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Die Erfindung betrifft eine Deckelvorrichtung, insbesondere eine Tankdeckelvorrichtung, sowie ein Kraftfahrzeug, das mindestens eine Deckelvorrichtung umfasst.
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Grundsätzlich sind Deckelvorrichtungen aus dem Stand der Technik insbesondere im Kraftfahrzeugbereich umfassend bekannt. Insbesondere im Zuge der Entwicklung von Energiespeichern und/oder Speichertanks, insbesondere für die Speicherung elektrischer Energie und/oder für die Speicherung von Kraftstoff, sind verschiedenste Deckelvorrichtungen mit unterschiedlichen Mechanismen entwickelt worden. Durch derartige Deckelvorrichtungen, insbesondere durch Tankdeckelvorrichtungen, werden beispielsweise Ladepole und/oder Ladekontakte und/oder Einfüllstutzen vor äußeren Einwirkungen und/oder vor einem unbefugten Zugriff geschützt. Dabei ist neben Schraubverschlüssen auch eine Vielzahl von Scharnierklappen, die ggf. mit einem Verriegelungspin und/oder einem Verriegelungssplint versehen sind, über den Kraftfahrzeugbereich hinaus weit verbreitet.
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Durch das Fortschreiten der Entwicklungen im Bereich der Elektromobilität und einem immer höheren Komfortbewusstsein eines Kraftfahrzeugnutzers ist in den vergangenen Jahren auch ein Anspruch an die in den Kraftfahrzeugen verbauten Deckelvorrichtungen gestiegen. Zur Erhöhung der Anwenderfreundlichkeit liegt der Fokus dabei immer stärker darauf, die verbauten Deckelvorrichtungen automatisch öffnen und/oder schließen zu können, um derart beispielsweise einen Fahrzeuginsassen unmittelbar nach dem Aussteigen aus dem Fahrzeug an einer Tanksäule einen Zugang zu dem Ladekontakt und/oder dem Einfüllstutzen zu ermöglichen. Zuvor musste der Nutzer grundsätzlich nach dem Aussteigen vor Beginn des Tankvorgangs manuell die Deckelvorrichtung öffnen. Dieser Schritt kann mit dem zunehmenden Automatisierungsgrad nunmehr entfallen.
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Im Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von automatisch funktionierenden Deckelvorrichtungen zu finden, wobei diese zumeist zur Bewegung eines Deckelelements über eine aufwendige Mehrgelenkkinematik verfügen. Hierdurch steigt zum einen die Komplexität bei der Herstellung des Kraftfahrzeuges. Zum anderen ist eine derartige Mehrgelenkkinematik unter Umständen wartungs- und reparaturintensiv, was zu einer Erhöhung der Gesamtkosten des Kraftfahrzeugs beiträgt.
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Beispielhafte Deckelvorrichtungen sind durch die Aufzählung des nachstehenden Standes der Technik genannt. Aus der
WO 00/38941 A1 ist ein selbsttätig schließender Tankdeckel bekannt. Aus der
DE 10 2019 100 787 A1 ist eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen einer Tank- und/oder Ladeklappe bekannt. Aus der
DE 10 2019 103 047 B3 ist eine Einrichtung zum Lagern einer Ladeklappe eines Elektrofahrzeugs bekannt. Aus der
DE 10 2016 106 651 A1 sowie der
DE 10 2019 117 316 A1 sind jeweils ein Mechanismus und ein Verfahren zum Betätigen einer Ladeklappe bekannt. Aus der
DE 10 2017 006 157 A1 ist eine Auffindbeleuchtung einer Ladedose durch einen teiltransparenten Lademuldenverschluss bekannt. Aus der
DE 10 2020 115 360 A1 ist eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen einer Tank- und/oder Ladeklappe, ein Tank- und/oder Lademodul und ein Verfahren zur Steuerung der Einrichtung bekannt. Aus der
EP 3 231 972 A1 sind ein Mechanismus und ein Verfahren zum Betätigen einer Ladeklappe bekannt. Aus der
WO 2020/148112 A1 ist eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen einer Tank- und/oder Ladeklappe bekannt. Aus der
DE 100 50 558 A1 ist eine Tankklappe mit einem Antrieb bekannt. Aus der
DE 101 15 153 B4 ist eine Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln einer Tankklappe, welche eine Tankmulde verschließt, bekannt. Aus der
EP 3 424 765 A1 ist eine elektrisch betätigbare Tankklappeneinrichtung für ein Fahrzeug bekannt.
