DE102020125988A1

DE102020125988A1 - Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug mit Klappenanordnung

Info

Publication number: DE102020125988A1
Application number: DE102020125988.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Popp
Original assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Current assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2022-04-07

Abstract

Eine erfindungsgemäße Klappenanordnung (2) für ein Kraftfahrzeug (100), insbesondere Tankklappenanordnung oder Ladedosenklappenanordnung, umfassteine um eine Schwenkachse (A) schwenkbare Klappe (4), die zwischen einer geschlossenen Klappenposition und einer geöffneten Klappenposition schwenkbar ist;eine Feder (6), die dazu ausgebildet ist, die schwenkbare Klappe (4) sowohl in der geschlossenen Klappenposition als auch in der geöffneten Klappenposition zu halten;wobei die Feder (6) einen ersten Federdrahtschenkelbereich (12), einen zweiten Federdrahtschenkelbereich (14) und wenigstens eine dazwischen angeordnete Federwindung (10) aufweist,wobei der erste Federdrahtschenkelbereich (12) an der schwenkbaren Klappe (4), insbesondere nahe der Schwenkachse (A), angebunden ist, und der zweite Federdrahtschenkelbereich (14) zur Anbindung an einem feststehenden Kraftfahrzeugbauteil nahe der schwenkbaren Klappe (4) bestimmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Klappenanordnung.
Bei üblichen Kraftfahrzeugen wird ein Tankstutzen zum Betanken des Kraftfahrzeugs mit einer Klappe verdeckt, die mit Hilfe einer Feder in einer Klappenposition, z.B. einer geschlossenen Klappenposition gehalten wird. Im Laufe eines Kraftfahrzeuglebens kann die Feder brechen. Dadurch geht die Funktion, dass die Klappe zuverlässig in ihrer jeweiligen Klappenposition gehalten wird, verloren. Zudem kann ein solches Brechen auch problematisch für die Fahrzeugsicherheit sein.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klappenanordnung bereitzustellen, die eine volle Funktionsfähigkeit gewährleistet und eine hohe Lebensdauer hat.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Klappenanordnung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Eine erfindungsgemäße Klappenanordnung weist eine um eine Schwenkachse schwenkbare Klappe, die zwischen einer geschlossenen Klappenposition und einer geöffneten Klappenposition schwenkbar ist, und eine Feder auf, die dazu ausgebildet ist, die schwenkbare Klappe sowohl in der geschlossenen Klappenposition als auch in der geöffneten Klappenposition zu halten. Die Feder weist einen ersten Federdrahtschenkelbereich, einen zweiten Federdrahtschenkelbereich und wenigstens eine dazwischen angeordnete Federwindung auf. Der erste Federdrahtschenkelbereich ist an der schwenkbaren Klappe, insbesondere nahe der Schwenkachse, angebunden, und der zweite Federdrahtschenkelbereich ist zur Anbindung an einem feststehenden Kraftfahrzeugbauteil nahe der schwenkbaren Klappe bestimmt.
Gemäß einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis werden herkömmliche Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor häufig nur einmal pro Woche oder seltener betankt, so dass die Klappe, die den Tankstutzen verdeckt, auch nur einmal pro Woche oder seltener geöffnet und geschlossen wird. Die Feder, welche die Klappe in der entsprechenden Klappenposition hält, muss daher im Verhältnis zum Kraftfahrzeugleben nur relativ wenige Lastwechsel aushalten.
Gemäß einer weiteren, der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis werden die Ladedosen-Klappenanordnungen, die bei neueren Kraftfahrzeugen mit Hybridantrieb, also Kraftfahrzeugen mit einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor, oder bei Kraftfahrzeugen mit Elektromotoren verwendet werden, um die Ladedose zum Laden des Stromspeichers zu verdecken oder zu öffnen, deutlich häufiger geöffnet und geschlossen, weil diese Kraftfahrzeuge häufig täglich unter Verwendung eines Stromkabels geladen werden. Die Anforderungen an die Feder, welche eine solche in der entsprechenden Klappenposition hält, sind daher deutlich höher. Die Feder einer solchen Ladedosen-Klappenanordnungen muss ein Vielfaches mehr an Lastwechseln aushalten.
Die erfindungsgemäße Feder ist deutlich langlebiger als herkömmliche Federn, die bei bisherigen Klappenanordnungen zur Anwendung kommen, und ist somit gut für herkömmliche Tankklappenanordnungen und insbesondere für neue Ladedosenklappenanordnungen und die damit verbundene, erhöhte Belastungsanforderung geeignet. Die Funktionsfähigkeit und die Fahrzeugsicherheit werden somit über eine größere Anzahl von Lastwechseln und somit über einen längeren Fahrzeuglebenszyklus sichergestellt.
Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung verringert sich - im Vergleich zu einer Feder ohne Federwindung - bei der erfindungsgemäßen Feder mit der wenigstens einen Federwindung die maximale Hubspannung. Dadurch wird die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Feder und damit der erfindungsgemäßen Klappenanordnung bei voller Beibehaltung der Funktion deutlich erhöht.
Durch den Federwindungsbereich mit der wenigstens einen Federwindung ergibt sich eine höhere Sicherheit, mehr Reserve und eine höhere Robustheit, als dies bei denkbaren Federn ohne Federwindung möglich ist.
Die Feder kann die schwenkbare Klappe sowohl in der geschlossenen Klappenposition als auch in der geöffneten Klappenposition halten, und kann zudem die manuelle Öffnungs- oder Schließbewegung der Klappe unterstützen.
Die schwenkbare Klappe ist so ausgebildet, dass sie entlang der Schwenkachse mit einem Kraftfahrzeug verbindbar und um diese Schwenkachse schwenkbar ist. Die schwenkbare Klappe kann ein Verbindungselement aufweisen, insbesondere eine Bohrung oder eine Hülse, mit der die schwenkbare Klappe gegenüber einem Lagerelement zum Beispiel einem Dorn, einem Stift, einen Zapfen, einer Schraube oder einem anderen Befestigungsmittel an einer Karosserie schwenkbar befestigt werden kann.
In der geschlossenen Klappenposition deckt die schwenkbare Klappe im eingebauten Zustand z.B. einen Tankstutzen oder eine Ladedose ab, so dass kein Zugriff auf den Tankstutzen oder die Ladedose möglich ist, und sie verschließt bündig eine entsprechende Aussparung in der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Bei der geöffneten Klappenposition ist die schwenkbare Klappe so nach außen geschwenkt und steht von der Karosserie weg, dass ein Zugriff auf den Tankstutzen oder die Ladedose möglich ist.
In einer ersten Ausführungsform können die äußeren Anbindungs-Endschenkel der beiden Federdrahtschenkelbereiche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Unter „im Wesentlichen parallel“ ist dabei auch ein Winkel der äußeren Anbindungs-Endschenkel zueinander von bis zu 10° als mit umfasst anzusehen. Eine solche Feder ist gut an die Einbausituation, die Belastungssituation und den Bauraum angepasst.
In einer weiteren Ausführungsform können der erste Federdrahtschenkelbereich und der zweite Federdrahtschenkelbereich jeweils bügelartig ausgebildet sein, mit einem äußeren Anbindungs-Endschenkel, der ein Federdrahtende aufweist, und mit einem an der Federwindung ansetzenden, federnden inneren Schenkel.
Dabei kann in einer ersten Variante bei beiden Federdrahtschenkelbereichen ein Biegungsbereich zwischen dem äußeren Anbindungs-Endschenkel und dem federnden inneren Schenkel angeordnet sein.
