstoff versorgt. Entsprechend dem Ladeanschluss ist der Tankstutzen gewöhnlich in einer Tankmulde, die der Fahrzeugkarosserie zugeordnet ist, angeordnet, die von einer Tankklappe oder einem Tankverschlusselement abgedeckt bzw. verschlossen wird. Ein mit der Tankklappe bzw. dem Tankverschlusselement zusammenwirkender Mechanismus erlaubt auch hier wahlweise das Öffnen und Schließen der Tankmulde bzw. das Auf- und Zuklappen der Tankklappe bzw. des Tankverschlusselements relativ zu der Tankmulde und somit den Zugang zum Tankstutzen.
Bei herkömmlichen Anordnungen aus einer Lade- oder Tankklappe und einer Lade- oder Tankmulde, die über einen Mechanismus miteinander verbunden sind, erlaubt der Mechanismus oftmals nur ein Aufklappen der Lade- oder Tankklappe relativ zu der Lade- oder Tankmulde um einen Winkel von 90° in Richtung auf ein die Lade- oder Tankmulde aufnehmendes Karosseriebauteil. Obwohl bei einem Öffnungswinkel der Lade- oder Tankklappe von 90° die Lade- oder Tankmulde für einen Lade- oder Tankvorgang grundsätzlich freigegeben ist, kann es bedingt durch die geometrische Ausgestaltung eines Ladesteckers oder einer Tankpistole oder aber einer Positionierung eines Kraftfahrzeugs relativ zur Ladestation oder Tanksäule zu Schwierigkeiten beim Einstecken bzw. Einführen des Ladesteckers oder der Tankpistole kommen.
Ferner ist es vorstellbar, dass bei einem unsachgemäßen Einsteck- oder Einführvorgang des Steckers oder der Pistole die Ladeklappe versehentlich über ihre maximale Verschwenkposition hinausbewegt wird und der Mechanismus zum Auf- und Zuklappen der Klappe dabei beschädigt oder vollständig zerstört wird.
Um einen größeren Schwenk- bzw. Öffnungswinkel der Lade- oder Tankklappe als die zuvor beschriebenen 90° zu erzielen, ist es bei derartigen herkömmlichen Anordnungen zwingend erforderlich einen äußerst komplizierten Mechanismus aus vielen verschiedenen Teilkomponenten zu verwenden. Ein solcher Mechanismus ist neben seiner Komplexität oftmals relativ instabil, sehr kostenintensiv und benötigt einen äußerst großen Bauraum, welcher oftmals jedoch nicht gegeben ist.
Ferner ergibt sich bei herkömmlichen Anordnungen aus einer Lade- oder Tankklappe und einer Lade- oder Tankmulde, die über einen Mechanismus miteinander verbunden sind, während eines Lade- oder Tankvorgangs die Problematik, dass die Lade- oder Tankmulde, insbesondere der Ladeanschluss oder Tankstutzen und der Ladestecker oder die Tankpistole, Witterungseinflüssen ohne Schutz ausgeliefert ist. Bei einem festen Öffnungswinkel der Lade- oder Tankklappe von 90°, können Regen, Schnee, Hagel oder starker Wind ungehindert in den Bereich unmittelbar zwischen Lade- oder Tankklappe und Lade- oder Tankmulde eindringen und somit (auf Dauer) für Beschädigungen von an dem Lade- oder Tankvorgang beteiligten Komponenten sorgen oder zu einer vorzeitigen Alterung von Materialien, aus denen die Lade- oder Tankmulde oder andere Komponenten gefertigt sind, führen.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus zum Verschwenken einer Lade- oder Tankklappe an einer in einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs aufgenommenen oder aufnehmbaren Lade- oder Tankmulde anzugeben, welcher einerseits eine einfache Zugänglichkeit zur Lade- oder Tankmulde für einen Lade- oder Tankvorgang erlaubt und es andererseits ermöglicht, die Lade- oder Tankklappe in eine sogenannte Wetterschutzposition zu verlagern, in der die Lade- oder Tankmulde und etwaige an dem Lade- oder Tankvorgang beteiligte Komponenten vor Witterungseinflüssen zuverlässig geschützt sind.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Mechanismus in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Die Aufgabe wird ferner durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche 14 und 15 gelöst.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere einen Mechanismus zum Verschwenken einer Lade- oder Tankklappe an einer in einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs aufgenommenen oder aufnehmbaren Lade- oder Tankmulde, wobei der Mechanismus dazu ausgebildet ist, durch Superposition mindestens zweier zumindest zeitweise gleichzeitig ablaufender kreisförmiger Rotationsbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsradien oder mindestens einer zumindest zeitweise gleichzeitig ablaufender Rotationsbewegung und mindestens einer Linearbewegung die Lade- oder Tankklappe reversibel zwischen einer ersten Ausrichtung, insbesondere einer Schließstellung der Lade- oder Tankklappe, und einer zweiten Ausrichtung, insbesondere einer Offenstellung in der Lade- oder Tankklappe, zu verschwenken.
Der erfindungsgemäße Mechanismus erlaubt es bei einem äußerst geringen Bauraumbedarf durch eine Superposition bzw. Überlagerung mindestens zweier Bewegungen ein Verschwenken der Lade- oder Tankklappe zu realisieren, wobei im Vergleich zu herkömmlichen Mechanismen bei gleichem durch den Mechanismus zurückgelegtem Bewegungsweg ein deutlich größerer Verschwenkwinkel der Lade- oder Tankklappe relativ zur Lade- oder Tankmulde erzielt wird. Zudem erlaubt der Mechanismus es, nachdem ein Lade- oder Tankvorgang initiiert wurde, die Lade- oder Tankklappe in eine sogenannte Wetterschutzposition zu verschwenken, so dass ein Bereich zwischen der Lade- oder Tankmulde und der Lade- oder Tankklappe und etwaige an einem Lade- oder Tankvorgang beteiligte weitere Komponenten zuverlässig vor Witterungseinflüssen geschützt sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass der Mechanismus dazu ausgebildet ist, die Lade- oder Tankklappe während des Verschwenkens aus der ersten Ausrichtung in die zweite Ausrichtung gleichzeitig von der Lade- oder Tankmulde anzuheben und in Richtung auf das Karosseriebauteil zu rotieren.
Durch die spezielle Wirkungsweise des Mechanismus kann die Lade- oder Tankklappe in ihr komplexes Bewegungs- bzw. Schwenkmuster gezwungen werden, wodurch der vergrößerte Verschwenkwinkel der Lade- oder Tankklappe im Vergleich zu herkömmlichen Mechanismen erzielt wird. Dieses Bewegungs- bzw. Schwenkmuster der Lade- oder Tankklappe wird vorzugsweise dadurch erzielt, dass der Mechanismus mindestens zwei kreisförmige Rotationsbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsradien durch eine spezielle Kopplung mit der Lade- oder Tankmulde einerseits und der Lade- oder Tankklappe andererseits superpositioniert bzw. überlagert. Das charakteristische Bewegungs- bzw. Schwenkmuster der Lade- oder Tankklappe ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lade- oder Tankklappe einerseits von der Lade- oder Tankmulde abhebt bzw. anhebt (d.h. orthogonal von einer Oberfläche eines die Lade- oder Tankmulde umgebenden Karosseriebauteils wegbewegt) und gleichzeitig in Richtung auf das Karosseriebauteil (d.h. um eine parallel zu der Oberfläche des Karosseriebauteils verlaufende Rotationsachse) rotiert.