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Ein Nachteil der bekannten Deckelvorrichtungen ist, dass das Deckelelement zumeist noch manuell betätigt werden muss. Bei den bekannten sich automatisch bewegenden Deckelelementen ist die zum Einsatz kommende Mechanik oftmals komplex ausgestaltet, um einen vordefinierten, zumeist kombinierten Bewegungsablauf zu ermöglichen. Hierbei sind viele Einzelbauteile notwendig, die zum einen formatiert werden müssen und zum anderen einen zusätzlichen Wartungsaufwand erfordern, um einen vom Kunden geforderten, automatischen Bewegungsablauf zu ermöglichen. Zudem ist für die bekannten automatisch bewegbaren Deckelvorrichtungen oftmals ein im Verhältnis zu manuell betätigbaren Deckelsystemen erhöhter Bauraumbedarf vorhanden, der jedoch im Kraftfahrzeugbereich nur als knappe Ressource verfügbar ist. Zudem ist bei bekannten automatisch bewegbaren Deckelvorrichtungen eine Einleitungsrichtung der für die Öffnung benötigten Kraft für die jeweilige Position des Deckelelements nicht optimal. Weiterhin verfügen die bekannten Systeme oftmals über eine unzureichende Sicherung gegenüber einem unbefugten Öffnen des Deckelelements oder benötigen zusätzliche Sicherheitseinrichtungen, um einen unbefugten Zugriff zu verhindern.
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Aufgrund der vorgenannten Nachteile und Probleme besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Deckelvorrichtung derart weiterzuentwickeln, dass ein automatisches Öffnen und Schließen mindestens eines Deckelelements ermöglicht ist und insbesondere ein unbefugter Zugriff von außen verhindert oder zumindest erschwert ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Deckelvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer erfindungsgemäßen Deckelvorrichtung nach einem beliebigen Ausführungsbeispiel gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus mindestens zwei in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Es versteht sich, dass die zu der Deckelvorrichtung gemachten Ausführungen sich in äquivalenter Weise auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug beziehen, ohne für dieses nochmals genannt zu werden. Hierbei versteht es sich insbesondere, dass sprachübliche Umformungen und/oder ein sinngemäßes Ersetzen von jeweiligen Begrifflichkeiten im Rahmen der üblichen sprachlichen Praxis, insbesondere das Verwenden von durch die allgemein anerkannte Sprachliteratur gestützten Synonymen, von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt umfasst sind, ohne in ihrer jeweiligen Ausformulierung explizit erwähnt zu werden.
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Erfindungsgemäß ist eine Deckelvorrichtung, insbesondere Tankdeckelvorrichtung und/oder Ladeanschlussdeckelvorrichtung und/oder Ladeschnittstellendeckelvorrichtung vorgeschlagen, umfassend: mindestens ein Deckelelement, eine Antriebswelle, einen Antrieb, der die Antriebswelle antreibt, und mindestens zwei relativ zueinander bewegliche Bewegungsstellglieder. Eines der Bewegungsstellglieder ist drehfest mit dem mindestens einen Deckelelement und beweglich mit der Antriebswelle verbunden. Das andere Bewegungsstellglied ist vorzugsweise bezüglich eines Bauteils einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges drehfest angeordnet. Eines der beiden Bewegungsstellglieder weist eine Kulissenbahn auf. Das andere der beiden Bewegungsstellglieder weist einen Eingriffsabschnitt auf, der in die Kulissenbahn eingreift. Der Antrieb ist dazu eingerichtet, über die Antriebswelle eines der beiden Bewegungsstellglieder anzutreiben, um derart eine Bewegung des Eingriffsabschnitts in der Kulissenbahn zu bewirken. Durch die Bewegung ist das mindestens eine Deckelelement zu einem Bewegungsablauf veranlasst, der durch die Kulissenbahn, insbesondere die Bahnform der Kulissenbahn, definiert ist. In ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch ist die Deckelvorrichtung insbesondere für ein wahlweises Verdecken und/oder Öffnen eines Einfüllstutzens eines Fahrzeugkraftstofftanks und/oder für ein wahlweises Verdecken und/oder Öffnen einer Ladeschnittstelle und/oder eines Ladesteckplatzes und/oder eines Ladeanschlusses eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Vorzugsweise handelt es sich um eine Ladeschnittstelle und/oder einen Ladesteckplatzes und/oder einen Ladeanschluss für das elektrische Laden eines Kraftfahrzeuges mit elektrischer Energie.