In einer zweiten Variante kann bei einem der beiden Federdrahtschenkelbereiche ein Federwindungsbereich mit wenigstens einer Federwindung zwischen dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel und dessen federndem inneren Schenkel angeordnet sein; und bei dem anderen der beiden Federdrahtschenkelbereiche kann ein Biegungsbereich zwischen dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel und dessen federndem inneren Schenkel angeordnet sein.
In einer zweiten Variante kann bei beiden Federdrahtschenkelbereichen ein Federwindungsbereich mit wenigstens einer Federwindung zwischen dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel und dessen federndem inneren Schenkel angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform sind die beiden Federdrahtschenkelbereiche jeweils gerade ausgebildet. Wenigstens einer der beiden gerade ausgebildeten Federdrahtschenkelbereiche geht in einen endseitigen Federwindungsbereich mit wenigstens einer Federwindung über; und die beiden Federwindungsbereiche der beiden Federdrahtschenkelbereiche oder der Federwindungsbereich eines Federdrahtschenkelbereichs und ein Biegungsbereich des anderen Federdrahtschenkelbereichs sind durch einen bügelartigen Mittelabschnitt miteinander verbunden..
Diese Ausführungsformen stellen eine kompakte, gleichzeitig aber zuverlässige und kostengünstig herstellbare Feder bereit. Es wird eine besonders zuverlässige Funktion der Feder und ein besonders zuverlässiges Halten der Klappe in der geschlossenen und geöffneten Klappenposition sowie eine Unterstützung der Öffnungs- und Schließbewegung erreicht. Eine solche Feder hat eine M-Form oder eine W-Form.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die beiden Federdrahtschenkelbereiche jeweils gerade ausgebildet. Bei dem ersten Federdrahtschenkelbereich ist das Federdrahtende oben, und bei dem zweiten Federdrahtschenkelbereich ist das Federdrahtende unten angeordnet. Wenigstens einer der beiden gerade ausgebildeten Federdrahtschenkelbereiche geht in einen endseitigen Federwindungsbereich mit wenigstens einer Federwindung über. Die beiden Federwindungsbereiche der beiden Federdrahtschenkelbereiche oder der Federwindungsbereich eines Federdrahtschenkelbereichs und ein Biegungsbereich des anderen Federdrahtschenkelbereichs sind durch einen gerade ausgebildeten Mittelabschnitt miteinander verbunden.
Diese Ausführungsform ist besonders kompakt und benötigt nur einen sehr geringen Bauraum. Sie ist zuverlässig und kostengünstig herstellbar. Eine solche Feder hat eine N-Form oder eine N-Form.
Gemäß einer weiteren, zuverlässigen und kostengünstig herstellbaren Ausführungsform sind der erste Federdrahtschenkelbereich und der zweite Federdrahtschenkelbereich jeweils bügelartig ausgebildet, mit einen äußeren Anbindungs-Endschenkel, der ein Federdrahtende aufweist, mit einem an der Federwindung ansetzenden, federnden inneren Schenkel, und mit einem Biegungsbereich zwischen dem äußeren Anbindungs-Endschenkel und dem federnden inneren Schenkel. Bei dem ersten Federdrahtschenkelbereich ist das Federdrahtende oben, und bei dem zweiten Federdrahtschenkelbereich ist das Federdrahtende unten angeordnet. Es sind ein erster und ein zweiter Federwindungsbereich mit wenigstens einer Federwindung vorgesehen, die durch einen gerade ausgebildeten Mittelabschnitt miteinander verbunden sind. Der federnde innere Schenkel des ersten Federdrahtschenkelbereichs geht in den ersten Federwindungsbereich über, und der federnde innere Schenkel des zweiten Federdrahtschenkelbereichs geht in den zweiten Federwindungsbereich über.
In einer weiteren Ausführungsform ist die wenigstens eine Federwindung in Form eines Federwindungsbereichs ausgebildet, der etwa 1,5 Federwindungen umfasst.
Anders ausgedrückt, kann sich der Federwindungsbereich über einen Umfangsbereich von etwa 540° erstrecken.
Durch einen solchermaßen ausgebildeten Federwindungsbereich kann zusammen mit den federnden inneren Schenkeln und den Biegungsbereichen die benötigte Federkraft zur Verfügung gestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Feder zur Belastung durch im Wesentlichen paralleles Zusammendrücken der beiden äußeren Anbindungs-Endschenkel in Richtung auf einander zu bestimmt. Die wenigstens eine Federwindung sowie die federnden inneren Schenkel und die Biegungsbereiche des ersten Federdrahtschenkelbereichs und des zweiten Federdrahtschenkelbereichs können eine federnde Auseinanderdrück-Wirkung nach außen auf die äußeren Anbindungs-Endschenkel ausüben, in Richtung paralleler Abstandsvergrößerung. Eine solche Ausführungsform ist besonders gut an die Einbausituation, die Belastungssituation und den Bauraum angepasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die wenigstens eine Federwindung zwischen den Anbindungs-Endschenkeln, insbesondere zwischen den nahe den Federdrahtenden gelegenen oberen Endbereichen der Anbindungs-Endschenkel angeordnet sein. Dies ermöglicht eine besonders kompakte und platzsparende Bauform der Feder.
In einer weiteren Ausführungsform, bei einer Belastung der Feder durch paralleles Zusammendrücken der beiden äußeren Anbindungs-Endschenkel in Richtung aufeinander zu, verringert sich der Abstand jeweils zwischen den Anbindungs-Endschenkeln und der Federwindung.
In einer weiteren Ausführungsform sind der federnde innere Schenkel und der äußere Anbindungs-Endschenkel des ersten Federdrahtschenkelbereichs und des zweiten Federdrahtschenkelbereichs, im unbelasteten Zustand der Feder, jeweils in einem Winkel von 0° bis 60°, insbesondere von 10° bis 30° zueinander angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Biegungsbereich zwischen dem äußeren Anbindungs-Endschenkel und dem federnden inneren Schenkel, im unbelasteten Zustand der Feder, über einen Kreisbogen mit einem Winkelbereich von 180° bis 120°, insbesondere von 170° bis 150°.
In einer weiteren Ausführungsform ist die wenigstens eine Federwindung in Form eines Federwindungsbereichs ausgebildet, der sich über einen Umfangsbereich von etwa 540° bis 420°, insbesondere über einen Umfangsbereich von etwa 520° bis 480° erstreckt.
Durch Werte innerhalb solcher Winkelbereiche wird eine besonders effektive Federwirkung in Richtung Auseinanderziehen und Zusammendrücken der äußeren Anbindungs-Endschenkel gegeneinander erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Biegungsbereich zwischen dem äußeren Anbindungs-Endschenkel und dem federnden inneren Schenkel im unbelasteten Zustand der Feder über einen Kreisbogen mit einem Winkelbereich von mehr als 180°. Dementsprechend erstreckt sich der Federwindungsbereich über einen Umfangsbereich von etwas mehr als 540°, und die federnden inneren Schenkel der beiden Federdrahtschenkelbereiche sind, wiederum im unbelasteten Zustand der Feder, jeweils in einem Winkel zueinander angeordnet und verlaufen ausgehend von dem Federwindungsbereich aufeinander zu.
