DE102023209543A1

DE102023209543A1 - Verschlusssystem für Fahrzeug-Ladeöffnungen oder Kraftstoffeinfüllöffnungen mit Stellantrieb und integriertem Schloss

Info

Publication number: DE102023209543A1
Application number: DE102023209543.2A
Authority: DE
Inventors: Jean-Dominique Cretin
Original assignee: Magna Mirrors Holding GmbH
Current assignee: Magna Mirrors Holding GmbH
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2023-09-28
Publication date: 2024-04-04
Also published as: US20240109409A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verschlusssystem (14) für eine Klappe (16) eines Ladeanschlusses (12), wobei das Verschlusssystem (14) eine Klappe (16) umfasst, die an einem Fahrzeug (10) angeordnet ist, wobei die Klappe (16) zwischen einer geschlossenen Position, in der die Klappe (16) einen Ladeanschluss des Fahrzeugs (10) verdeckt, und einer geöffneten Position, in der die Klappe (16) von dem Fahrzeug (10) wegbewegt wird beweglich ist; einen Antriebsaktuator (32), der mit der Klappe (16) gekoppelt und elektrisch betätigbar ist, um die Klappe (16) zwischen den Positionen zu bewegen; wobei, wenn sich die Klappe (16) in der geschlossenen Position befindet, eine Arretierungsschnittstelle des Verschlusssystems (14) in Eingriff ist, um zu verhindern, dass die Klappe (16) manuell aus der geschlossenen Position bewegt wird; und wobei mittels Antriebsaktuator (32) die Arretierungsschnittstelle außer Eingriff gebracht wird, und die Klappe (16) in die geöffnete Position bewegt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verschlusssystem für Fahrzeug-Ladeöffnungen oder Kraftstoffeinfüllöffnungen mit Stellantrieb und integriertem Schloss
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, einen Kraftstoffanschluss eines Fahrzeugs oder einen Ladeanschluss eines Elektrofahrzeugs mit einer Klappe oder Tür abzudecken oder zu verdecken, die relativ zum Anschluss zwischen einer geschlossenen Position, in der die Klappe über dem Anschluss angeordnet ist, um den Anschluss abzudecken und zu verdecken, und einer geöffneten Position, in der die Klappe vom Anschluss weggeschwenkt wird, um den Anschluss zur Aufnahme einer Kraftstoffquelle oder eines elektrischen Anschlusses einer Ladestation freizulegen, schwenkbar ist. Die Klappe befindet sich in der Regel an der Seite des Fahrzeugs und ist manuell zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position schwenkbar. Üblicherweise wird die Klappe über die Zentralverriegelung des Fahrzeugs zum Ver- und Entriegeln der Fahrzeugtüren verriegelt (d. h. die Klappe kann nicht von der geschlossenen in die geöffnete Position geschwenkt werden) und entriegelt (d. h. die Klappe ist manuell schwenkbar). Diese aus dem Stand der Technik manuell schwenkbare Klappe ist in den 1 und 1a abgebildet.