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Die Deckelvorrichtung ist in ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch vorzugsweise dazu ausgebildet, an einem Bauteil einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges angeordnet zu sein. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Deckelvorrichtung beispielsweise im Bereich eines Ladeanschlusses und/oder eines Einfüllstutzens des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist. Beispielhaft kann es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Elektrofahrzeug oder um ein hybridelektrisches Fahrzeug handeln, das mindestens einen Batteriespeicher umfasst, der über die Ladeschnittstelle mit elektrischer Energie aufgeladen werden kann. Alternativ kann es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor oder um ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mindestens einem elektrischen Antrieb handeln. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug eine Deckelvorrichtung zum wahlweisen Verdecken eines Ladeanschlusses zum Laden eines elektrischen Energiespeichers und/oder eine Deckelvorrichtung zum wahlweisen Verdecken eines Einfüllstutzens zum Betanken eines Kraftstofftanks umfassen. Besonders bevorzugt verdeckt bzw. verblendet das mindestens eine Deckelelement einen Bereich der Fahrzeugkarosserie, an dem der Ladeanschluss und/oder der Einfüllstutzen vorgesehen ist, nach außen hin. Das mindestens eine Deckelelement fungiert in diesem Fall als Teil einer Außenhaut des Kraftfahrzeuges.
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Die Erfindung betrifft also eine Deckelvorrichtung zum vorzugsweise elektrisch betriebenen Öffnen und Schließen des mindestens einen Deckelelements. Bei dem mindestens ein Deckelelement handelt es sich vorzugsweise um eine Abdeckung oder um eine Kappe zum Verblenden eines Bereiches der Fahrzeugkarosserie. Eine Kulissenführung bzw. das Vorsehen der Kulissenbahn in Zusammenspiel mit dem Eingriffsabschnitt dient vorzugsweise zum Bewegen des mindestens einen Deckelelements gemäß einem vordefinierten Bewegungsprofil bzw. Bewegungsablauf. Der Antrieb ist bevorzugt elektromotorisch ausgebildet, kann jedoch grundsätzlich auch auf anderem Wege realisiert werden.
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Die erfindungsgemäße Deckelvorrichtung hat den Vorteil, dass das Verstellen des mindestens einen Deckelelements lediglich über eine Relativbewegung der beiden Bewegungsstellglieder zueinander erfolgt und somit auf eine komplexe und aufwendig ausgestaltete Antriebsmechanik verzichtet werden kann. Hierdurch kann gegenüber dem Stand der Technik Bauraum eingespart werden und das automatische Antreiben der Deckelvorrichtung auf einfache Art und Weise realisiert werden. Ebenfalls verfügt die erfindungsgemäße Lösung über den Vorteil, dass der Wartungsaufwand aufgrund der verringerten Anzahl an Einzelkomponenten gegenüber dem Stand der Technik begrenzt ist und die Bewegungsmechanik aufgrund ihrer einfachen mechanischen Ausgestaltung zudem eine geringe Fehleranfälligkeit aufweist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das eine Bewegungsstellglied in dem anderen Bewegungsstellglied insbesondere konzentrisch durch den Eingriff des Eingriffsabschnitts in die Kulissenbahn geführt. Dabei fluchtet vorzugsweise eine Längsachse der Antriebswelle mit einer konzentrisch zu dem einen Bewegungsstellglied ausgerichteten Hauptachse des anderen Bewegungsstellgliedes. Mit anderen Worten fällt die Hauptachse mit der Längsachse zusammen. Durch die konzentrische Ausrichtung der beiden Bewegungsstellglieder zueinander ist eine möglichst störungsarme und reibungsfreie Relativbewegung des einen Bewegungsstellgliedes zu dem anderen Bewegungsstellglied möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das eine Bewegungsstellglied relativ zu dem anderen Bewegungsstellglied drehbar in diesem aufgenommen. Besonders bevorzugt ist das eine Bewegungsstellglied nicht nur drehbar