Durch solche Winkel / Winkelbereiche wird ebenfalls eine effektive Federwirkung in Richtung Auseinanderziehen und Zusammendrücken der äußeren Anbindungs-Endschenkel gegeneinander erreicht. Gleichzeitig wird der erforderliche Bauraum zum Einsatz einer solchen Feder reduziert.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Federdraht in dem ersten Federdrahtschenkelbereich, in dem zweiten Federdrahtschenkelbereich und in der wenigstens einen Federwindung einen annähernd gleichbleibenden Querschnitt auf. Auf diese Weise kann die Feder einfach und schnell hergestellt werden. Der Federdraht kann einen runden, ovalen, elliptischen, Multi-Arc-förmigen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Federdrahtschenkelbereich mit seinem äußeren Anbindungs-Endschenkel mittels einer Aufnahme an einer Hülse oder zylindrischen Achsaufnahme der schwenkbaren Klappe angebunden. Auf diese Weise kann die Federkraft gezielt auf die Hülse, die insbesondere eine hohe Stabilität aufweist, wirken.
In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Federdrahtschenkelbereich mit seinem äußeren Anbindungs-Endschenkel so an der schwenkbaren Klappe, insbesondere nahe der Schwenkachse, angebunden, dass die äußeren Anbindungs-Endschenkel des ersten Federdrahtschenkelbereichs und des zweiten Federdrahtschenkelbereichs parallel zu der Schwenkachse der Klappe gelegen sind. Dies erlaubt eine effiziente Bewegung zwischen der Feder und der Klappe.
In einer weiteren kompakten Ausführungsform können die Federdrahtenden der äußeren Anbindungs-Endschenkel oben angeordnet sein, die Biegungsbereiche unten angeordnet sein, und die wenigstens eine Federwindung oberhalb der Biegungsbereiche liegen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Klappenanordnung weiterhin einen Schwenkarm auf, der die Klappe mit einer Hülse verbindet, die einen ortsfesten Schwenkachsen-Stift umgibt.
In einer weiteren Ausführungsform sind sind der erste Federdrahtschenkelbereich und der zweite Federdrahtschenkelbereich in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet, und die Federwindung bildet den Übergang zwischen diesen beiden parallelen Ebenen. Auf diese Weise ist die Feder kompakt ausgebildet und erlaubt ein geringes Einbaumaß in der Klappenanordnung. Eine solche Feder ist einfach und kostengünstig herstellbar. Die Feder ermöglicht eine effiziente Kraftübertragung der wenigstens einen Federwindung auf die Federdrahtschenkelbereiche.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Klappenanordnung weiterhin einen ortsfesten Halterahmen aufweisen, mit einem Ladedosen- oder Tankstutzen-Bereich, der dazu ausgebildet ist, eine Ladedose oder einen Tankstutzen aufzunehmen, und mit einer Tasche, in der die Feder angeordnet ist. Dies erlaubt eine modulare Ausgestaltung der Klappenanordnung, die schnell und effizient in einer Karosserie verbaut werden kann. Die Tasche mit Feder ist somit vorteilhafterweise vor einem Benutzer verborgen.
Die Klappenanordnung kann auch ohne Halterahmen modular ausgebildet sein, und schnell und effizient an einem Kraftfahrzeug anbringbar sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die schwenkbare Klappe beweglich mit dem Halterahmen verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform ist in der Tasche, insbesondere an einer Position seitlich neben und innerhalb von der Schwenkachse, bezogen auf die Einbauposition im Kraftfahrzeug, eine Federdrahtschenkelaufnahme für den zweiten Federdrahtschenkelbereich, insbesondere für dessen äußeren Anbindungs-Endschenkel vorgesehen. Auf diese Weise ist eine kompakte Ausgestaltung der Klappenanordnung möglich.
In einer weiteren Ausführungsform wird der äußere Anbindungs-Endschenkel des zweiten Federdrahtschenkelbereichs von dieser Federdrahtschenkelaufnahme insbesondere drehbar aufgenommen. Somit kann sich der äußere Anbindungs-Endschenkel bei einer Öffnungs- und Schließbewegung der Klappe drehen, ohne dass nennenswerte Torsionskräfte auftreten, und gleichzeitig ortsfest verbleiben.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Feder so zwischen den Federdrahtschenkelaufnahmen an der schwenkbaren Klappe, insbesondere an der Hülse der schwenkbaren Klappe, und in der Tasche angeordnet, dass sich der äußere Anbindungs-Endschenkel des ersten Federdrahtschenkelbereichs bei einer Öffnungs- und Schließbewegung der Klappe, von oben gesehen, auf einer Kreisbahn bewegt. Dies ist eine effiziente und einfache Möglichkeit, die Öffnungskraft bzw. die Schließkraft der Feder auf die schwenkbare Klappe einzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Abstand zwischen den äußeren Anbindungs-Endschenkeln des ersten Federdrahtschenkelbereichs und des zweiten Federdrahtschenkelbereichs in der geschlossenen Klappenposition und in der geöffneten Klappenposition größer als in einer Zwischenposition. In einer solchen Zwischenposition verläuft die Ebene der Feder insbesondere durch die Schwenkachse. Alternativ dazu kann diese Zwischenposition auch definiert werden über Kraftrichtung der Feder bzw. über die Position, in der sich die Kraftrichtung der Feder ändert.
Somit wirkt in der geschlossenen Klappenposition und in der geöffneten Klappenposition eine geringere Federkraft auf die schwenkbare Klappe, als in der Zwischenposition. Hierdurch lässt sich eine effiziente Unterstützung beim Öffnen oder Schließen der Klappe realisieren.
Diese Zwischenposition kann auch als Totpunkt bezeichnet werden, in der die ausgeübte Druckkraft maximal ist. Bei Erreichen des Totpunkts findet eine Richtungsumkehr des federseitigen Drehmoments auf die Klappe statt. Ab dem Totpunkt wird jeweils die manuelle Öffnungs- oder Schließbewegung durch die Feder unterstützt. Auf diese Weise kann die Klappe schnell und einfach geöffnet und geschlossen werden.
Die erfindungsgemäße Feder kann auch als Übertotpunktfeder bezeichnet werden. Beim Öffnen der Klappe wird die Feder zunächst zusammengedrückt und, sobald die Klappe einen Öffnungswinkel z.B. von 45° relativ zur geschlossenen Klappenposition überschritten hat, der dem Totpunkt entspricht, drückt die Feder die Klappe in die geöffnete Klappenposition. Anders gesprochen, muss zunächst eine Federkraft, mit der die Klappe in der geschlossenen Klappenposition gehalten wird und bis zum Erreichen des Totpunkt, überwunden werden, wobei die Feder, sobald der Totpunkt überschritten wird, das Öffnen der Klappe unterstützt. Dies ermöglicht eine leichte und sichere Bedienung der Klappe.
Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Klappenanordnung, wobei die Klappenanordnung so angeordnet ist, dass sie in der geschlossenen Klappenposition die Ladedose oder den Tankstutzen abdeckt.
Für ein solches Kraftfahrzeug treffen alle oben mit Bezug auf die Klappenanordnung angegebenen Vorteile und Ausführungsformen zu, die zur Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal angegeben werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beigefügten Figuren schematisch gezeigten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Dabei zeigt:

1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer KlappenAnordnung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Klappenanordnung aus 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der sich die Klappe in der geöffneten Klappenposition befindet;
3 eine perspektivische Ansicht einer Feder der Klappenanordnung aus 2, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine perspektivische Ansicht der Klappenanordnung aus 2 in einer geöffneten Klappenposition; und
5 eine perspektivische Ansicht der Klappenanordnung aus 2 in einer geschlossenen Klappenposition.

Die 6 bis 11 zeigen schematische perspektivische Ansichten von Federn für die Klappenanordnung aus 2, gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Bei dem in 1 gezeigten Kraftfahrzeug 100 handelt es sich um ein Schrägheckkraftfahrzeug. Die Darstellung ist stark vereinfacht Das Kraftfahrzeug weist eine vordere Tür 102 und eine hintere Tür 104 auf. Hinter der hinteren Tür 104 und oberhalb des hinteren Radkastens ist eine Klappenanordnung 2 mit einer schwenkbaren Klappe 4 angeordnet. Die schwenkbare Klappe 4 befindet sich dabei in einer geöffneten Klappenposition.