Weiterhin sind bei Elektrofahrzeugen Verschlusssysteme für Ladeöffnungen bekannt, die zusätzlich zu einem ersten Aktuator, der eine Verriegelungsfunktion hat, einen zweiten Aktuator aufweisen. Dieser zweite Aktuator ist an der Ladeklappe angeordnet und hat die Funktion des unterstützten Öffnen und Schließen der Ladeklappe. Zu den Nachteilen von zwei Betätigungselementen (Verriegelungsaktuator und Bewegungsaktuator) gehören jedoch Kostenprobleme (z. B. Stücklistenkosten, Montage und Wartung). Des Weiteren kann der durch den Verriegelungsaktuator erzeugte Vorsprung bei der Montage des Verschlusssystems am Fahrzeug zu Problemen führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verschlusssystem für Fahrzeug-Ladeöffnungen oder Kraftstoffeinfüllöffnungen mit Stellantrieb und integriertem Schloss derart weiterzubilden, dass es kostengünstig herstellbar und einfach in der Montage und Wartung ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verschlusssystem für Fahrzeug-Ladeöffnungen oder Kraftstoffeinfüllöffnungen mit Stellantrieb und integriertem Schloss mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Verschlusssystem für eine Klappe eines Lade- oder Kraftstoffanschlusses eines Fahrzeugs umfasst eine Klappe und einen Verstellmechanismus. Die Klappe ist an einem mit dem Fahrzeugverschlusssystem ausgestatteten Fahrzeug angeordnet und zwischen (i) einer geschlossenen Position, in der die Klappe einen Lade- oder Kraftstoffanschluss des Fahrzeugs verdeckt, und (ii) einer geöffneten Position, in der die Klappe vom Fahrzeug wegbewegt wird, um den Zugang zu dem Lade- oder Kraftstoffanschluss zu ermöglichen, beweglich. Der Verstellmechanismus ist mit der Klappe gekoppelt und elektrisch betätigbar, um die Klappe zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position zu bewegen. Wenn sich die Klappe in der geschlossenen Position befindet, ist eine Rastschnittstelle des Verschlusssystems in Eingriff, um zu verhindern, dass die Klappe manuell aus der geschlossenen Position bewegt wird. Wenn sich die Klappe in der geschlossenen Position befindet, kann der Verstellmechanismus elektrisch betätigt werden, um die Arretierungsschnittstelle außer Eingriff zu bringen und so eine Bewegung der Klappe aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position zu ermöglichen. Wenn die Arretierungsschnittstelle außer Eingriff gebracht wurde, kann der Verstellmechanismus weiter elektrisch betätigt werden, um die Klappe in die geöffnete Position zu bewegen.
Die Arretierungsschnittstelle wird vorteilhafterweise zwischen einem verlagerbar angeordnetem Riegel und der Hauptwelle gebildet.
Erfindungsgemäß ist zwischen der Antriebswelle und der Hauptwelle eine Kupplung vorgesehen. Die Kupplung ist derart ausgeführt, dass bei einer Antriebsbewegung der Antriebswelle zur Verstellung der Klappe von der geschlossenen Stellung in die geöffnete Stellung die Antriebswelle sich mit einem Winkel der ein Verdrehspiel darstellt in Bezug auf die Hauptwelle verdreht und erst nach dem Verdrehspiel eine drehfeste Verbindung zur Kopplung der Antriebswelle an die Hauptwelle erfolgt. Vorteilhafterweise kann bis zur Kopplung der Antriebswelle an die Hauptwelle der Rasteingriff zwischen Riegel und Hauptwelle gelöst werden.
Durch das erfindungsgemäße Verschlusssystem wird, ohne dass zuvor eine Verriegelungseingabe durch einen Benutzer erforderlich ist, erreicht, dass wenn sich die Klappe in der geschlossenen Stellung befindet, die Klappe automatisch verriegelt ist und nicht von Hand aus der geschlossenen Stellung bewegt werden kann. Die Klappe kann ausgehend von der geschlossenen verriegelten Stellung nur durch Betätigung des automatischen Verriegelungsaktuators aus der geschlossenen Stellung bewegt werden.
Für die Funktionen automatisches Verriegeln sowohl in der geschlossenen Position der Klappe als auch in der verschwenkten geöffneten Position und der entsprechenden Stellbewegung wird vorteilhafterweise nur ein Aktuator benötigt.
Separate Aktuatoren für die Verstellbewegung und die Verriegelung des Verschlusssystems sind nicht erforderlich. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Hauptwelle automatisch verriegelt, wenn die Klappe geschlossen ist. Eine Verriegelung zwischen Riegel und Antriebswelle verriegelt die Hauptwelle und den Gelenkarm in ihrer Position. Zu den Vorteilen des Verschlusssystems mit nur einem Stellantrieb gehören eine Kostenverbesserung und ein besseres Angebot für den Kunden, z. B. Einsparungen bei den Stücklistenkosten, der Montage und der Wartung. Außerdem gibt es weniger Montageprobleme bei der Montage am Fahrzeug.
Vorteilhafterweis können die Ladeanschlüsse über jedes geeignete Mittel beleuchtet werden.