bezüglich dem anderen Bewegungsstellglied in diesem aufgenommen, sondern kann relativ zu diesem auch linear bzw. translatorisch hin und her bewegt werden. Durch die insbesondere kombinierte translatorische und rotatorische Beweglichkeit des einen Bewegungsstellgliedes zu dem anderen Bewegungsstellglied kann eine komplexe Bewegung des mindestens einen Deckelelements ermöglicht werden. Beispielsweise kann das mindestens eine Deckelelement ausgehend von einem geschlossenen Zustand, in dem durch das mindestens einen Deckelelement ein Ladeanschluss und/oder ein Einfüllstutzen abgedeckt ist, translatorisch entlang der Längsachse bzw. Antriebsachse bewegt werden, um im Anschluss an diese translatorische Bewegung eine insbesondere kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung auszuführen. Dadurch kann das mindestens eine Deckelelement bevorzugt in einen geöffneten Zustand verbracht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform bildet das eine Bewegungsstellglied eine zylinderförmige Aufnahme für das andere Bewegungsstellglied. Das andere Bewegungsstellglied ist vorzugsweise in der zylinderförmigen Aufnahme drehbar und/oder translatorisch bewegbar aufgenommen. Beispielsweise umfasst das eine Bewegungsstellglied eine insbesondere runde Öffnung, die beispielsweise als eine Sacklochöffnung oder als eine Durchgangsöffnung in dem betreffenden Bewegungsstellglied ausgebildet sein kann. Das andere Bewegungsstellglied umfasst vorzugsweise eine zu dieser zylinderförmigen Aufnahme korrespondierende Formgebung, sodass eine Führung des anderen Bewegungsstellgliedes ermöglicht ist. Es versteht sich, dass für eine störungsfreie Relativbewegung des einen Bewegungsstellgliedes zu dem anderen Bewegungsstellglied vorbestimmte Toleranzmaße, beispielsweise von einigen µm Durchmesserunterschied, einzuhalten sind. Besonders bevorzugt ist das eine Bewegungsstellglied insbesondere im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet. Das andere Bewegungsstellglied ist hingegen bevorzugt zylinderförmig ausgebildet und kann dadurch in dem hülsenförmig ausgebildeten Bewegungsstellglied aufgenommen werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kulissenbahn einen ersten Bahnabschnitt, der parallel zu der Längsachse der Antriebswelle ausgerichtet ist, und einen zweiten Bahnabschnitt, der einen vorzugsweise geschraubten, bevorzugt helixförmigen Verlauf mit einem vorbestimmten Steigungswinkel, betrachtet um die Längsachse herum, aufweist. Der erste Bahnabschnitt geht vorzugsweise stetig in den zweiten Bahnabschnitt über. Besonders bevorzugt ist durch eine Bewegung des Eingriffsabschnitts entlang des ersten Bahnabschnitts das mindestens eine Deckelelement translatorisch entlang der Längsachse bewegbar. Durch eine Bewegung des Eingriffsabschnitts entlang des zweiten Bahnabschnitts ist bevorzugt das mindestens eine Deckelelement translatorisch entlang der Längsachse und rotatorisch um die Längsachse bewegbar. Dabei gleitet das Eingriffselement vorzugsweise in den helixförmigen zweiten Bahnabschnitt, wodurch eine kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung des Bewegungsstellgliedes erzeugt wird. Durch die drehfeste Kopplung des mindestens einen Deckelelements mit dem betreffenden Bewegungsstellglied wird das Deckelelement ebenfalls kombiniert translatorisch und rotatorisch bewegt. Mittels einer derart ausgebildeten Kulissenführung kann das mindestens eine Deckelelement vorzugsweise zunächst orthogonal zu einer Außenoberfläche einer Fahrzeugkarosserie entlang des ersten, insbesondere geraden Bahnabschnitts translatorisch bewegt werden. Eine während dieser translatorischen Bewegung durch den Antrieb verursachte Kraft in Bewegungsrichtung zum Öffnen des mindestens einen Deckelelements wirkt vorzugsweise im Wesentlichen, d. h. ± 10 %, orthogonal zu der Außenoberfläche. Hierdurch wird z. B. bei einer Vereisung oder einem Festhaften des mindestens einen Deckelelements an der umliegenden Fahrzeugkarosserie