Bei der Klappenanordnung 2 kann es sich um eine Tankklappenanordnung oder um eine Ladedosenklappenanordnung handeln. Die Lage dieser Klappenanordnung 2 an der rechten Hinterseite der Karosserie ist selbstverständlich nur exemplarisch. Alternativ dazu sind beliebige andere Positionen möglich, zum Beispiel an einem vorderen Bereich der Karosserie, z.B. zwischen dem linken vorderen Radkasten und der linken Fahrertür oder zwischen dem rechten vorderen Radkasten und der rechten Fahrertür.
Die in 2 beispielhaft dargestellte Klappenanordnung 2 umfasst einen HalteRahmen 22 mit einer Ladedosen- oder Tankstutzen-Öffnung 46, mit einer daneben angeordneten Tasche 23, in der eine Feder 6 angeordnet ist, und mit einer schwenkbaren Klappe 4.
Die schwenkbare Klappe 4 ist um eine Schwenkachse A schwenkbar ausgebildet und in 2 in der geöffneten Klappenposition dargestellt, in der sie sich in etwa rechtwinklig nach außen von dem Halterahmen 22 weg erstreckt und einen Zugriff durch einen Benutzer auf den Tankstutzen oder die Ladedose 46 ermöglicht.
Die schwenkbare Klappe 4 ist nur vereinfacht dargestellt. In der Realität besteht sie häufig aus der eigentlichen Klappe sowie einer aufgeklipsten, in Fahrzeugfarbe lackierten Blende, sie ist somit in der Regel nicht einstückig.
Die geschlossene Klappenposition kann man sich gut vorstellen. In dieser legt die Klappe 4 mit einem Außenbereich ihrer Innenfläche an dem äußeren umlaufenden Stirnbereich des Halterahmens 22 an, und die Klappe 4 bzw. deren Blende fluchtet mit den in 2 nicht gezeigten umgebenden Bereichen der Karosserie.
Die schwenkbare Klappe 4 und der Halterahmen 22 weisen jeweils eine im Wesentlichen rechteckige Grundform auf, mit zwei Längsseiten und zwei die Längsseiten verbindenden Breitseiten, und mit abgerundeten Eckbereichen. Die Klappe 4 und der Halterahmen 22 können auch eine andere Grundform aufweisen.
Die schwenkbare Klappe 4 ist mittels eines Schwenkarms 5 mit einer Hülse 43 oder einer zylindrischen Achsaufnahme verbunden, und insbesondere einstückig damit ausgebildet. In im Wesentlichen vertikaler Richtung durch die Hülse 43 oder zylindrische Achsaufnahme verläuft ein ortsfester, mit dem Halterahmen 22 verbundener und insbesondere einstückig damit ausgebildeter Schwenkachsen-Stift 42, der auch als Pin, oder als ein ähnliches Element ausgebildet sein kann. Durch den Schwenkachsen-Stift 42 verläuft die vertikale Schwenkachse A. Somit ist die schwenkbare Klappe 4 mit ihrem Schwenkarm 5 und mit ihrer Hülse 43 oder zylindrischen Achsaufnahme um den Schwenkachsen-Stift 42 schwenkbar.
Die in der Tasche 23 der Klappenanordnung 2 angeordnete Feder 6 ist dazu ausgebildet, die schwenkbare Klappe 4 in der geschlossenen Klappenposition oder in der geöffneten Klappenposition zu halten und ggf. die Öffnungs- und Schließbewegung der Klappe 4 zu unterstützen.
In der Tasche 23 ist eine halterahmen- oder taschenseitige Federdrahtschenkelaufnahme 24 an einer Position seitlich neben dem Bereich des Halterahmens 22, in dem der Tankstutzen oder die Ladedose 46 angeordnet ist, und innerhalb der Karosserie-Ebene bzw. der Ebene, in der sich die Klappe 4 in der geschlossenen Position befindet, vorgesehen, jeweils bezogen auf die Einbauposition im Kraftfahrzeug.
Die Tasche 23 ist dabei neben einer Breitseite des Halterahmens 22 angeordnet. Dadurch ist die Feder 6 vor Umwelteinflüssen wie Regen oder Schnee sowie einem Benutzerzugriff geschützt.
Der Halterahmen 22 kann so ausgebildet sein, dass er mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs 100 verbunden, insbesondere verklipst oder angeschraubt werden kann. Die Klappenanordnung 2 kann als Modul in die Karosserie des Kraftfahrzeugs 100 eingesetzt werden.
Die in 3 im Detail dargestellte Feder 6 umfasst einen ersten Federdrahtschenkelbereich 12, der in 2 rechts angeordnet ist, einen zweiten Federdrahtschenkelbereich 14, der in 2 links angeordnet ist, und einen mittig angeordneten Federwindungsbereich 10 mit etwa eineinhalb Federwindungen 10. Die Feder 6 ist aus einem Federdraht hergestellt, insbesondere durch eine Kombination aus Wickeln und Winden. Sie kann aber auch gebogen werden.
Der erste Federdrahtschenkelbereich 12 und der zweite Federdrahtschenkelbereich 14 sind jeweils bügelartig ausgebildet. Der erste Federdrahtschenkelbereich 12 umfasst einen äußeren Anbindungs-Endschenkel 32 mit einem ersten Federdrahtende 28, einen unteren Biegungsbereich 26 und einen den unteren Biegungsbereich 26 und den Federwindungsbereich 10 verbindenden, federnden inneren Schenkel 30. Der zweite Federdrahtschenkelbereich 14 umfasst einen äußeren Anbindungs-Endschenkel 40 mit einem zweiten Federdrahtende 36, einen unteren Biegungsbereich 34 und einen den unteren Biegungsbereich 34 und den Federwindungsbereich 10 verbindenden, federnden inneren Schenkel 38.
In 2 ist der erste Federdrahtschenkelbereich 12 mit dem äußeren Anbindungs-Endschenkel 32 schwenkbar an einer klappenseitigen Federdrahtschenkelaufnahme 20 an der Hülse 43 oder zylindrischen Achsaufnahme angebunden, und der zweite Federdrahtschenkelbereich 14 mit dem äußeren Anbindungs-Endschenkel 40 ist drehbar an einer ortsfesten Federdrahtschenkelaufnahme 24 in der Tasche 23 des Halterahmens 22 angeordnet.
Somit wird die Federkraft der Feder 6 auf die schwenkbare Klappe 4 übertragen.
In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Federwindungsbereich 10 eineinhalb Federwindungen. Es ist ebenfalls möglich, dass die Feder 6 mehr als eineinhalb Federwindungen 10, z.B. zweieinhalb, dreieinhalb oder mehr Federwindungen aufweist. Es sind auch weniger als 1,5 Windungen möglich.
Der innere Schenkel 30 und/oder der innere Schenkel 38 sind geradlinig ausgebildet, können aber auch eine andere Form haben, z.B. wellenförmig oder gekrümmt ausgebildet sein. Der äußere Anbindungs-Endschenkel 32 und/oder der äußere Anbindungs-Endschenkel 40 sind geradlinig ausgebildet und liegen in etwa parallel zueinander, was das Anbringen der Feder 6 erleichtert und die Kraftübertragung zwischen der ortsfesten Federdrahtschenkelaufnahme 24 und der schwenkbaren Federdrahtschenkelaufnahme 20 verbessert.