Alternativ zu der bevorzugten Ausführungsform von superpositionierten kreisförmigen Rotationsbewegungen, ist es auch vorstellbar, dass der Mechanismus die Lade- oder Tankklappe in ihr charakteristisches Bewegungsmuster überführt, indem mindestens eine kreisförmige Rotationsbewegung und mindestens eine Linearbewegung superpositioniert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass der Mechanismus einerseits an der Lade- oder Tankklappe und andererseits an der Lade- oder Tankmulde drehbeweglich gelagert ist.
Über die drehbewegliche Lagerung des Mechanismus an der Lade- oder Tankklappe und der Lade- oder Tankmulde wird die spezielle kinematische Kopplung der Komponenten der Anordnung miteinander erzielt, die es erlaubt mittels des Mechanismus erzeugten Bewegungen derart zu superpositionieren bzw. zu überlagern, dass der Bewegungsweg, insbesondere der Verschwenkwinkel, der Lade- oder Tankklappe größer ist als der Bewegungsweg, insbesondere ein Rotationswinkel, des Mechanismus.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass der Mechanismus dazu ausgebildet ist, die Lade- oder Tankklappe in eine dritte Ausrichtung zu verschwenken, wobei die dritte Ausrichtung einer Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe zwischen der ersten und der zweiten Ausrichtung entspricht.
Eine derartige dritte Ausrichtung entspricht der Wetterschutzposition, bei welcher die Lade- oder Tankklappe, beispielsweise während eines Lade- oder Tankvorgangs, nur soweit verschwenkt ist, dass die Lade- oder Tankmulde und alle an einem Lade- oder Tankvorgang beteiligten Komponenten vor etwaigen Witterungseinflüssen, insbesondere Regen, Schnee, Hagel oder starkem Wind, geschützt sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass ein Drehwinkel des Mechanismus einem ersten Drehwinkelbereich und ein Drehwinkel der Lade- oder Tankklappe einem zweiten Drehwinkelbereich entspricht, wobei der Drehwinkel des Mechanismus stets kleiner ist als der Drehwinkel der Lade- oder Tankklappe.
Somit ist es möglich durch eine geringe Bewegung des Mechanismus einen deutlich vergrößerten Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel der Lade- oder Tankklappe zu gewährleisten, sodass die Zugänglichkeit zur Lade- oder Tankmulde und der Komfort beim Lade- oder Tankvorgang deutlich verbessert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass der Mechanismus einen ersten Hebel und einen zweiten Hebel aufweist, wobei der erste Hebel und der zweite Hebel jeweils, insbesondere mit einem ersten Ende und einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende, drehbeweglich einerseits an der Lade- oder Tankklappe und andererseits an der Lade- oder Tankmulde gelagert sind, und wobei die Lagerpunkte des ersten Hebels und des zweiten Hebels an der Lade- oder Tankklappe einerseits und der Lade- oder Tankmulde andererseits voneinander beabstandet sind.
Die Ausgestaltung des Mechanismus in Form von zwei Hebeln (bzw. Hebelarmen), deren jeweilige drehbewegliche Anbindung bzw. Lagerung an der Lade- oder Tankklappe einerseits und der Lade- oder Tankmulde andererseits sowie die beabstandete Positionierung der Lagerpunkte erlaubt es eine sogenannte Vier-Punkt-Kinematik zu erzeugen, sodass durch Superposition bzw. Überlagerung mindestens zweier Bewegungen der Hebel das charakteristische Bewegungs- bzw. Schwenkmuster der Lade- oder Tankklappe zum Verschwenken der Lade- oder Tankklappe erzeugt wird. Durch die Wahl der Beabstandung der Lagerpunkte voneinander ist es möglich das Verhältnis von Drehwinkel des Mechanismus bzw. der Hebel zu Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel der Klappe zu variieren bzw. einzustellen.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Mechanismus dazu ausgebildet ist, genau zwei kreisförmige Rotationsbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsradien zu superpositionieren, wobei der erste Hebel und der zweite Hebel dazu ausgebildet sind, jeweils eine dieser kreisförmigen Rotationsbewegungen um ihren jeweiligen Lagerpunkt an der Lade- oder Tankmulde herum in eine erste oder eine zweite Drehrichtung auszuführen, und wobei der erste Hebel eine kreisförmige Rotationsbewegung ausführt mit einen Rotationsradius, der größer ist als ein Rotationsradius einer kreisförmigen Rotationsbewegung, die der zweite Hebel ausführt.
Die beiden Hebel des Mechanismus beschreiben somit verschiedene Kreisbahnen bei ihren Rotationsbewegungen um ihre Lagerpunkte an der Lade- oder Tankmulde, wobei durch die drehbewegliche Lagerung der beiden Hebel an der Lade- oder Tankklappe die aus zwei Teilbewegungen (Anheben + Rotieren) bestehende charakteristische Schwenkbewegung der Lade- oder Tankklappe erzeugt wird. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Mechanismus, der nur einen Hebel aufweist, welcher rotieren kann, kann durch die Vier-Punkt-Kinematik-Anbindung und die daraus resultierende Überlagerung der Rotationsbewegungen zweier Hebel bei gleichem Rotationswinkel der Mechanismen ein deutlich größerer Schwenkwinkel der Lade- oder Tankklappe erzielt werden. So können Offenstellungen der Lade- oder Tankklappe von über 90° gegenüber einer Schließstellung der Lade- oder Tankklappe erzielt werden, welche mit einem herkömmlichen Mechanismus mit nur einem Hebel überhaupt nicht zu realisieren wären oder einen derartig großen Bauraum im Bereich der Fahrzeugkarosserie benötigen würden, dass ein solcher Mechanismus nicht wirtschaftlich einzusetzen wäre.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass ein Verschwenken der Lade- oder Tankklappe aus der ersten Ausrichtung in die zweite Ausrichtung einer Schwenkbewegung der Lade- oder Tankklappe um einen Schwenkwinkel von etwa 155° in Richtung auf das Karosseriebauteil entspricht, und wobei ein Verschwenken der Lade- oder Tankklappe aus der ersten Ausrichtung in die dritte Ausrichtung einer Schwenkbewegung der Lade- oder Tankklappe um einen Schwenkwinkel von etwa 80° in Richtung auf das Karosseriebauteil entspricht.
Die zweite Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe entspricht einem Drehwinkel der Hebel von etwa 100° in die erste Drehrichtung und die dritte Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe einem Drehwinkel der Hebel von etwa 55° in die erste Drehrichtung.
Unter der Angabe „etwa“ ist in diesem Zusammenhang eine Abweichung von +/-10° von dem angegebenen Winkel zu verstehen.