eine optimale Losbrechkraft aufgebracht, durch die das mindestens eine Deckelelement gelöst werden kann. Bevorzugt wird im Nachgang zu dieser insbesondere rein translatorischen Bewegung durch das Gleiten des Eingriffsabschnitts in dem zweiten Bahnabschnitt eine kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung des mindestens einen Deckelelements eingeleitet, durch die das mindestens eine Deckelelement in einen geöffneten Zustand verstellt werden kann, in dem beispielsweise ein Zugang zu einem Ladeanschluss und/oder einem Einfüllstutzen freigegeben ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kulissenbahn als Nut und/oder als Schlitz und/oder als Vertiefung in einem der beiden Bewegungsstellglieder ausgebildet. Die Kulissenbahn kann beispielsweise in einen Grundkörper eines der beiden Bewegungsstellglieder mittels Fräsen und/oder Lasern eingebracht sein. Für den Fall, dass eines der beiden Bewegungsstellglieder beispielsweise hülsenförmig und/oder rohrförmig ausgebildet ist, kann die Kulissenbahn als Nut und/oder als Schlitz in den hülsenförmigen und/oder rohrförmigen Grundkörper des Bewegungsstellgliedes eingebracht sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Antriebswelle einen Linearachsantrieb und/oder einen Spindelantrieb. Beispielsweise kann die Antriebswelle eine Spindel umfassen, die durch den Antrieb um die Längsachse drehbar ist. Bevorzugt ist in diesem Fall eines der beiden Bewegungsstellglieder als Spindelmutter ausgebildet, die relativ zu der Spindel entlang der Längsachse und/oder um die Längsachse herum bewegbar ist. Die Spindelmutter ist vorzugsweise auf der Spindel beweglich gelagert. Beispielsweise kann die Spindel als Gewindewelle ausgebildet sein, die ein Außengewinde umfasst. Die Spindelmutter kann beispielsweise rohrförmig ausgebildet sein und ein Innengewinde umfassen, das mit dem Außengewinde der Spindelmutter in Eingriff steht. Im Falle eines Linearachsantriebes umfasst die Antriebswelle vorzugsweise eine Linearachse, auf der eines der beiden Bewegungsstellglieder translatorisch bewegbar geführt ist. Die Linearachse kann beispielsweise über eine Gelenksverbindung drehbar gelagert sein, sodass sich der Linearachsantrieb vorzugsweise zumindest abschnittsweise um die Linearachse bzw. Längsachse herum drehen kann. Auf diese Weise kann auch eine Bewegung des Eingriffsabschnitts entlang des schraubenförmigen und/oder helixförmigen Bahnabschnitts der Kulissenbahn umgesetzt werden. Ein besonderer Vorteil einer solchen Kulissensteuerung ist, dass ein komplexer Bewegungsablauf aus translatorischen und/oder rotatorischen Bewegungen durch die Auslegung der Kulissenbahn bzw. durch eine Wahl eines Bahnverlaufes ermöglicht ist und im Vergleich zu anderen Bewegungskinematiken nur ein geringer Bauraumbedarf besteht. Dies ist insbesondere im Fahrzeugbereich von großem Vorteil, da hier Bauraum als knappe Ressource zur Verfügung steht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das drehfest mit dem mindestens einen Deckelelement verbundene Bewegungsstellglied integral an dem mindestens einen Deckelelement ausgebildet. Besonders bevorzugt ist eines der beiden Bewegungsstellglieder also als integraler Bestandteil des Deckelelements ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Deckelelement beispielsweise als Spritzgussbauteil gemeinsam mit dem einen Bewegungsstellglied ausgebildet werden kann und derart ein zusätzlicher Montageschritt entfällt. Bei der Montage der Deckelvorrichtung kann derart das mindestens eine Deckelelement über das Bewegungsstellglied mit dem anderen Bewegungsstellglied verbunden werden und ist insbesondere durch den Eingriffsabschnitt, der in die Kulissenbahn eingreift, unverlierbar mit dem anderen Bewegungsstellglied verbunden. Eine Relativbewegung zwischen den beiden Bewegungsstellgliedern kann unmittelbar auf das mindestens eine Deckelelement übertragen werden, wodurch das Deckelelement geöffnet und/oder geschlossen werden kann.