Das Fahrzeug kann verschiedene Indikatoren enthalten, um den Ladezustand des Fahrzeugs anzuzeigen.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem manuellen Verschlusssystem mit einem Verriegelungsaktuator für eine Kraftstoffanschluss-Klappe des Fahrzeugs nach dem Stand der Technik;
1A ist eine Explosionsdarstellung des Verschlusssystems von 1;
2 und 3 sind perspektivische Ansichten eines Verschlusssystems mit einem Verriegelungsaktuator und einem separaten Stellantrieb nach dem Stand der Technik;
4 und 5 sind perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Verschlusssystems mit automatisch verriegelndem Stellantrieb für elektrische Betätigung;
6 und 7 sind Seitenansichten des Verschlusssystems von 4 und 5, die die Bewegung der Tankdeckelplatte zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position zeigen;
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Riegels und einer Hauptwelle des Verschlusssystems der 4 und 5;
8A ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A in 8;
9A-11C sind perspektivische Ansichten des Verschlusssystems, während sich die Klappe des Kraftstoffanschlusses von der geschlossenen in die geöffnete Position bewegt;
12A-14B sind perspektivische Ansichten des Verschlusssystems, wenn die Klappe des Kraftstoffanschlusses in die geöffnete Position bewegt wird; und
15 ist eine perspektivische Ansicht des Verschlusssystems.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die darin dargestellten Ausführungsbeispiele umfasst ein Fahrzeug 10 einen Kraftstoffeinfüllstutzen bzw. eine Öffnung 12, die so konfiguriert ist, dass sie eine Zapfpistole aufnimmt, die Kraftstoff (z. B. Benzin) über den Kraftstoffeinfüllstutzen 12 an einen Kraftstofftank des Fahrzeugs liefert, um ein Antriebssystem des Fahrzeugs 10 anzutreiben. Optional kann das Fahrzeug 10 ein Elektrofahrzeug mit einem Ladeanschluss 12 sein, der zur Aufnahme eines Ladesteckers konfiguriert ist, der Elektrizität zum Aufladen eines Batteriesystems des Fahrzeugs 10 liefert. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Verschlusssystem 14 mit einer Klappe 16, die über dem Kraftstoff- oder Ladeanschluss 12 angeordnet ist, um beispielsweise die Öffnung 12 zu verbergen und zu verhindern, dass Verunreinigungen wie Feuchtigkeit oder Schmutz in die Öffnung gelangen. Die Klappe 16 ist schwenkbar an der Öffnung 12 angeordnet und kann zwischen einer geschlossenen Position, in der die Klappe 16 über der Öffnung 12 angeordnet ist, und einer geöffneten Position bewegt werden, in der die Klappe 16 vom Fahrzeug und der Öffnung 12 wegbewegt wird, um Zugang zur Öffnung 12 zu ermöglichen.
Wie in 1 dargestellt, ist die Öffnung 12 entlang einer Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet, und wenn sich die Klappe 16 in der geschlossenen Stellung befindet, ist die Außenfläche der Klappe 16 im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche des Fahrzeugs 10 an der Öffnung 12 angeordnet. Im gezeigten Beispiel eines Verschlusssystems VS1 nach dem Stand der Technik gemäß der 1 ist die Klappe 16 schwenkbar an einer karosseriefesten Halterung 18 über einen Gelenkarm 20 befestigt, der relativ zur Halterung 18 schwenkt, beispielsweise über ein Scharnier, das den Gelenkarm 20 mit der Halterung 18 verbindet, um die Klappe 16 zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position zu bewegen. Der Gelenkarm 20 schwenkt um eine Drehachse, um die Klappe 16 in jeder geeigneten Richtung zur Öffnung hin und von ihr weg sowie zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position zu bewegen. Beispielsweise kann der Gelenkarm 20 um eine vertikale Schwenkachse schwenken, um die Klappe 16 von der Seite des Fahrzeugs nach außen zu bewegen, oder um eine horizontale Schwenkachse, um die Klappe 16 von der Seite des Fahrzeugs nach oben oder unten zu bewegen.