Ein Aufklappen bzw. Aufschwenken der Lade- oder Tankklappe um einen Schwenkwinkel von etwa 155° (+/- 10°), insbesondere genau 155°, erlaubt ein problemloses Initiieren des Lade- oder Tankvorgangs, ohne dass es zu möglichen Komplikationen beim Einführen bzw. Einstecken eines Ladesteckers oder einer Tankpistole bedingt durch einen zu kleinen Öffnungswinkel der Lade- oder Tankklappe kommen kann. Wie bereits zuvor angemerkt erlaubt ein Verschwenken der Lade- oder Tankklappe um einen Drehwinkel von etwa 80° (+/- 10°), insbesondere genau 80°, eine Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe derart, dass die Wetterschutzposition erzielt wird, die ein Eindringen von Regen, Schnee, Hagel oder starkem Wind in den Bereich zwischen der Lade- oder Tankmulde und der Lade- oder Tankklappe verhindert.
Durch ein Rotieren bzw. Drehen der Hebel um ihren jeweiligen Lagerpunkt an der Lade- oder Tankmulde um einem Rotations- bzw. Drehwinkel von etwa 100° (+/-10°), insbesondere genau 100°, ist ein Aufschwenken der Lade- oder Tankklappe aus ihrer Schließstellung von etwa 155° (+/- 10°), insbesondere genau 155°, zu erzielen und ferner durch ein Rotieren bzw. Drehen der Hebel um ihren jeweiligen Lagerpunkt an der Lade- oder Tankmulde von etwa 55° (+/- 10°), insbesondere genau 55°, ist eine Wetterschutzposition der Lade- oder Tankklappe (Schwenkwinkel der Lade- oder Tankklappe etwa (+/- 10°), insbesondere genau, 80°) zu erzielen.
Da der erfindungsgemäße Mechanismus ein reversibles Verschwenken der Lade- oder Tankklappe erlaubt, sind die zuvor genannten Winkelangaben auch so zu verstehen, dass die Lade- oder Tankklappe aus der zweiten Ausrichtung um etwa 75° (+/- 10°), insbesondere genau 75°, entgegen der Richtung auf das Karosseriebauteil verschwenkt werden kann, um somit aus der zweiten Ausrichtung in die dritte Ausrichtung verlagert zu werden. Ferner kann die Lade- oder Tankklappe aus der zweiten Ausrichtung auch um etwa 155° (+/- 10°), insbesondere genau 155°, entgegen der Richtung auf das Karosseriebauteil verschwenkt werden, um somit aus der zweiten Ausrichtung zurück in die erste Ausrichtung verlagert zu werden. Genauso sind die zuvor genannten Winkelangaben in Bezug auf die Hebel zu verstehen, dass die Hebel um entsprechende Winkelbeträge (etwa (+/- 10°), insbesondere genau, 45° und etwa (+/- 10°), insbesondere genau, 100°) in die zweite Drehrichtung rotieren bzw. drehen können, um die Lade- oder Tankklappe beispielsweise aus der zweiten Ausrichtung in die dritte Ausrichtung oder aus der zweiten Ausrichtung zurück in die erste Ausrichtung zu verlagern.
Die zuvor genannten Winkelangaben sind jedoch nicht als einschränkend zu verstehen, vielmehr kann die zweite Position grundsätzlich einem Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel der Lade- oder Tankklappe in einem Bereich zwischen 110° und 180° und die dritte Position einem Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel der Lade- oder Tankklappe in einem Bereich zwischen 60° und 100° relativ zur ersten Position (Schließstellung) der Lade- oder Tankklappe entsprechen. Der Drehwinkel der Hebel reduziert bzw. erhöht sich hierbei entsprechend, wobei jedoch stets die Bedingung eingehalten wird, dass der Drehwinkel des Mechanismus bzw. der Hebel kleiner ist als der Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel der Lade- oder Tankklappe.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass der erste Hebel und der zweite Hebel derart komplementär zueinander ausgebildet sind, dass der zweite Hebel zumindest bereichsweise in den ersten Hebel aufgenommen oder aufnehmbar ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der zweite Hebel derart ausgebildet ist, dass, in einem in den ersten Hebel aufgenommenen Zustand des zweitens Hebels, eine Öffnung, die in dem ersten Hebel zur Aufnahme des zweiten Hebels ausgebildet ist, zumindest bereichsweise von dem zweiten Hebel überdeckt ist.
Hierdurch kann eine äußerst kompakte Anordnung des Mechanismus erzielt werden, wobei die beiden Hebel, insbesondere in einer Einbaulage bzw. in einem eingebauten Zustand des Mechanismus in einer Anordnung, eng beieinander angeordnet werden können und trotzdem in der Lage sind ihre jeweilige Rotationsbewegung auszuführen, ohne dabei miteinander zu kollidieren.
Die spezielle überdeckende Ausgestaltung des zweiten Hebels dient ferner dem Zweck, dass der Mechanismus an sich während des Rotationsvorgangs zum Verschwenken der Lade- oder Tankklappe ebenfalls vor Witterungseinflüssen, wie Regen, Schnee, Hagel oder starken Wind, geschützt ist. Insbesondere verfügt der zweite Hebel über eine speziell ausgestaltete Oberfläche, die die eigentliche Außenkontur des zweiten Hebels überragt, sodass in einem aufgenommenen Zustand des zweiten Hebels in dem ersten Hebel diese Oberfläche auch die Außenkontur des ersten Hebels zumindest bereichsweise überdeckt und somit die Aufnahmeöffnung für den zweiten Hebel im ersten Hebel verschließt, so dass etwaige Fluide oder Schnee an der Mechanik vorbeigeführt werden und diese nicht beschädigen können.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass der erste Hebel und der zweite Hebel jeweils bogenförmig, insbesondere schwanenhalsförmig, ausgebildet sind.
Diese besondere Formgebung begünstigt die Anordnung der Hebel relativ zueinander, so dass die Hebel ihre jeweilige Drehbewegung ungehindert ausführen können, jedoch ein an sich kompakter Mechanismus erzeugt wird, sodass nur wenig Bauraum benötigt wird. Ferner trägt diese Ausgestaltung ebenfalls dazu bei, das charakteristische Bewegungs- bzw. Schwenkmuster der Lade- oder Tankklappe mittels des Mechanismus zu erzeugen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass der erste Hebel und der zweite Heble jeweils mittels eines Lagerbolzens oder eines Lagerstiftes an der Lade- oder Tankklappe einerseits und der Lade- oder Tankmulde andererseits drehbeweglich gelagert sind.
Eine derartige Ausgestaltung erlaubt eine sehr einfache zu realisierende drehbewegliche Lagerung der Hebel an der Lade- oder Tankklappe und der Lade- oder Tankmulde, die sehr wartungsarm, sehr kostengünstig, jedoch äußerst robust ist, sodass die für die Vier-Punkt-Kinematik-Anbindung wichtigen Lagerungen bzw. die für die Lagerung notwendigen Komponenten auch bei einer hohen Anzahl an Schwenkbewegungen der Lade- oder Tankklappe nur geringe Verschleißerscheinungen aufzeigen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass die mittels des Mechanismus superpositionierten Bewegungen ungleichförmig sind.