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Auch andere Anbringungsarten sind vorstellbar. Bevorzugt kann eines der beiden Bewegungsstellglieder an dem mindestens einen Deckelelement angeformt und/oder angeklebt und/oder angeschweißt und/oder angelötet und/oder auf sonstige Weise befestigt sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Antrieb einen Elektromotor und/oder einen Hydraulikantrieb und/oder einen Gasdruckantrieb. Grundsätzlich sind auch andere Antriebsarten vorstellbar. Moderne Elektromotoren sind allerdings aufgrund ihres Verhältnisses zwischen Leistung und Bauraum besonders vorteilhaft, da hohe Motorleistungen und/oder Drehmomente bei geringem Bauraumbedarf zur Verfügung stehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb selbsthemmend ausgebildet. Alternativ oder ergänzend (d. h. und/oder) ist ein Rastmoment des Antriebes veränderbar. Besonders für den Fall, dass der Antrieb einen Elektromotor umfasst, kann dieser vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet sein. Ebenfalls ist es bevorzugt, wenn der Elektromotor derart regelbar ist, dass ein Motorrastmoment einstellbar ist, was beispielsweise durch eine gebrückte Verschaltung und/oder durch einen Wechsel zwischen verschiedenen Motorverschaltungsarten realisierbar ist. Bevorzugt kann durch eine Wahl einer Spindelsteigung im Falle eines Spindelantriebes eine Sicherung gegen ein unbefugtes, insbesondere manuelles Öffnen und/oder Schließen des mindestens einen Deckelelements bereitgestellt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Eingriffsabschnitt einen Pin und/oder einen Dorn und/oder eine Auswölbung und/oder einen Stift, der an einem der beiden Bewegungsstellglieder insbesondere fix befestigt oder integral ausgebildet ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das mindestens eine Deckelelement, insbesondere in einem Randbereich, zumindest abschnittsweise eine Dichtung. Alternativ oder ergänzend ist das mindestens eine Deckelelement insbesondere in dem Randbereich dazu ausgebildet, mit einer Dichtung zu interagieren. Der Randbereich des mindestens einen Deckelelements dient also vorzugsweise als Widerlager für eine an der Fahrzeugkarosserie vorgesehene Dichtung und/oder umfasst selbst eine derartige Dichtung. Auf diese Weise ist es möglich, den durch das mindestens eine Deckelelement verdeckten Ladeanschluss und/oder Einfüllstutzen nach außen hin feuchtigkeitsdicht zu verschließen. Derart ist ein Eindringen von Feuchtigkeit, beispielsweise von Regenwasser und/oder einem sonstigen Fremdkörper verhindert.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf ein Kraftfahrzeug mit einem insbesondere zu einem Kraftstofftank des Kraftfahrzeuges zugehörigen Kraftstoffeinfüllstutzen und/oder mit einer Ladeschnittstelle zum elektrischen Laden des Kraftfahrzeuges und/oder mit einem Ladesteckplatz zum elektrischen Laden des Kraftfahrzeuges sowie mit mindestens einer Deckelvorrichtung nach einem beliebigen Ausführungsbeispiel. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eines der beiden Bewegungsstellglieder drehfest an einem Teil einer Fahrzeugkarosserie angeordnet oder an einem Teil der Fahrzeugkarosserie zumindest teilweise integral ausgebildet. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich vorzugsweise um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, ein Transportfahrzeug, ein Schienenfahrzeug, ein autonom oder teilautonom fahrendes Fahrzeug, ein Personentransportfahrzeug, ein Truppenfahrzeug oder ähnliches handeln.
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Die Deckelvorrichtung nach der Erfindung kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein und für unterschiedliche Zwecke ausgelegt sein.
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Es versteht sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele nicht nur einzeln, sondern auch in beliebiger Kombination miteinander ausbildbar sind, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ebenfalls versteht es sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele sich in äquivalenter oder zumindest ähnlicher Art und Weise auf sämtliche Ausführungen der Erfindung beziehen, ohne jeweils separat genannt zu werden.
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Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Deckelvorrichtung im geöffneten Zustand;
- 2 ein Ausführungsbeispiel der Deckelvorrichtung im geschlossenen Zustand;
- 3 ein Ausführungsbeispiel der Deckelvorrichtung in einer Rückansicht;
- 4 eine Detailansicht der gezeigten Deckelvorrichtung;
- 5 eine Schnittansicht der in 4 gezeigten Detailansicht.
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In 1 ist ein Ausschnitt eines Kraftfahrzeuges 100, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie 102, mit einer erfindungsgemäßen Deckelvorrichtung 10 dargestellt. Bei der gezeigten Deckelvorrichtung 10 handelt es sich vorzugsweise um eine Tankdeckelvorrichtung.
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Die Deckelvorrichtung 10 umfasst mindestens ein Deckelelement 12, eine Antriebswelle 14 sowie einen Antrieb 16. Der Antrieb 16 ist vorliegend mit der Antriebswelle 14 derart gekoppelt, dass er diese antreibt. Bei dem Antrieb 16 handelt es sich vorliegend um einen Elektromotor (siehe 3). Die Antriebswelle 14 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Spindelantrieb bzw. Antriebsspindel ausgebildet (siehe 3 und 5). Die Antriebswelle 14 bzw. der Spindelantrieb weist vorliegend ein Außengewinde 15, insbesondere mit einem vordefinierten Steigungswinkel der Gewindegänge auf (siehe 5).