Beim Belasten der Feder 6, also beim Verringern des Abstands des äußeren Anbindungs-Endschenkels 32 und des äußeren Anbindungs-Endschenkels 40 zueinander, behalten der äußere Anbindungs-Endschenkel 32 und der äußere Anbindungs-Endschenkel 40 ihre Ausrichtung zueinander im Wesentlichen bei, wobei hiervon auch ein relativer Winkel zueinander von bis zu 10° umfasst ist.
Der Federwindungsbereich 10 umfasst ein erstes Federwindungsende 16, das oben an dem inneren Schenkel 30 des ersten Federdrahtschenkelbereichs 12 ansetzt, und ein zweites Federwindungsende 18, das oben an dem inneren Schenkel 38 des zweiten Federdrahtschenkelbereichs 14 ansetzt.
Das erste Federwindungsende 16 ist dem zweiten Federwindungsende 18 bezogen auf eine vertikale Symmetrieachse F, bezogen auf die Einbausituation, annähernd gegenüberliegend angeordnet.
Die Federwindungsenden 16 und 18 sind in der 3 im nicht belasteten Zustand der Feder 6 insbesondere in einem Winkel von etwa 14° zueinander angeordnet, spreizen sich also etwas nach unten und außen, bezogen auf die vertikale Symmetrieachse F.
An die Federwindungsenden 16 und 18 setzen die inneren Schenkel 30 und 38 an, die somit ebenfalls in einem Winkel von etwa 14° zueinander angeordnet sind, und sich also etwas nach unten und außen spreizen.
Dementsprechend erstreckt sich der Federwindungsbereich 10 über einen Umfangsbereich von etwa 520° bis 530°, also über annähernd eineinhalb Federwindungen, und die Biegungsbereiche 26 und 34 bilden sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Kreisbogen aus mit einem Winkelbereich von jeweils etwa 170°.
Das erste Federwindungsende 16 und das zweite Federwindungsende 18 bzw. die inneren Schenkel 30 und 38 können auch in einem Winkel zwischen 0° bis 60°, insbesondere 10° bis 30° zueinander angeordnet sein.
Daraus ergeben sich Winkelbereiche für den Umfangsbereich des Federwindungsbereichs 10 von 540° bis 420°, und für die Biegungsbereiche 26 und 34 von 180 bis 120°.
Der erste Federdrahtschenkelbereich 12 und der zweite Federdrahtschenkelbereich 14 liegen in 3 ungefähr in einer Ebene, können aber auch z.B. in parallel zueinander angeordneten Ebenen angeordnet sein.
Der Biegungsbereich 26 und der Biegungsbereich 34, die ja den untersten Abschnitt der Feder 6 bilden und in etwa auf dem gleichen Höhenniveau liegen, haben eine Biegung/Krümmung, die entgegengesetzt zu der Biegung des Federwindungsbereichs 10 verläuft.
Der innere Schenkel 30 des ersten Federdrahtschenkelbereichs 12 kann gleich lang, etwas kürzer, aber auch länger sein als der äußere Anbindungs-Endschenkel 32 des Federdrahtschenkelbereichs 12. Ebenso kann der innere Schenkel 38 des zweiten Federdrahtschenkelbereichs 12 gleich lang, etwas kürzer, aber auch länger sein als der äußere Anbindungs-Endschenkel 40 des Federdrahtschenkelbereichs 14.
Die Form der Feder 6 entspricht - grob gesprochen - einem umgekehrten M bzw. einem W. Die Feder 6 kann er daher auch als M- oder W-Feder bezeichnet werden.
Der innere Schenkel 30 des ersten Federdrahtschenkelbereichs 12 und der innere Schenkel 38 des zweiten Federdrahtschenkelbereichs 14 können auch annähernd parallel zueinander ausgerichtet sein.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Klappenanordnung 2 in der sich die Klappe 4 in der geöffneten Klappenposition befindet, und 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Klappenanordnung 2, in der sich die Klappe 4 in der geschlossenen Klappenposition befindet.
Dabei sind die ortsfeste, halterahmenseitige Federdrahtschenkelaufnahme 24 und die klappenseitige Federdrahtschenkelaufnahme 20 gut zu erkennen.
Die klappenseitige Federdrahtschenkelaufnahme 20 kann einstückig mit der Hülse 43 oder zylindrischen Achsaufnahme oder separat von dieser ausgebildet sein und sich von dieser in radialer Richtung nach außen erstrecken.
Vorliegend weist die klappenseitige Federdrahtschenkelaufnahme 20 zwei übereinander angeordnete und miteinander fluchtende radiale Vorsprünge mit Ösen auf, in die von oben der äußere Anbindungs-Endschenkel 32 einschiebbar bzw. eingeschoben ist.
Die ortsfeste, halterahmenseitige Federdrahtschenkelaufnahme 24 ist an einem inneren Eckbereich der Tasche 23 angeordnet und so ausgebildet, z.B. mit einer prismatischen Aufnahme, dass der äußere Anbindungs-Endschenkel 40 darin von oben einschiebbar bzw. eingeschoben ist.
Alternativ dazu können die Federdrahtschenkelaufnahmen 20 und 24 auch so ausgebildet sein, dass der jeweilige äußere Anbindungs-Endschenkel 32 und 40 auf andere Weise eingeführt, eingeklipst, verschraubt oder auf eine andere Weise drehbar verbunden und gelagert werden kann.
Bei beiden Federdrahtschenkelaufnahmen 20 und 24 ist der jeweilige äußere Anbindungs-Endschenkel 32 und 40 um seine Achse drehbar mit der Klappe 4 bzw. dem Halterahmen 22 bzw. dessen Tasche 23 verbunden und gelagert.
Die Hülse 43 oder zylindrische Achsaufnahme nimmt den Schwenkachsen-Stift 42 auf. Von der Hülse 43 erstreckt sich der Schwenkarm 5 weg in Richtung der Klappe 4. Der Schwenkarm 5 weist in Draufsicht ein U-förmiges Profil auf, an dessen einem Ende die Hülse 43 und an dessen anderen Ende die Klappe 4 angeordnet ist.
Da die klappenseitige Federdrahtschenkelaufnahme 20 von der Schwenkachse A beabstandet ist, wirkt dieser Abstand als Hebelarm 44, über den eine Öffnungskraft bzw. Schließkraft auf die Klappe 4 wirkt. Die Federkraft bzw. das Moment, welches durch die Federkraft und den Hebelarm 44 auf die Klappe 4 wirkt, erlaubt es, die Klappe 4 ab einem Totpunkt, der in einem Zwischenbereich zwischen der geöffneten Klappenposition und der geschlossenen Klappenposition liegt, selbstständig zu öffnen oder zu schließen, also von der geschlossenen Klappenposition in die geöffnete Klappenposition oder von der geöffneten Klappenposition in die geschlossene Klappenposition zu bewegen.
Beim Öffnen bzw. Schließen der Klappe 4 wird die klappenseitige Federdrahtschenkelaufnahme 20 entlang einer Kreisbahn geführt. Wenn die Klappe 4 aus der geöffneten Klappenposition, wie in 4 gezeigt, in die geschlossene Klappenposition, wie in 5 gezeigt, im Uhrzeigersinn bewegt wird, schwenkt der äußere Anbindungs-Endschenkel 32 mit der klappenseitigen Federdrahtschenkelaufnahme 20 ebenfalls im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse A. Zeitgleich dreht die Feder 6 um den äußeren Anbindungs-Endschenkel 40, der in der Federdrahtschenkelaufnahme 24 angeordnet ist, entgegen dem Uhrzeigersinn.