Dies erlaubt die Realisierung zusätzlicher Funktionen, wie beispielsweise ein sanftes Öffnen und/oder Schließen der Lade- oder Tankklappe (soft opening/soft closing), ein schnelles Aufschwenken der Lade- oder Tankklappe zwischen ihren Endpositionen bzw. Endausrichtungen und/oder ein Aufschwenken der Lade- oder Tankklappe gegen einen Widerstand (Eisbarriere oder starken Wind). Gegebenenfalls kann für das Erzeugen einer derartigen ungleichförmigen Bewegung eine zusätzliche Getriebekomponente oder ein zusätzliches Getriebe, beispielsweise eine Art Malteserkreuzgetriebe, vorgesehen sein, die mit dem Mechanismus bzw. einem/dem anzutreibenden Hebel des Mechanismus gekoppelt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus ist vorgesehen, dass ein Verschwenken der Lade- oder Tankklappe mittels einer Betätigung des Mechanismus, insbesondere des ersten Hebels, initiiert wird, wobei der Mechanismus, insbesondere der erste Hebel, manuell, mittels Federkraft, mittels eines Bowdenzugs und/oder elektromotorisch betätigbar ist.
Ein Betätigen des Mechanismus erzeugt zumindest eine Bewegung des Mechanismus, wobei durch die Lagerung des Mechanismus an der Lade- oder Tankklappe einerseits und der Lade- oder Tankmulde andererseits unmittelbar mindestens eine zweite Bewegung erzeugt wird. Diese mindestens zwei Bewegungen werden superpositioniert, sodass die Lade- oder Tankklappe in ihr charakteristisches Schwenkmuster gezwungen wird. Vorzugsweise erfolgt die Betätigung des Mechanismus über eine Betätigung des ersten Hebels, so dass dieser um seinen Lagerpunkt an der Lade- oder Tankmulde rotiert. Durch die drehbewegliche Anbindung bzw. Lagerung des ersten und des zweiten Hebels an der Lade- oder Tankklappe wird diese Rotationsbewegung des ersten Hebels unmittelbar an den zweiten Hebel übertragen, so dass auch dieser entsprechend dem ersten Hebel in eine erste Drehrichtung um seinen Lagerpunkt an der Lade- oder Tankmulde rotiert. Die drehbewegliche Anbindung der Hebel an die Lade- oder Tankklappe erlaubt es, dass die beiden Drehbewegungen der Hebel derart superpositioniert bzw. überlagert werden, dass die Klappe einerseits angehoben bzw. orthogonal von einer Oberfläche des Karosseriebauteils wegbewegt wird und gleichzeitig in Richtung auf das Karosseriebauteil rotiert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Anordnung aus einer in einem Karosseriebauteil aufgenommenen oder aufnehmbaren Lade- oder Tankmulde, mindestens einer Lade- oder Tankklappe und mindestens eines Mechanismus gemäß der zuvor beschriebenen Art vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist außerdem ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Anordnung gemäß der zuvor beschriebenen Art vorgesehen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mechanismus sowie der erfindungsgemäßen Anordnung näher beschrieben.
Es zeigen:

1 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mechanismus;
2 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung aus Lade- oder Tankmulde, Lade- oder Tankklappe und dem erfindungsgemäßen Mechanismus in einer ersten Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe, insbesondere in einer Schließstellung einer Lade- oder Tankklappe;
3 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung aus Lade- oder Tankmulde, Lade- oder Tankklappe und dem erfindungsgemäßen Mechanismus in einer zweiten Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe, insbesondere einer Offenstellung der Lade- oder Tankklappe;
4 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung aus Lade- oder Tankmulde, Lade- oder Tankklappe und dem erfindungsgemäßen Mechanismus in einer dritten Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe, insbesondere in einer Wetterschutzposition der Lade- oder Tankklappe; und
5A bis 5C eine schematische Darstellung eines Bewegungsablaufs des erfindungsgemäßen Mechanismus zum Verschwenken der Lade- oder Tankklappe.

Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Gegenstände.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 1 bis 5C der erfindungsgemäße Mechanismus sowie die erfindungsgemäße Anordnung beschrieben.
Zunächst sei angemerkt, dass der erfindungsgemäße Mechanismus in der vorliegenden Erfindung zwar im Zusammenhang mit Lade- oder Tankklappen und Lade- oder Tankmulden beschrieben wird, es jedoch grundsätzlich auch möglich ist den erfindungsgemäßen Mechanismus zum Verschwenken jedweder Klappe, die eine Öffnung bzw. Mulde verschließen bzw. freigeben soll, zu verwenden.
Für die folgende detaillierte Beschreibung werden der Übersichtlichkeit halber die Begriffe „Klappe“ und „Mulde“ verwendet, die sinngemäß für die Begriffe „Lade- oder Tankklappe“ und „Lade- oder Tankmulde“ stehen.
1 zeigt eine isometrische Ansicht des erfindungsgemäßen Mechanismus 1, wobei dieser losgelöst von einer Klappe 2 und einer Mulde 3 dargestellt ist. Zur Verdeutlichung des Funktionsprinzips des Mechanismus 1 wird der in 1 gezeigte Mechanismus 1 unter Berücksichtigung der Darstellungen in den 2 bis 5C nachfolgend näher beschrieben.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip des Mechanismus 1 lässt sich kurzum so zusammenfassen, dass sich durch eine Superposition bzw. Überlagerung mindestens zweier kreisförmiger Rotationsbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsradien oder mindestens einer kreisförmigen Rotationsbewegung und mindestens einer Linearbewegung eine Klappe 2, die mittels des Mechanismus 1 mit einer Mulde 3 verbunden bzw. verbindbar ist, reversibel zwischen einer ersten Ausrichtung und einer zweiten Ausrichtung relativ zur Mulde 3 verschwenken lässt. Eine erste Ausrichtung der Klappe 2 beschreibt hierbei insbesondere eine Schließstellung der Klappe 2, wobei die Klappe 2 derart relativ zur Mulde 3 ausgerichtet bzw. angeordnet ist, dass die Klappe 2 eine durch die Mulde 3 definierte Öffnung verschließt. Eine zweite Ausrichtung der Klappe 2 beschreibt ferner eine Offenstellung oder Zugangsstellung, wobei die Klappe 2 relativ zur Mulde 3 derart verschwenkt bzw. aufgeschwenkt ist, dass die Mulde 3 bzw. die durch die Mulde 3 definierte Öffnung freigegeben ist, so dass ein Ladestecker einer Ladestation oder eine Tankpistole einer Tanksäule in die Mulde 3, insbesondere einen in der Mulde 3 angeordneten Ladestecker oder Tankstutzen, eingesteckt bzw. eingeführt werden kann.
Der Begriff „Superposition bzw. Überlagerung“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Bewegungen, die überlagert werden, zumindest zeitweise, vorzugsweise durchgehend (also während des gesamten Schwenkvorgangs der Lade- oder Tankklappe), gleichzeitig ablaufen.