Der Gelenkarm 20 umfasst ein Verriegelungselement 20a, das in einen Teil der Halterung 18 eingreift, wenn sich die Klappe in der geschlossenen Position befindet, um die Klappe 16 in der geschlossenen Position zu sichern, um beispielsweise zu verhindern, dass sich die Klappe während der Fahrt unbeabsichtigt öffnet. Das Verriegelungselement 20a ist mit einem Verriegelungsaktuator 24 verbunden oder gekoppelt oder umfasst einen Teil davon, der betätigt werden kann, um die Klappe 16 in der geschlossenen Position zu verriegeln (d. h., die Klappe kann nicht manuell aus der geöffneten Position bewegt werden), und der elektrisch betätigt werden kann, um das Verriegelungselement 20a zu lösen oder zu entriegeln, so dass die Klappe 16 manuell in die geöffnete Position bewegt werden kann. Beispielsweise kann der Verriegelungsaktuator 24 die Klappe 16 in der geschlossenen Stellung verriegeln, wenn die Fahrzeugtüren verriegelt sind, und der Verriegelungsaktuator 24 kann die Klappe 16 entriegeln oder freigeben, wenn die Fahrzeugtüren entriegelt sind. Wenn die Fahrzeugtüren entriegelt sind und sich die Klappe 16 in der geschlossenen Position befindet, kann das Verriegelungselement 20a lösbar in einen Teil der Halterung 18 eingreifen, um die Klappe 16 in der geschlossenen Position zu sichern und manuell in die geöffnete Position zu bewegen. Der Verriegelungsaktuator 24 kann jede geeignete Befestigungsvorrichtung umfassen, wie z. B. einen mechanischen Verriegelungsmechanismus, der in das Verriegelungselement 20a eingreift, oder einen elektromagnetischen Verriegelungsmechanismus, der elektrisch betätigt werden kann, um das Verriegelungselement 20a magnetisch zu halten und zu lösen.
Ein Vorspannelement, z. B. ein Federelement 22, ist am Verschlusssystem VS1 angeordnet und spannt die Klappe 16 aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position vor, so dass, wenn der Verriegelungsaktuator 24 die Klappe 16 freigibt oder entriegelt, die Vorspannkraft des Federelements 22 die Klappe 16 aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position bewegt, so dass die Klappe 16 von einem Benutzer ergriffen und manuell in die geöffnete Position bewegt werden kann. Wenn die Klappe 16 aus der geöffneten Position in die geschlossene Position bewegt wird, greift das Rastelement 20a wieder in den Teil der Halterung 18 ein, um die Klappe 16 in der geschlossenen Position zu sichern. Somit bietet das Verschlusssystem VS1 eine manuell bewegliche Klappe 16, die über den Verriegelungsaktuator 24 in der geschlossenen Position verriegelt werden kann, und als Reaktion auf ein Entriegelungssignal oder eine Eingabe (wie ein Entriegelungssignal vom Schlüsselanhänger eines Benutzers zum Entriegeln der Fahrzeugtüren) gibt der Verriegelungsaktuator 24 die Klappe 16 frei, damit sie manuell zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position bewegt werden kann.
Mit anderen Worten: An der Tankklappe befindet sich ein Verriegelungsaktuator. Die Tankklappe bleibt entriegelt, bis das Fahrzeug mit der Taste des Funkschlüssels zum Verriegeln der Fahrzeugtüren verriegelt wird. Die Entriegelung der Tankklappe erfolgt mit dem Knopf des Funkschlüssels zur Entriegelung der Fahrzeugtüren. Der Verriegelungsaktuator 24 schützt vor unbefugtem Zugriff auf den Kraftstoffanschluss und den Kraftstoff im Tank des Fahrzeugs.
Die 2 und 3 zeigen ein weiteres aus dem Stand der Technik bekanntes Verschlusssystem VS2, wobei das Verschlusssystem VS2 einen Verriegelungsaktuator 24 zum Verriegeln und Freigeben der Klappe 16 und einen Antriebsaktuator 26 zum Bewegen der Klappe 16 zwischen der geschlossenen und der geöffneten Stellung. Der Verriegelungsaktuator 24 und der Antriebsaktuator 26 sind separat mit der Klappe 16 verbunden. Der Antriebsaktuator 26 ist mit dem Gelenkarm 20 gekoppelt und umfasst einen Motor, der elektrisch betrieben werden kann, um den Gelenkarm 20 um die Schwenkachse zu schwenken, um die Klappe 16 zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position zu bewegen. Im gezeigten Beispiel ist ein Drehzapfen oder eine Welle 28 durch den Antriebsaktuator 26 schwenkbar und fest mit dem Gelenkarm 20 verbunden. Wenn der Antriebsaktuator 26 elektrisch betätigt wird, um die Klappe 16 zu bewegen, dreht der Antriebsaktuator 26 die Welle 28, die wiederum die Klappe 16 bewegt. Der Antriebsaktuator 26 treibt eine Antriebswelle 30 an, die ihrerseits die Welle 28 in Drehung versetzt. Der Antriebsaktuator 26 kann auf eine Benutzereingabe reagieren, z. B. vom Benutzerschlüsselanhänger oder von einer vom Benutzer betätigbaren Eingabe in der Fahrzeugkabine. Der Antriebsaktuator 26 ist in der Einbausituation an einem Elektrofahrzeug installiert, um die Klappe 16 vom Ladeanschluss 12 wegzubewegen und die Positionierung des Ladeanschlusses 12 relativ zur Seite des Fahrzeugs auf eine besser zugängliche Position einzustellen.