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Das Deckelelement 12 bildet vorliegend einen Teil einer Außenhaut der Fahrzeugkarosserie 102 und verschließt dabei vorzugsweise im geschlossenen Zustand eine Vertiefung in der Fahrzeugkarosserie 102, in der ein Ladeanschluss 104 zum elektrischen Laden des Kraftfahrzeuges 100 über Ladebuchsen 106 angeordnet ist. Das Deckelelement 12 schließt vorzugsweise im geschlossenen Zustand flächenbündig mit der Außenhaut der Fahrzeugkarosserie 102 ab (siehe 2). Besonders bevorzugt ist in einem Randbereich des Deckelelements 12 eine Dichtung 18 vorgesehen, durch die der Ladeanschluss 104 über das Schließen des Deckelelements 12 gegenüber einer Außenumgebung des Kraftfahrzeuges 100 feuchtigkeitsdicht ist. Dabei liegt die Dichtung 18 beispielsweise an einem Gegendichtungsabschnitt (nicht gezeigt) an, der an der Fahrzeugkarosserie 102 vorgesehen ist. Alternativ oder ergänzend kann die Dichtung 18 an einem Abschnitt der Fahrzeugkarosserie 102, insbesondere in einem Randbereich um die Vertiefung herum vorgesehen sein und interagiert vorzugsweise im geschlossenen Zustand des Deckelelements 12 zumindest mit dessen Randbereich, um ein feuchtigkeitsdichtes Verschließen der Vertiefung bzw. des Ladeanschlusses 104 zu ermöglichen.
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Wie aus 3 hervorgeht, ist der Antrieb 16 vorzugsweise über eine Trägerstruktur 20 und/oder einen Haltebügel und/oder eine sonstige Aufhängung an der Fahrzeugkarosserie 102 gehalten. Als Haltefläche bietet sich dabei beispielsweise auch ein innenliegendes Gehäuse 21 des Ladeanschlusses 104 an, durch welches bevorzugt eine Montageplattform zur Montage der Trägerstruktur 20 bereitgestellt ist. Die Befestigung der Trägerstruktur 20 an der Fahrzeugkarosserie 102 erfolgt beispielsweise über Schrauben, kann jedoch auch über eine sonstige Befestigungsart erfolgen.
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Durch den Antrieb 16 bzw. durch eine geeignete Ansteuerung des Antriebes 16 durch eine nicht näher gezeigte Motorsteuerung kann das mindestens eine Deckelelement 12 zumindest zwischen dem geschlossenen Zustand (siehe 2) und dem geöffneten Zustand (siehe 1) insbesondere automatisch hin und her bewegt werden, sodass kein manuelles Öffnen und/oder Schließen des Deckelelements 12 mehr nötig ist. In dem geöffneten Zustand des mindestens einen Deckelelements ist ein Zugang zu dem Ladeanschluss 104 bzw. zu den Ladebuchsen 106 für einen Fahrzeuginsassen und/oder einen Tankwart freigegeben.
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Zum Realisieren des automatisierten Bewegungsablaufes ist erfindungsgemäß eine Kombination aus einer translatorischen und einer rotatorischen Bewegung des mindestens einen Deckelelements 12 eingesetzt. Hierzu umfasst die Deckelvorrichtung 10 mindestens zwei relativ zueinander bewegliche Bewegungsstellglieder 22, 24. Eines der Bewegungsstellglieder 22 ist drehfest mit dem mindestens einen Deckelelement 12 und beweglich mit der Antriebswelle 14 verbunden. Das andere Bewegungsstellglied 24 ist drehfest an der Fahrzeugkarosserie 102 oder einem Bauteil, das an der Fahrzeugkarosserie 102 drehfest angeordnet ist, befestigt bzw. angeordnet. Das Bewegungsstellglied 24 kann sich also relativ zu der Fahrzeugkarosserie 102 nicht bewegen. Gemäß 3 ist das Bewegungsstellglied 24 beispielsweise als integraler Bestandteil des innenliegenden Gehäuses 21 des Ladeanschlusses 104 ausgebildet. Das Bewegungsstellglied 22 ist vorzugsweise integral an dem mindestens einen Deckelelement 12 ausgebildet.