Durch die Superposition bzw. Überlagerung mindestens zweier Bewegungen ist es möglich, die Klappe 2 deutlich weiter bzw. unter einem deutlich größeren Schwenkwinkel aufzuschwenken als es bei herkömmlichen Anordnungen aus einer Klappe und einer Mulde, die über einen Mechanismus miteinander verbunden sind, möglich ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Drehwinkel des Mechanismus 1, der einem ersten Drehwinkelbereich entspricht, stets kleiner ist als ein Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel der Klappe 2, der einem zweiten Drehwinkelbereich entspricht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Anordnungen ist die Klappe 2 gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrer zweiten Ausrichtung, also ihrer Offenstellung, nicht nur um 90° relativ zur Mulde 3 verschwenkt bzw. aufgeschwenkt, sondern vielmehr um einen Verschwenkwinkel von etwa 155° (+/- 10°), insbesondere genau 155°. Es ist somit möglich die Mulde 3 bzw. die durch die Mulde 3 definierte Öffnung derart freizugeben, dass ein Ladestecker oder eine Tankpistole ohne Probleme und unabhängig von einer möglichen Ausrichtung eines Kraftfahrzeugs relativ zur Ladestation oder Tanksäule eingesetzt bzw. eingeführt werden kann.
Ein derart vergrößerter Schwenkwinkel der Klappe 2 wird dadurch realisiert, dass der Mechanismus 1 drehbeweglich einerseits an der Klappe 2 und andererseits an der Mulde 3 gelagert ist und somit mindestens zwei im bzw. durch den Mechanismus 1 erzeugte Bewegungen derart superpositioniert bzw. überlagert werden können, dass die Klappe 2 einerseits von der Mulde 3 abhebt bzw. angehoben wird, d.h. orthogonal von einer Oberfläche eines die Mulde 3 aufnehmenden und umgebenden Karosseriebauteils (nicht in den FIGS. dargestellt) wegbewegt wird, und andererseits in Richtung auf ein die Mulde 3 aufnehmendes Karosseriebauteil, d.h. um eine parallel zu der Oberfläche des Karosseriebauteils verlaufende Rotationsachse, rotiert wird. Durch die aus der Superposition bzw. Überlagerung der Bewegungen des Mechanismus 1 generierte Überlagerung dieser zwei an sich separaten Bewegungen der Klappe 2 kann bei annähernd gleichem Bewegungsweg des Mechanismus 1 ein erheblich vergrößerter Schwenkwinkel der Klappe 2 relativ zur Mulde 3 erzielt werden als es herkömmliche Mechanismen zum Verschwenken einer Klappe erlauben.
Des Weiteren kann die Klappe 2 durch den Mechanismus 1 in eine dritte Ausrichtung geschwenkt werden, wobei die dritte Ausrichtung der Klappe 2 einer sogenannten Wetterschutzposition der Klappe 2 entspricht. Diese dritte Ausrichtung der Klappe 2 entspricht einem Schwenkwinkel der Klappe 2 von etwa 80° (+/-10°), insbesondere genau 80°, in Richtung auf das Karosseriebauteil. Ein derartiger geringerer Schwenkwinkel als 90° kann mit herkömmlichen Mechanismen nicht so einfach realisiert werden.
Der erfindungsgemäße Mechanismus 1 erlaubt es somit, nach Einführen bzw. Einsetzen eines Ladesteckers oder einer Tankpistole in einen Ladeanschluss oder einen Tankstutzen, die Klappe 2 derart zu verschwenken, dass ein Bereich zwischen der Mulde 3 und der Klappe 2 sowie die an dem Lade- oder Tankvorgang beteiligten weiteren Komponenten, wie beispielsweise der Ladestecker, die Tankpistole, Ladeanschluss und/oder Tankstutzen, vor Witterungseinflüssen, wie Regen, Schnee, Hagel oder starkem Wind, zuverlässig geschützt sind. Nach Abschluss des Lade- oder Tankvorgangs kann die Klappe 2 dann wieder derart verschwenkt werden, dass sie ihre zweite Ausrichtung, die sog. Offenstellung, einnimmt, so dass ein Ladestecker oder eine Tankpistole wieder einfach entfernt werden können. Nach Entfernen dieser Komponenten kann die Klappe 2 wieder in ihre erste Ausrichtung zurück verschwenkt werden, so dass die Klappe 2 die Mulde 3 bzw. die durch die Mulde 3 definierte Öffnung bzw. den Ladestecker oder den Tankstutzen verschließt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie in der 1 dargestellt ist, weist der Mechanismus 1 einen ersten Hebel 4 (Hebelarm) und einen zweiten Hebel 5 (Hebelarm) auf. Der erste Hebel 4 und der zweite Hebel 5 sind jeweils drehbeweglich einerseits mit der Klappe 2 und andererseits mit der Mulde 3 verbunden bzw. an diesen Komponenten gelagert. Eine Anbindung des ersten Hebels 4 und des zweiten Hebels 5 an die Klappe 2 und die Mulde 3 erfolgt insbesondere mit bzw. über ein erstes und eine dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende der Hebel 4, 5. Wichtig ist es, dass die Lagerpunkte 6, 7, 8, 9 des ersten Hebels 4 und des zweiten Hebels 5 an der Klappe 2 einerseits und der Mulde 3 andererseits jeweils voneinander beabstandet sind. Hierdurch wird eine sogenannte 4-Punkt-Kinematik erzeugt, die es erlaubt (mindestens) zwei Bewegungen, insbesondere (mindestens) zwei kreisförmige Rotationsbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsradien, die von dem ersten Hebel 4 und dem zweiten Hebel 5 durchgeführt werden können, derart zu superpositionieren bzw. zu überlagern, dass das zuvor beschriebene charakteristische Schwenkmuster bzw. die Schwenkbewegung der Klappe 2 erzeugt wird.
Die Beabstandung der Lagerpunkte 6, 7, 8, 9 erlaubt es das Verhältnis von Drehwinkel der Hebel 4, 5 zu Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel der Klappe 2 zu variieren bzw. einzustellen, um die gewünschten Ausrichtungen der Klappe 2 relativ zur Mulde 3 zu erzielen und dabei nur einen geringen Bewegungsweg der Hebel 4, 5 zu benötigen.
Jeder der Hebel 4, 5 ist derart ausgebildet bzw. ausgestaltet, dass er eine dieser kreisförmigen Rotationsbewegungen um seinen Lagerpunkt 6, 7 an der Mulde 3 in eine erste oder eine zweite Drehrichtung ausführen kann. Insbesondere ist der erste Hebel 4 derart ausgebildet bzw. ausgestaltet, dass er eine kreisförmige Rotationsbewegung ausführen kann mit einem Rotationsradius, der größer ist als ein Rotationsradius der kreisförmigen Rotationsbewegung, die der zweite Hebel 5 ausführt.
Die beiden Hebel 4, 5 sind bogenförmig, vorzugsweise schwanenhalsförmig, und ferner derart komplementär zueinander ausgebildet bzw. ausgestaltet, dass der zweite Hebel 5 zumindest bereichsweise in dem ersten Hebel 4 aufgenommen bzw. aufnehmbar ist, sodass ein miteinander verflochtenes Hebelarrangement ausgebildet werden kann bzw. wird. Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform ist zumindest der erste Hebel 4 als Hohlkammerstruktur ausgebildet, die an einer Oberfläche eine Öffnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, den zweiten Hebel 5 aufzunehmen. In einem als erfindungsgemäße Anordnung 100 montierten Zustand des Mechanismus 1, der Klappe 2 sowie der Mulde 3 (siehe 2 bis 4) kann hierdurch eine sehr kompakte Anordnung beider Hebel 4, 5 erzielt werden, wobei beide Hebel 4, 5 ihre Rotationsbewegungen unbehindert durchführen können.