Der Totpunkt kann prinzipiell in jedem beliebigen Punkt liegen, z.B. bei 30°. Der Totpunkt bezeichnet den Punkt, bei dem das Moment gleich Null ist und in dem eine Richtungsumkehr des federseitigen Drehmoments auf die Klappe stattfindet. Die Ebene, in der die Feder liegt, kann im Totpunkt die Schwenkachse A schneiden, muss es aber nicht. Im Totpunkt haben die äußeren Anbindungs-Endschenkel 40 stets den geringsten Abstand zueinander bzw. sind maximal zusammengedrückt, sodass die Federkraft immer am größten ist.
Bei Überschreiten des Totpunkts findet eine Richtungsumkehr der wirkenden Federkraft statt, so dass das Öffnen oder das Schließen der Klappe 4 durch die Feder 6 unterstützt wird. In der geöffneten Klappenposition und in der geschlossenen Klappenposition sind die Ebene der Feder 6 und die Schwenkachse A ungefähr parallel zueinander ausgerichtet. Die Feder 6 kann auch als Übertotpunktfeder bezeichnet werden.
Nicht gezeigt, aber ebenfalls mit offenbart ist auch eine Ausführung der Klappe 4, die direkt eine Hülse ohne den Schwenkarm aufweist, mit der die Klappe an dem Schwenkarm-Stift drehbar verbunden werden kann. Auch hier kann die Hülse die Federdrahtschenkelaufnahme 20 aufweisen.
Für alle Vorteile der erfindungsgemäßen Klappenanordnung wird auf den allgemeinen Beschreibungsteil verwiesen. Diese werden zur Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal aufgeführt.
In den 6 bis 11 sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden nicht noch einmal beschrieben.
Bei den Darstellungen der 6 bis 9 sind die Federn 6, 50, 54 und 58 jeweils umgekehrt dargestellt als die Feder 6 aus 3, sodass die Federdrahtenden 28 und 36 in der Zeichnungsebene unten liegen bzw. nach unten weisen.
Die Form der Federn 6, 50, 54 und 58 aus den 6 bis 9 entspricht jeweils - grob gesprochen - einem M bzw. einem umgekehrten W. Die Federn 6, 50, 54 und 58 können daher jeweils auch als W- oder M-Feder bezeichnet werden.
Die Feder 6 aus 6 entspricht vom Grundaufbau der Feder 6 aus 3. Bei der Feder 6 aus 6 erstrecken sich die bogenförmigen, insbesondere kreisbogenförmigen Biegungsbereiche 26 und 34 über einen Winkelbereich von mehr als 180°. Dementsprechend erstreckt sich der Federwindungsbereich 10 über einen Umfangsbereich von mehr als 540°, also über etwas mehr als eineinhalb Federwindungen. Die inneren Schenkel 30 und 38 setzen an den Federwindungsenden an und spreizen sich, ausgehend von den Federwindungsenden nach oben und innen, sind also in einem Winkel zueinander angeordnet.
Die Feder 50 aus 7 entspricht vom Grundaufbau her weitgehend der Feder 6 aus 3, wobei bei dem ersten Federdrahtschenkelbereich 12 ein Federwindungsbereich 52 mit wenigstens einer Federwindung zwischen dessen äußerem Anbindungsschenkel 32 und dessen federndem inneren Schenkel 30 angeordnet ist. Bei dem zweiten Federdrahtschenkelbereich 14 ist, wie bei der Feder 6 aus 3, ein Biegungsbereich 34 zwischen dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel 40 und dessen federndem inneren Schenkel 38 angeordnet. Die Feder 50 verfügt also über zwei Federwindungsbereiche 10 und 52, wobei der Federwindungsbereich 10 zwischen den beiden bügelartig ausgebildeten Federdrahtschenkelbereichen 12 und 14, und der Federwindungsbereich 52 in dem bügelartigen ersten Federdrahtschenkelbereich 12 zwischen dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel 32 und dessen federndem inneren Schenkel 30 angeordnet ist.
Die Feder 54 aus 8 entspricht ebenfalls vom Grundaufbau her weitgehend der Feder 6 aus 3. Anstelle der Biegungsbereiche 26 und 34 sind nun bei der Feder 54 Federwindungsbereiche 52 und 56 mit wenigstens einer Federwindung vorgesehen, sodass die beiden Federdrahtschenkelbereiche 12 und 14 jeweils einen solchen Federwindungsbereich 52, 56 mit wenigstens einer Federwindung zwischen deren äußerem Anbindungs-Endschenkel 32, 40 und dessen federndem inneren Schenkel 30, 38 aufweisen. Die Feder 54 verfügt somit über drei Federwindungsbereiche, nämlich einen Federwindungsbereich 10 mittig zwischen den jeweils bügelartig ausgebildeten beiden Federdrahtschenkelbereichen 12 und 14 und jeweils einen, also insgesamt zwei, weitere Federwindungsbereiche 52 und 56 zwischen dem äußeren Anbindungs-Endschenkel 32, 40 und dem federnden inneren Schenkel 30, 38 der beiden Federdrahtschenkelbereiche 12 und 14.
Bei der in 9 gezeigten Feder 58 sind die beiden Federdrahtschenkelbereiche 12, 14 jeweils in Form von gerade ausgebildeten Anbindungs-Endschenkeln 32, 40 ausgebildet. Diese gehen in 9 an ihrem oberen Ende jeweils in einen endseitigen Federwindungsbereich 52, 56 über. An dem inneren Ende der Federwindungsbereiche 52 und 56 ist ein bügelartiger Mittelabschnitt 60 vorgesehen, der die beiden Federwindungsbereiche 52 und 56 mittig miteinander verbindet. Der bügelartige Mittelabschnitt 60 verfügt über zwei von den Federwindungsbereichen 52 und 56 nach unten verlaufende, im Wesentlichen gerade Schenkel, und über einen unteren Biegungsbereich, der diese beiden Schenkel miteinander verbindet. Die geraden Schenkel des bügelartigen Mittelabschnitts 60 spreizen sich, ausgehend von den Federwindungsenden nach unten und innen, sind also in einem Winkel zueinander angeordnet. Der untere Biegungsbereich des bügelartigen Mittelabschnitts 60 liegt etwa auf Höhe der Federdrahtenden 28 und 36.
In einer anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsform, kann einer der beiden Federwindungsbereiche 52 und 56 durch einen Biegungsbereich, analog 3, ersetzt sein, sodass der Federwindungsbereich eines Federdrahtschenkelbereichs 12 oder 14 und der Biegungsbereich des anderen Federdrahtschenkelbereichs 14 oder 12 durch den bügelartigen Mittelabschnitt 60 miteinander verbunden sind.
Die Federwindungsbereiche 52 bzw. 56 in den 7 bis 9 umfassen etwas mehr als eineinhalb Federwindungen und erstrecken sich somit über einen Umfangsbereich von etwas mehr als 540°.
Die Feder 62 aus 10 umfasst zwei Federdrahtschenkelbereiche 12 und14, die in Form von gerade ausgebildeten Anbindungs-Endschenkeln 32, 40 ausgebildet sind. Bei dem ersten Anbindungs-Endschenkel 32 weist das Federdrahtende 28 in der Zeichnungsebene nach unten, und bei dem zweiten Anbindungs-Endschenkel 40 weist das Federdrahtende 36 in der Zeichnungsebene nach oben.