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Das Bewegungsstellglied 24 weist vorliegend eine Kulissenbahn 26 auf, die als Nut und/oder als Schlitz in einem hülsenförmigen und/oder rohrförmigen Grundkörper des Bewegungsstellgliedes 24 vorgesehen ist (siehe insbesondere 4). Das Bewegungsstellglied 22 umfasst einen Eingriffsabschnitt 28, der vorliegend integral an einem Grundkörper des Bewegungsstellgliedes 22 ausgebildet ist. Der Eingriffsabschnitt 28 greift in die Kulissenbahn 26 ein, um derart insbesondere eine Bewegung des Bewegungsstellgliedes 24 auf der Antriebswelle 14 in einen durch eine Form der Kulissenbahn 26 vorgegebenen Bewegungsablauf zu übersetzen. Der Eingriffsabschnitt 28 ist vorliegend als Pin an dem Bewegungsstellglied 22 ausgebildet. Der Eingriffsabschnitt 28 ragt vorzugsweise gegenüber einem Außenumfang des Bewegungsstellgliedes 22 hervor.
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Das Bewegungsstellglied 22 ist vorliegend als Spindelmutter ausgebildet und umfasst eine zylinderförmige Außenform (siehe 4) sowie ein konzentrisch zu einer Längsachse 30 verlaufendes Innengewinde 32 (siehe 5).
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Der Antrieb 16 ist dazu eingerichtet, über die Antriebswelle 14 bzw. die Antriebsspindel das Bewegungsstellglied 22 anzutreiben, um derart eine Bewegung des Eingriffsabschnitts 28 in der Kulissenbahn 26 zu bewirken, wobei durch die Bewegung das mindestens eine Deckelelement 12 zu einem Bewegungsablauf veranlasst ist, der durch die Kulissenbahn 26 definiert ist.
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Die Kulissenbahn 26 umfasst einen ersten Bahnabschnitt 34, der parallel zu der Längsachse 30 der Antriebswelle 14 ausgerichtet ist (siehe 3 bis 5) und einen zweiten Bahnabschnitt 36, der einen geschraubten und/oder helixförmigen Verlauf mit einem vorbestimmten Steigungswinkel um die Längsachse 30 herum aufweist, wobei der erste Bahnabschnitt 34 vorzugsweise stetig in den zweiten Bahnabschnitt 36 übergeht.
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Durch eine Bewegung des Eingriffsabschnitts 28 entlang des ersten Bahnabschnitts 34 ist das mindestens eine Deckelelement 12 translatorisch entlang der Längsachse 30 bewegbar. Durch eine Bewegung des Eingriffsabschnitts 28 entlang des zweiten Bahnabschnitts 36 ist das mindestens eine Deckelelement 12 translatorisch entlang der Längsachse 30 und rotatorisch um die Längsachse 30 bewegbar. Durch das stetige Ineinanderübergehen der beiden Bahnabschnitte 34, 36 kann ein komplexer Bewegungsablauf bereitgestellt werden, bei dem im Falle einer Öffnungsbewegung des mindestens einen Deckelelements 12 eine zunächst translatorische Bewegung in eine nachfolgend translatorisch-rotatorische Bewegung übergeht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Deckelvorrichtung
- 12
- Deckelelement
- 14
- Antriebswelle
- 15
- Außengewinde
- 16
- Antrieb
- 18
- Dichtung
- 20
- Trägerstruktur
- 21
- Gehäuse
- 22
- Bewegungsstellglied
- 24
- Bewegungsstellglied
- 26
- Kulissenbahn
- 28
- Eingriffsabschnitt
- 30
- Längsachse
- 32
- Innengewinde
- 34
- erster Bahnabschnitt
- 36
- zweiter Bahnabschnitt
- 100
- Kraftfahrzeug
- 102
- Fahrzeugkarosserie
- 104
- Ladeanschluss
- 106
- Ladebuchsen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 0038941 A1 [0005]
- DE 102019100787 A1 [0005]
- DE 102019103047 B3 [0005]
- DE 102016106651 A1 [0005]
- DE 102019117316 A1 [0005]
- DE 102017006157 A1 [0005]
- DE 102020115360 A1 [0005]
- EP 3231972 A1 [0005]
- WO 2020148112 A1 [0005]
- DE 10050558 A1 [0005]
- DE 10115153 B4 [0005]
- EP 3424765 A1 [0005]