Die 4 und 5 zeigen in einem Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße Verschlusssystem 14. Ein nur als Ausschnitt dargestelltes Fahrzeug 10 umfasst einen Kraftstoffeinfüllstutzen bzw. eine Öffnung 12, die so konfiguriert ist, dass sie eine Zapfpistole aufnimmt, die Kraftstoff (z. B. Benzin) über einen Kraftstoffeinfüllstutzen an einen Kraftstofftank des Fahrzeugs liefert, um ein Antriebssystem des Fahrzeugs 10 anzutreiben. Optional kann das Fahrzeug 10 ein Elektrofahrzeug mit einem Ladeanschluss sein, der zur Aufnahme eines Ladesteckers konfiguriert ist, der Elektrizität zum Aufladen eines Batteriesystems des Fahrzeugs 10 liefert. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Verschlusssystem 14 mit einer Klappe 16, die als Abdeckung über dem Kraftstoff- oder Ladeanschluss angeordnet ist, um beispielsweise die Öffnung 12 bzw. den Ladeanschluss zu verbergen und zu verhindern, dass Verunreinigungen wie Feuchtigkeit oder Schmutz in die Öffnung/Ladeanschluss gelangen. Die Klappe 16 ist über einen Gelenkarm 20 schwenkbar an einem Basisabschnitt des Fahrzeugs 10 im Bereich der Öffnung/Ladeanschluss angeordnet und kann zwischen einer geschlossenen Position, in der die Klappe 16 über der Öffnung (4) angeordnet ist und diese verschließt, und einer geöffneten Position (7) bewegt werden, in der die Klappe 16 vom Fahrzeug 10 und der Öffnung 12 wegbewegt wird, um Zugang zur Öffnung 12 zu ermöglichen. Die Verschwenkbewegung ist durch den Doppelpfeil in der 7 angezeigt.
Die Öffnung 12 ist üblicherweise entlang einer Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet, und wenn sich die Klappe 16 in der geschlossenen Stellung befindet, ist die Außenfläche der Klappe 16 im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche des Fahrzeugs 10. Die Öffnung/Ladeanschluss und das Verschlusssystem 14 können an jeder geeigneten Stelle an der Außenseite des Fahrzeugs 10 angeordnet sein. So kann die Öffnung 12 beispielsweise am vorderen oder hinteren Kotflügel oder Stoßfänger des Fahrzeugs 10 angeordnet sein. Optional kann die Öffnung 12 hinter einem äußeren Merkmal des Fahrzeugs 10 verborgen sein, wie z. B. einem Herstelleremblem, einem Teil eines Scheinwerfers oder Rücklichts, einer Nummernschildhalterung oder ähnlichem, wobei das Verschlusssystem 14 die Bewegung des äußeren Merkmals zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position ermöglicht. In der 4 ist der Einfachheit halber nur ein Ausschnitt aus der Außenhaut des Fahrzeugs 10 gezeigt.
Das automatisch verriegelnde Verschlusssystem 14 umfasst einen Antriebsaktuator 32, der die Klappe 16 zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position bewegen kann. Wenn sich die Klappe 16 in der geschlossenen Position befindet, verriegelt oder sichert das Verschlusssystem 14 die Klappe 16 automatisch in der geschlossenen Position. Wenn sich die Klappe 16 also in der geschlossenen Stellung befindet, verhindert das Verschlusssystem 14, dass die Klappe 16 von Hand aus der geschlossenen Stellung bewegt werden kann, ohne dass zuvor eine Verriegelungseingabe durch einen Benutzer erforderlich ist. Die Klappe 16 kann nur durch Betätigung des Antriebsaktuators 32 aus der geschlossenen Stellung bewegt werden. Der Antriebsaktuator 32 kann den Gelenkarm 20 schwenken, um die Klappe 16 relativ zur Öffnung 12 und zum Fahrzeug 10 zu bewegen, hierfür treibt der Antriebsaktuator 32 die Antriebswelle 30 an, um die Hauptwelle 28 zu drehen und den Gelenkarm 20 zu schwenken.