Wie es insbesondere der 1 ebenfalls zu entnehmen ist, kann der zweite Hebel 5 eine spezielle Ausgestaltung aufweisen, sodass er in einem in den ersten Hebel 4 aufgenommenen Zustand die zur Aufnahme des zweiten Hebels 5 in dem ersten Hebel 4 vorgesehenen Öffnung zumindest bereichsweise überdeckt. Hierfür ist eine Oberfläche des zweiten Hebels 5 derart ausgestaltet, dass sie die Außenkontur des zweiten Hebels 4 zumindest etwas überragt. Eine derartige Ausgestaltung des zweiten Hebels 4 erlaubt es, dass der Mechanismus 1, der beim Verschwenken der Klappe 2 in Kontakt mit der Umgebung tritt, ebenfalls vor Witterungseiflüssen, insbesondere vor eindringenden Regen oder Schnee, geschützt ist. Auch andere oder weitere geometrische Ausgestaltungen der Hebel 4, 5, insbesondere ihrer Oberflächen, sind vorstellbar, so dass der Mechanismus 1 vor Witterungseinflüssen während des Verschwenkens der Klappe 2 geschützt ist.
Unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den 5A bis 5C wird nachfolgend noch einmal detailliert der Bewegungsablauf des Mechanismus 1 mit zwei, insbesondere bogenförmigen, vorzugsweise schwanenhalsförmigen, Hebeln 4, 5 und die entsprechende Schwenkbewegung bzw. das Schwenkmuster der Klappe 2 beschrieben. Es sei angemerkt, dass die Darstellungen in den 5A bis 5C lediglich schematisch zu verstehen sind und dem Zweck dienen, die grundsätzlichen Bewegungsabläufe zu verdeutlichen. Konkrete Ausführungsformen des Mechanismus 1 können von einer derartigen Ausgestaltung abweichen (siehe beispielsweise Ausführungsform in 1)
Bei einer Betätigung des Mechanismus 1, insbesondere bei einer Betätigung des ersten Hebels 4, rotiert der erste Hebel 4 um seinen Lagerpunkt 6 an der Mulde 3. Durch die drehbewegliche Lagerung des ersten Hebels 4 an der Klappe 2 und ferner des zweiten Hebels 5 an der Mulde 3 einerseits und der Klappe 2 andererseits wird die in den ersten Hebel 4 eingeleitete Bewegung unmittelbar an den zweiten Hebel 5 übertragen, so dass auch dieser um seinen Lagerpunkt 7 an der Mulde 3 rotiert. Die drehbewegliche Lagerung des ersten Hebels 4 und des zweiten Hebels 5 an der Klappe 2 erlaubt es, dass sich die Klappe 2 während der kreisförmigen Rotationsbewegungen der Hebel 4, 5 relativ zu den Hebeln 4, 5 verdrehen kann. Diese 4-Punkt-Kinematik erlaubt es, dass die kreisförmigen Rotationsbewegungen der Hebel 4, 5 superpositioniert bzw. überlagert werden, so dass die Klappe 2 eine translatorische bzw. nahezu translatorische Bewegung in Richtung weg von der Mulde 3 bzw. weg von einer Oberfläche des die Mulde 3 aufnehmenden Karosseriebauteils und gleichzeitig eine rotatorische Bewegung in Richtung auf das Karosseriebauteil ausführt. Hierdurch ist es möglich im Vergleich zu einer herkömmlichen Anordnung aus Mulde, Klappe und Mechanismus, bei welcher der Mechanismus nur einen Hebel aufweist, bei gleichem Bewegungsweg des Mechanismus 1 einen deutlich größeren Verschwenkwinkel der Klappe 2 zu erzielen und somit die Mulde 3 oder eine durch die Mulde 3 definierte Öffnung verbessert freizugeben.
Damit die Klappe 2 von ihrer ersten Ausrichtung (Schließstellung) in ihre zweite Ausrichtung (Offenstellung, Schwenkwinkel von etwa 155° (+/- 10°)) verschwenkt wird, müssen die Hebel 4, 5 des erfindungsgemäßen Mechanismus 1 nur einen Drehwinkel bzw. Rotationswinkel von etwa 100° (+/- 10°), insbesondere genau 100°, in ihre erste Drehrichtung ausführen. Damit die Klappe 2 von ihrer ersten Ausrichtung (Schließstellung) in ihre dritte Ausrichtung (Wetterschutzposition, Schwenkwinkel von etwa 80° (+/- 10)) verschwenkt wird, müssen die Hebel 4, 5 des erfindungsgemäßen Mechanismus 1 nur einen Drehwinkel bzw. Rotationswinkel von etwa 55° (+/- 10°), insbesondere genau 55°, in die erste Richtung zurücklegen.
Wie es insbesondere in den 2 bis 4 zu sehen ist, liegen die Hebel 4, 5 in einer zweiten Ausrichtung (Offenstellung bzw. Zugangsstellung) der Klappe 2 an einer Fläche bzw. einem Gehäuseteil der Mulde 3 an, sodass ein Endanschlag für die Hebel 4, 5 geschaffen wird und somit eine stabile Endposition der Hebel 4, 5 erzielt werden kann, um den Mechanismus 1 bei einer unbeabsichtigten Bewegung der Klappe 2 über ihre maximale Offenstellung bzw. Schwenkposition hinaus vor Beschädigungen zu schützen. Der erste Hebel 4 liegt in dieser Ausrichtung zusätzlich am zweiten Hebel 5 an bzw. der zweite Hebel 5 schafft einen zusätzlichen Anschlag für den ersten Hebel 4.
Da der erfindungsgemäße Mechanismus 1, ein reversibles Verschwenken der Klappe 2 erlaubt, ist der Mechanismus 1 ebenfalls dazu ausgebildet, dass die Hebel 4, 5 um entsprechende Winkelbeträge von etwa 45° (+/- 10°), insbesondere genau 45°, und etwa 100° (+/- 10°), insbesondere genau 100°, in die zweite Drehrichtung rotieren können, um die Klappe 2 aus der zweiten Ausrichtung (Offenstellung, Schwenkwinkel etwa 155° (+/- 10°)) in die dritte Ausrichtung (Wetterschutzposition, Schwenkwinkel etwa 80° (+/- 10°)) oder aus der zweiten Ausrichtung (Offenstellung, Schwenkwinkel etwa 155° (+/- 10°)) zurück in die erste Ausrichtung (Schließstellung) zu verlagern.
Wie es detailliert in den 1 bis 4 dargestellt ist, ist die drehbewegliche Lagerung bzw. Anbindung des ersten Hebels 4 und des zweiten Hebels 5 an der Klappe 2 und der Mulde 3 jeweils mittels eines Lagerbolzens oder eines Lagerstiftes 10 realisiert. Diese Lagerung bzw. Anbindung erlaubt eine sehr unkomplizierte, kostengünstige, jedoch äußerst robuste und langlebige Art der Lagerung, die einen wichtigen Bestandteil zur erfindungsgemäßen Wirkungsweise beiträgt.