Der erste Anbindungs-Endschenkel 32 geht an seinem in 10 oberen Ende in einen endseitigen Federwindungsbereich 52 über. Ebenso geht der zweite Anbindungs-Endschenkel 40 an seinem unteren Ende in den Federwindungsbereich 56 über. Die beiden Federwindungsbereiche 52 und 56 sind durch einen gerade ausgebildeten Mittelabschnitt 64, insbesondere durch einen gerade ausgebildeten Mittelschenkel 64 miteinander verbunden. Dieser ist, wie in 10 zu sehen leicht schräg, angeordnet. Dementsprechend umfassen die beiden Federwindungsbereiche 52 und 56 jeweils ein wenig mehr als eineinhalb Federwindungen und erstrecken sich somit jeweils über einen Umfangsbereich von etwas mehr als 540°.
Die Form der Feder 62 in 10 entspricht im Wesentlichen der Form eines N oder eines umgekehrten N.
Bei der Feder 66 aus 11 sind die beiden Federdrahtschenkelbereich 12 und 14 wiederum jeweils bügelartig ausgebildet, mit einem äußeren Anbindungsendschenkel 32, 40, der ein Federdrahtende 28, 36 aufweist, mit einem federnden inneren Schenkel 30, 38 und mit einem Biegungsbereich 26, 34 zwischen dem äußeren Anbindungs-Endschenkel 32, 40 und dem federnden inneren Schenkel 30, 38. Bei dem ersten Federdrahtschenkelbereich 12 bzw. dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel 32 liegt das Federdrahtende 28 unten, und bei dem rechten, zweiten Federdrahtschenkelbereich 14 bzw. dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel 40 liegt das Federdrahtende 36 oben, jeweils bezogen auf die Zeichnungsebene.
Unten an dem federnden inneren Schenkel 30 des ersten Federdrahtschenkelbereichs 12 ansetzend, ist ein erster Federwindungsbereich 52 vorgesehen. Ebenso ist oben an dem federnden inneren Schenkel 38 ansetzend, ein zweiter Federwindungsbereich 56 vorgesehen. Die Federwindungsbereiche 52 und 56 weisen wiederum etwas mehr als eineinhalb Federwindungen auf und erstrecken sich somit über einen Winkelbereich von etwas mehr als 540°. Das obere innere Ende des ersten Federwindungsbereichs 52 und das untere innere Ende des Federwindungsbereichs 56 sind mittels eines gerade ausgebildeten, aber schräg verlaufenden Mittelabschnitts 64, insbesondere Mittelschenkels 64, miteinander verbunden.
Bei allen Federn 6, 50, 54, 58, 62 und 66 aus den 3 und 6 bis 11 sind die Anbindungs-Endschenkel 32, 40 der beiden Federdrahtschenkelbereiche 12 und 14 jeweils im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, wobei auch ein Winkel bis zu 10° davon umfasst ist.
Allen vorstehend beschriebenen Federn 6, 50, 54, 58, 62 und 66 ist gemein, dass sie deutlich langlebiger als herkömmliche Federn sind und somit gut sowohl für herkömmliche Tankklappenanordnungen als auch für neue Ladedosenklappenanordnungen und die damit verbundenen erhöhten Belastungsanforderungen geeignet sind. Die Funktionsfähigkeit und die Fahrzeugsicherheit werden somit über eine größere Anzahl von Lastwechseln und somit über einen längeren Fahrzeugslebenszyklus sichergestellt. Alle diese Federn umfassen wenigstens einen Federwindungsbereich 10, 52, 56 mit wenigstens einer Federwindung. Dadurch ergibt sich eine höhere Sicherheit, mehr Reserve und eine höhere Robustheit als dies bei denkbaren Federn ohne Federwindung möglich ist.
Für weitere Vorteile und Ausführungsformen wird auf den allgemeinen Beschreibungsteil verwiesen.
Bezugszeichenliste

2: Klappenanordnung
4: Klappe
5: Schwenkarm
6: Feder
8: Federwindungsbereich
10: Federwindung
12: erster Federdrahtschenkelbereich
14: zweiter Federdrahtschenkelbereich
16: erstes Federwindungsende
18: zweites Federwindungsende
20: klappenseitige Federdrahtschenkelaufnahme
22: Halterahmen
23: Tasche
24: halterahmenseitige Federdrahtschenkelaufnahme
26: Biegungsbereich
28: Federdrahtende
30: innerer Schenkel
32: äußerer Anbindungs-Endschenkel
34: Biegungsbereich
36: Federdrahtende
38: innerer Schenkel
40: äußerer Anbindungs-Endschenkel
42: Schwenkarm-Stift
43: Hülse
44: Hebelarm
46: Ladedosen- oder Tankstutzen-Öffnung
50: Feder
52: Federwindungsbereich
54: Feder
56: Federwindungsbereich
58: Feder
60: bügelartiger Mittelabschnitt
62: Feder
64: gerader Mittelabschnitt
100: Kraftfahrzeug
102: vordere Tür
104: hintere Tür
A: Schwenkachse
F: vertikale Symmetrieachse

Claims

Klappenanordnung (2) für ein Kraftfahrzeug (100), insbesondere Tankklappenanordnung oder Ladedosenklappenanordnung, aufweisend: eine um eine Schwenkachse (A) schwenkbare Klappe (4), die zwischen einer geschlossenen Klappenposition und einer geöffneten Klappenposition schwenkbar ist; eine Feder (6, 50, 54, 58, 62, 66), die dazu ausgebildet ist, die schwenkbare Klappe (4) sowohl in der geschlossenen Klappenposition als auch in der geöffneten Klappenposition zu halten; wobei die Feder (6, 50, 54, 58, 62, 66) einen ersten Federdrahtschenkelbereich (12), einen zweiten Federdrahtschenkelbereich (14) und wenigstens eine dazwischen angeordnete Federwindung (10, 52, 56) aufweist, wobei der erste Federdrahtschenkelbereich (12) an der schwenkbaren Klappe (4), insbesondere nahe der Schwenkachse (A), angebunden ist, und der zweite Federdrahtschenkelbereich (14) zur Anbindung an einem feststehenden Kraftfahrzeugbauteil nahe der schwenkbaren Klappe (4) bestimmt ist.
Klappenanordnung (2) nach Anspruch 1, wobei die beiden Federdrahtschenkelbereiche (12, 14) der Feder (6, 50, 54, 58, 62, 66) äußere Anbindungs-Endschenkel (32, 40) aufweisen, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Klappenanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Federdrahtschenkelbereich (12) und der zweite Federdrahtschenkelbereich (14) der Feder (6, 50, 54) jeweils bügelartig ausgebildet sind, mit einen äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40), der ein Federdrahtende (28, 36) aufweist, und mit einem an der Federwindung (10) ansetzenden, federnden inneren Schenkel (30, 38); und wobei bei beiden Federdrahtschenkelbereichen (12) ein Biegungsbereich (26, 34).zwischen dem äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) und dem federnden inneren Schenkel (30, 38) angeordnet ist; oder wobei bei einem der beiden Federdrahtschenkelbereiche (12) ein Federwindungsbereich (52) mit wenigstens einer Federwindung zwischen dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel (32) und dessen federndem inneren Schenkel (30) angeordnet ist; und bei dem anderen der beiden Federdrahtschenkelbereiche (14) ein Biegungsbereich (34) zwischen dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel (40) und dessen federndem inneren Schenkel (38) angeordnet ist; oder wobei bei beiden Federdrahtschenkelbereichen (12, 14) ein Federwindungsbereich (52, 56) mit wenigstens einer Federwindung zwischen dessen äußerem Anbindungs-Endschenkel (32, 40) und dessen federndem inneren Schenkel (30, 38) angeordnet ist.
Klappenanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die beiden Federdrahtschenkelbereiche (14) der Feder (58) jeweils gerade ausgebildet sind, und wobei wenigstens einer der beiden gerade ausgebildeten Federdrahtschenkelbereiche (12, 14) in einen endseitigen Federwindungsbereich (52, 56) mit wenigstens einer Federwindung übergeht; und wobei die beiden Federwindungsbereiche (52, 56) der beiden Federdrahtschenkelbereiche (12, 14) oder der Federwindungsbereich eines Federdrahtschenkelbereichs und ein Biegungsbereich des anderen Federdrahtschenkelbereichs durch einen bügelartigen Mittelabschnitt (60) miteinander verbunden sind.
Klappenanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die beiden Federdrahtschenkelbereiche (12, 14) der Feder (62) jeweils gerade ausgebildet sind; wobei bei dem ersten Federdrahtschenkelbereich (12) das Federdrahtende (28) unten und bei dem zweiten Federdrahtschenkelbereich (12) das Federdrahtende (36) oben angeordnet ist; wobei wenigstens einer der beiden gerade ausgebildeten Federdrahtschenkelbereiche (12, 14) in einen endseitigen Federwindungsbereich (52, 56) mit wenigstens einer Federwindung übergeht; und wobei die beiden Federwindungsbereiche (52, 56) der beiden Federdrahtschenkelbereiche (12, 14) oder der Federwindungsbereich eines Federdrahtschenkelbereichs und ein Biegungsbereich des anderen Federdrahtschenkelbereichs durch einen gerade ausgebildeten Mittelabschnitt (64) miteinander verbunden sind.
Klappenanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Federdrahtschenkelbereich (12) und der zweite Federdrahtschenkelbereich (14) der Feder (62) jeweils bügelartig ausgebildet sind, mit einen äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40), der ein Federdrahtende (28, 36) aufweist, mit einem federnden inneren Schenkel (30, 38); und mit einem Biegungsbereich (26, 34).zwischen dem äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) und dem federnden inneren Schenkel (30, 38); wobei bei dem ersten Federdrahtschenkelbereich (12) das Federdrahtende (28) unten und bei dem zweiten Federdrahtschenkelbereich (14) das Federdrahtende (36) angeordnet ist; wobei ein erster und ein zweiter Federwindungsbereich (52, 56) mit wenigstens einer Federwindung vorgesehen sind, die durch einen gerade ausgebildeten Mittelabschnitt (64) miteinander verbunden sind, wobei der federnde innere Schenkel (30) des ersten Federdrahtschenkelbereichs (12) in den ersten Federwindungsbereich (52) übergeht und der federnde innere Schenkel (38) des zweiten Federdrahtschenkelbereichs (14) in den zweiten Federwindungsbereich (56) übergeht.
Klappenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Federwindung des wenigstens einen Federwindungsbereichs (10, 52, 56) in Form eines Federwindungsbereichs ausgebildet ist, der etwa 1,5 Federwindungen umfasst und/oder sich über einen Umfangsbereich von etwa 540° erstreckt.
Klappenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Feder (6, 50, 54, 58, 62, 66) zur Belastung durch paralleles Zusammendrücken der beiden äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) in Richtung auf einander zu bestimmt ist; und wobei die wenigstens eine Federwindung (10, 52, 56)) sowie die federnden inneren Schenkel (30, 38) und/oder die Biegungsbereiche (26, 34) des ersten Federdrahtschenkelbereichs (12) und des zweiten Federdrahtschenkelbereich (14) eine federnde Auseinanderdrück-Wirkung nach außen auf die äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) ausüben, in Richtung paralleler Abstandsvergrößerung.
Klappenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die wenigstens eine Federwindung zwischen den Anbindungs-Endschenkeln (32, 40), insbesondere zwischen den nahe den Federdrahtenden (28, 36) gelegenen oberen Endbereichen der Anbindungs-Endschenkel (32, 40) angeordnet ist; und/oder wobei bei einer Belastung der Feder (6, 50, 54, 58, 62, 66) durch paralleles Zusammendrücken der beiden äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) in Richtung aufeinander zu, sich der Abstand zwischen den Anbindungs-Endschenkeln (32, 40) und der Federwindung jeweils verringert.
Klappenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei der erste Federdrahtschenkelbereich (12) mit seinem äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) mittels eine Aufnahme an einer Hülse der schwenkbaren Klappe (4) angebunden ist; und/oder wobei der erste Federdrahtschenkelbereich (12) mit seinem äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) so an der schwenkbaren Klappe (4), insbesondere nahe der Schwenkachse (A), angebunden ist, dass die äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) des ersten Federdrahtschenkelbereichs (12) und des zweiten Federdrahtschenkelbereichs (14) parallel zu der Schwenkachse (A) der Klappe gelegen sind; und/oder die Federdrahtenden (28, 36) der äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) oben angeordnet sind, die Biegungsbereiche (26, 34) unten angeordnet sind, und die wenigstens eine Federwindung (10) oberhalb der Biegungsbereiche (26, 34) liegt.
Klappenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Federdrahtschenkelbereich (12) und der zweite Federdrahtschenkelbereich (14) in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, und der wenigstens eine Federwindungsbereich (10) den Übergang zwischen diesen beiden parallelen Ebenen bildet.
Klappenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klappenanordnung (2) weiterhin einen ortsfesten Halterahmen (22) aufweist, mit einem Ladedosen- oder Tankstutzen-Bereich, der dazu ausgebildet ist, eine Ladedose oder einen Tankstutzen aufzunehmen, und mit einer Tasche (23), in der die Feder (6) angeordnet ist.
Klappenanordnung (2) nach Anspruch 12, wobei in der Tasche (23), insbesondere an einer Position seitlich neben und innerhalb von der Schwenkachse (A), bezogen auf die Einbauposition im Kraftfahrzeug, eine Federdrahtschenkelaufnahme (24) für den zweiten Federdrahtschenkelbereich (14), insbesondere für dessen äußeren Anbindungs-Endschenkel (32, 40) vorgesehen ist; wobei der äußere Anbindungs-Endschenkel (32, 40) des zweiten Federdrahtschenkelbereichs (14) von dieser Federdrahtschenkelaufnahme (24) insbesondere drehbar aufgenommen ist.
Klappenanordnung (2) nach Anspruch 13, wobei die Feder (6, 50, 54, 58, 62, 66) so zwischen den Federdrahtschenkelaufnahmen (20, 24) an der Hülse der schwenkbaren Klappe (4) und in der Tasche (23) angeordnet ist, dass sich der äußere Anbindungs-Endschenkel (32, 40) des ersten Federdrahtschenkelbereichs (12) bei einer Öffnungs- und Schließbewegung der Klappe, von oben gesehen, auf einer Kreisbahn bewegt; und/oder wobei der Abstand zwischen den äußeren Anbindungs-Endschenkeln (32, 40) des ersten Federdrahtschenkelbereichs (12) und des zweiten Federdrahtschenkelbereichs (12) in der geschlossenen Klappenposition und in der geöffneten Klappenposition größer als in einer Zwischenposition, in der die Ebene der Feder (6, 50, 54, 58, 62, 66), insbesondere durch die Schwenkachse (A) verläuft, oder in der sich die Kraftrichtung der Feder (6, 50, 54, 58, 62, 66) ändert, und somit in der geschlossenen Klappenposition und in der geöffneten Klappenposition eine geringere Federkraft auf die schwenkbare Klappe (4) wirkt, als in der Zwischenposition.
Kraftfahrzeug (100) mit einer Klappenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die so angeordnet ist, dass sie in der geschlossenen Klappenposition eine Ladedose oder einen Tankstutzen abdeckt.