Wie bereits zuvor bei der detaillierten Beschreibung des Bewegungsablaufs unter Bezugnahme auf die 5A bis 5C erwähnt, wird der Mechanismus 1 zum Initiieren des Schwenkvorgangs der Klappe 2 betätigt. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass der erste Hebel 4 des Mechanismus 1 betätigt wird, wobei diese Betätigung entweder manuell, mittels Federkraft, mittels eines Bowdenzugs und/oder elektromotorisch erfolgt. Die Schwenkbewegung der Klappe 2 wird somit über eine Betätigung des ersten Hebels 4 initiiert, wobei der erste Hebel 4 eine kreisförmige Rotationsbewegung um seinen Lagerpunkt 6 an der Mulde 3 ausführt, wobei bedingt durch die weiteren Lagerpunkte 8, 9 der zweite Hebel 5 ebenfalls unmittelbar eine kreisförmige Rotationsbewegung mit einem kleineren Rotationsradius um seinen Lagerpunkt 7 an der Mulde 3 ausführt. Die Lagerpunkte 8, 9 erlauben es, dass während der Rotation der Hebel 4, 5 die Klappe 2 um diese Lagerpunkte 8, 9 rotieren kann und somit ihre charakteristische Schwenkbewegung ausführt.
Die mittels des Mechanismus 1 überlagerten Bewegungen können gleichförmiger oder ungleichförmiger Natur sein. Im Falle von ungleichförmigen Bewegungen lassen sich Zusatzfunktionen realisieren, wie beispielsweise ein sanftes Öffnen und/oder Schließen der Klappe 2 (soft opening/soft closing), ein schnelles Aufschwenken der Klappe 2 zwischen ihren Endpositionen bzw. Endausrichtungen und/oder ein Verschwenken der Klappe 2 gegen einen Widerstand, beispielsweise eine Eisbarriere oder starken Wind. Hierzu kann eine zusätzliche Getriebekomponente oder ein zusätzliches Getriebe, beispielsweise eine Art Malteserkreuzgetriebe, vorgesehen sein, die/das die ungleichförmige Bewegung erzeugt und in den Mechanismus, insbesondere in einen der Hebel 4, 5 des Mechanismus 1, einleitet. Alternativ ist es auch vorstellbar, die ungleichförmige Bewegung unmittelbar elektromotorisch zu erzeugen. Die Verwendung einer zusätzlichen Getriebekomponente bzw. eines zusätzlichen Getriebes ist jedoch nicht auf den Zweck der Erzeugung einer ungleichförmigen Bewegung limitiert, sondern kann auch bei gleichförmigen Bewegungen verwendet werden, um beispielsweise ein höheres Drehmoment beim Aufschwenken oder schnellere Aufschwenkgeschwindigkeiten zu erzielen.
Bei einer manuellen Betätigung des Mechanismus 1 können zusätzliche Rastfixierungen oder Federn vorgesehen sein, um die Klappe 2 in der ersten, zweiten und/oder dritten Ausrichtung zumindest zeitweise zu fixieren bzw. festzulegen.
Auch wenn die zweite und dritte Ausrichtung der Klappe 2 durch einen Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel von etwa 155° (+/- 10°) und etwa 80° (+/- 10°) in Richtung auf ein die Mulde 3 aufnehmendes Karosseriebauteil beschrieben wurden, so ist es selbstverständlich vorstellbar, dass die zweite und dritte Ausrichtung der Klappe 2 auch jedweden anderen Schwenkwinkel beschreiben können. Insbesondere kann die zweite Ausrichtung der Klappe 2 einem Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel im Bereich von 110° bis 180° und die dritte Ausrichtung der Klappe 2 einem Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel im Bereich von 60° bis 100° in Richtung auf ein die Mulde 3 aufnehmendes Karosseriebauteil entsprechen. Entsprechend müssen die Hebel 4, 5 des Mechanismus 1 eine geringere oder größere Rotationsbewegung um ihre jeweiligen Lagerpunkte 6, 7 an der Mulde 3 ausführen, wobei jedoch der Drehwinkel der Hebel 4, 5 stets kleiner ist als der Drehwinkel bzw. Schwenkwinkel der Klappe 2.
In den 2 bis 4 ist eine Anordnung 100 aus einer Mulde 3, einer Klappe 2 und dem erfindungsgemäßen Mechanismus 1 dargestellt, wobei die unterschiedlichen Ausrichtungen der Klappe 2 relativ zur Mulde 3, nämlich die erste Ausrichtung (siehe 2), die zweite Ausrichtung (siehe 3) und die dritte Ausrichtung (siehe 4), dargestellt sind. Grundsätzlich ist es auch vorstellbar, dass eine Anordnung 100 aus einer Mulde 3, mindestens einer Klappe 2 und mindestens einem erfindungsgemäßen Mechanismus 1 ausgebildet wird. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann eine Anordnung 100 aus einer Mulde 3, einer Klappe 2 und zwei erfindungsgemäßen Mechanismen 1 angegeben werden. In einem solchen Fall sind die Mechanismen 1 voneinander beabstandet in der Anordnung 100 angeordnet, jedoch gleich ausgestaltet, sodass sie auch den gleichen Bewegungsablauf durchführen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Anordnung 100 können die Hebel 4, 5 der Mechanismen 1 spezielle Oberflächenausgestaltungen aufweisen, sodass ein zusätzlicher Schutz vor eindringenden Flüssigkeiten oder Schnee, insbesondere in Kombination mit starkem Wind, geschaffen wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die in einem geöffneten Zustand der Klappe 2 (zweite oder dritte Ausrichtung) nach außen, d.h. in Richtung des die Mulde 3 aufnehmenden Karosseriebauteils, zeigenden Oberflächen der Hebel 4, 5 diese spezielle Ausgestaltung zum Wetterschutz aufweisen.
Es sei angemerkt, dass alternativ zu der detailliert beschriebenen Ausführungsform des Mechanismus 1 mit zwei Hebeln 4, 5, die jeweils eine kreisförmige Rotationsbewegung ausführen, auch ein Mechanismus 1 im Rahmen dieser Erfindung liegt, der auf dem Prinzip einer Superposition bzw. Überlagerung von einer kreisförmigen Rotationsbewegung und einer Linearbewegung basiert, um die charakteristische Schwenkbewegung bzw. das Schwenkmuster der Klappe 2 zu erzielen. Hierbei ist eine entsprechende Ausgestaltung der Hebel 4, 5 vorzunehmen. Bei einer solchen Ausgestaltung bzw. Wirkungsweise des Mechanismus 1 ist die Klappe 2, anders als im Falle von zwei kreisförmigen Rotationsbewegungen, mit ihrer äu-ßeren Oberfläche, d.h. eine Oberfläche der Klappe 2, die in der ersten Ausrichtung (Schließstellung) der Klappe 2 von einer Oberfläche des Karosseriebauteils weg zeigt, in ihrer zweiten Ausrichtung (Offenstellung bzw. Zugangsstellung) nicht in Richtung auf das Karosseriebauteil gerichtet, vielmehr zeigt die Klappe 2 mit ihrer inneren Oberfläche, d.h. eine Oberfläche der Klappe 2, die in der ersten Ausrichtung (Schließstellung) der Klappe 2 in Richtung auf eine Oberfläche des Karosseriebauteils zeigt, in der zweiten Ausrichtung (Offenstellung bzw. Zugangsstellung) noch immer in Richtung auf das Karosseriebauteil.
Ebenfalls ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass nur zwei Bewegungen superpositioniert bzw. überlagert werden, es ist grundsätzlich auch vorstellbar, dass mehr als zwei Bewegungen durch den Mechanismus 1 superpositioniert werden und zur charakteristischen Schwenkbewegung bzw. zum charakteristischen Schwenkmuster der Klappe 2 führen. Hierzu kann der Mechanismus 1 entsprechend mehr als zwei Hebel 4, 5 aufweisen und/oder auch weitere bzw. andere Komponenten.
Die Erfindung ist nicht auf die exemplarischen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mechanismus und der erfindungsgemäßen Anordnung beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Anordnung 100 aus einer Mulde 3, mindestens einer Klappe 2 und mindestens einem Mechanismus 1 der zuvor beschriebenen Art und Weise.
Bezugszeichenliste

1: Mechanismus
2: Klappe
3: Mulde
4: erster Hebel
5: zweiter Hebel
6, 7: Lagerpunkte der Hebel an der Mulde
8, 9: Lagerpunkte der Hebel an der Klappe
10: Lagerbolzen bzw. Lagerstift

Claims

Mechanismus (1) zum Verschwenken einer Lade- oder Tankklappe (2) an einer in einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs aufgenommenen oder aufnehmbaren Lade- oder Tankmulde (3), wobei der Mechanismus (1) dazu ausgebildet ist, durch Superposition mindestens zweier zumindest zeitweise gleichzeitig ablaufender kreisförmiger Rotationsbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsradien oder mindestens einer zumindest zeitweise gleichzeitig ablaufender kreisförmigen Rotationsbewegung und mindestens einer Linearbewegung die Lade- oder Tankklappe (2) reversibel zwischen einer ersten Ausrichtung, insbesondere einer Schließstellung der Lade- oder Tankklappe (2), und einer zweiten Ausrichtung, insbesondere einer Offenstellung der Lade- oder Tankklappe (2), zu verschwenken.
Mechanismus (1) nach Anspruch 1, wobei der Mechanismus (1) dazu ausgebildet ist, die Lade- oder Tankklappe (2) während des Verschwenkens aus der ersten Ausrichtung in die zweite Ausrichtung gleichzeitig von der Lade- oder Tankmulde (3) anzuheben und in Richtung auf das Karosseriebauteil zu rotieren.
Mechanismus (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Mechanismus (1) einerseits an der Lade- oder Tankklappe (2) und andererseits an der Lade- oder Tankmulde (3) drehbeweglich gelagert ist.
Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Mechanismus (1) dazu ausgebildet ist, die Lade- oder Tankklappe (2) in eine dritte Ausrichtung zu verschwenken, wobei die dritte Ausrichtung einer Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe (2) zwischen der ersten und der zweiten Ausrichtung entspricht.
Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Drehwinkel des Mechanismus (1) einem ersten Drehwinkelbereich entspricht, wobei ein Drehwinkel der Lade- oder Tankklappe (2) einem zweiten Drehwinkelbereich entspricht, wobei der Drehwinkel des Mechanismus (1) stets kleiner ist als der Drehwinkel der Lade- oder Tankklappe (2).
Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Mechanismus (1) einen ersten Hebel (4) und einen zweiten Hebel (5) aufweist, wobei der erste Hebel (4) und der zweite Hebel (5) jeweils, insbesondere mit einem ersten Ende und einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende, drehbeweglich einerseits an der Lade- oder Tankklappe (2) und andererseits an der Lade- oder Tankmulde (3) gelagert sind, wobei die Lagerpunkte (6, 7, 8, 9) des ersten Hebels (4) und des zweiten Hebels (5) an der Lade- oder Tankklappe (2) einerseits und der Lade- oder Tankmulde (3) andererseits jeweils voneinander beabstandet sind.
Mechanismus (1) nach Anspruch 6, wobei der Mechanismus (1) dazu ausgebildet ist, genau zwei kreisförmige Rotationsbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsradien zu superpositionieren, wobei der erste Hebel (4) und der zweite Hebel (5) dazu ausgebildet sind, jeweils eine dieser kreisförmigen Rotationsbewegungen um ihren jeweiligen Lagerpunkt (6, 7) an der Lade- oder Tankmulde (3) herum in eine erste oder eine zweite Drehrichtung auszuführen, wobei der erste Hebel (4) eine kreisförmige Rotationsbewegung ausführt mit einem Rotationsradius, der größer ist als ein Rotationsradius einer kreisförmigen Rotationsbewegung, die der zweite Hebel (5) ausführt.
Mechanismus (1) nach Anspruch 7, wobei ein Verschwenken der Lade- oder Tankklappe (2) aus der ersten Ausrichtung in die zweite Ausrichtung einer Schwenkbewegung der Lade- oder Tankklappe (2) um einen Schwenkwinkel von etwa 155° in Richtung auf das Karosseriebauteil entspricht, wobei ein Verschwenken der Lade- oder Tankklappe (2) aus der ersten Ausrichtung in die dritte Ausrichtung einer Schwenkbewegung der Lade- oder Tankklappe (2) um einen Schwenkwinkel von etwa 80° in Richtung auf das Karosseriebauteil entspricht, wobei die zweite Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe (2) einem Drehwinkel der Hebel (4, 5) von etwa 100° in die erste Drehrichtung entspricht, wobei die dritte Ausrichtung der Lade- oder Tankklappe (2) einem Drehwinkel der Hebel (4, 5) von etwa 55° in die erste Drehrichtung entspricht.
Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der erste Hebel (4) und der zweite Hebel (5) derart komplementär zueinander ausgebildet sind, dass der zweite Hebel (5) zumindest bereichsweise in den ersten Hebel (4) aufgenommen oder aufnehmbar ist, und wobei der zweite Hebel (5) vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass, in einem in den ersten Hebel (4) aufgenommenen Zustand des zweiten Hebels (5), eine Öffnung, die in dem ersten Hebel (4) zur Aufnahme des zweiten Hebels (5) ausgebildet ist, zumindest bereichsweise von dem zweiten Hebel (4) überdeckt ist.
Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der erste Hebel (4) und der zweite Hebel (5) jeweils bogenförmig, insbesondere schwanenhalsförmig, ausgebildet sind.
Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der erste Hebel (4) und der zweite Hebel (5) jeweils mittels eines Lagerbolzens oder Lagerstiftes (10) an der Lade- oder Tankklappe (2) einerseits und der Lade- oder Tankmulde (3) andererseits drehbeweglich gelagert sind.
Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die mittels des Mechanismus (1) superpositionierten Bewegungen ungleichförmig sind.
Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Verschwenken der Lade- oder Tankklappe (2) mittels einer Betätigung des Mechanismus (1), insbesondere des ersten Hebels (4), initiiert wird, wobei der Mechanismus (1), insbesondere der erste Hebel (4), manuell, mittels Federkraft, mittels eines Bowdenzugs und/oder elektromotorisch betätigbar ist.
Anordnung (100) aus einer in einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs aufgenommenen oder aufnehmbaren Lade- oder Tankmulde (3), mindestens einer Lade- oder Tankklappe (2), und mindestens eines Mechanismus (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Kraftfahrzeug mit mindestens einer Anordnung (100) nach Anspruch 14.