Wie in den 8-10C gezeigt, sind eine oder mehrere Ausnehmungen 36a, 36b entlang einer Außenkante oder Oberfläche der Hauptwelle 28 ausgebildet, und das Verschlusssystem 14 umfasst einen Riegel 34, der in die Arretierung 36a eingreift, wenn sich die Klappe 16 in der geschlossenen Position befindet (6), um die Klappe 16 in der geschlossenen Position zu verriegeln. In der geöffneten Position der Klappe 16 ( 7) greift der Riegel 34 mit einer Rastnase in die Arretierung 36b ein, um die Klappe in der geöffneten Position zu verriegeln. Mit anderen Worten: Der Riegel 34 ist verschwenkbar gelagert und relativ zum Gelenkarm 20 und zur Hauptwelle 28 produktfest fixiert. Wenn die Hauptwelle 28 und die Klappe 16 aus der geöffneten Position (7) in die geschlossene Position schwenken, bewegt sich die Arretierung 36a der Hauptwelle 28 und gelangt in Eingriff mit dem Riegel 34 bzw. die Rastnase des Riegels 34 greift rastend in die Arretierung 36a ein (6). Wenn der Riegel 34 mit der Arretierung 36a in Eingriff steht, sind die Hauptwelle 28 und die Klappe 16 daran gehindert oder eingeschränkt, sich aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position zu bewegen, bis der Riegel 34 aus dem Eingriff mit der Arretierung 36a bewegt wird. Der Riegel 34 kann in Eingriff mit der Hauptwelle 28 vorgespannt werden, so dass, wenn sich die Hauptwelle 28 relativ zum Riegel 34 dreht und die Arretierung 36a mit dem Riegel 34 fluchtet, der Riegel 34 in die Arretierung 36a eingreift, um die Klappe 16 zu verriegeln. Wie weiter unten beschrieben, wird der Riegel 34 aus dem Eingriff mit der Arretierung 36a bewegt, um den vollen Bewegungsbereich der Klappe 16 zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position zu ermöglichen (z. B. 7), wenn der Antriebsaktuator 32 elektrisch betätigt wird, um die Klappe 16 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position zu schwenken.
In den 9A-11C ist das automatische Verschlusssystem 14 dargestellt, wie es von der geschlossenen Stellung, in der der Riegel 34 mit der Arretierung 36a der Hauptwelle 28 in Eingriff steht, um die Klappe 16 in der geschlossenen Stellung zu verriegeln (9A, 10A und 11A), in eine Zwischenstellung, in der der Riegel 34 aus dem Eingriff mit der Arretierung 36a bewegt wurde, und in Richtung der geöffneten Stellung bewegt wird. 9A, 10A und 11A) in eine Zwischenstellung, in der der Riegel 34 außer Eingriff mit der Arretierung 36a gebracht wurde (9B, 10B und 11B), und in die geöffnete Stellung, in der die Hauptwelle 28 frei ist, um sich relativ zum Riegel 34 zu drehen (9C, 10C und 11 C). Wenn sich die Klappe 16 in der geschlossenen Position befindet und der Antriebsaktuator 32 elektrisch betätigt wird, um die Klappe 16 zu schwenken, treibt der Antriebsaktuator 32 die Antriebswelle 30 an, um die Hauptwelle 28 in Drehung zu versetzen. Der Antriebsaktuator 32 treibt die Antriebswelle 30 über einen Eingriff mit einem Kupplungsbereich 31 an der Antriebswelle 30 an.
Der Kupplungsbereich bzw. die drehfeste Kopplung der Antriebswelle 30 mit der Hauptwelle 28 ist so konfiguriert, dass diese erst nach einem Verdrehwinkel für die Drehung der Antriebswelle 30 relativ zur Hauptwelle 28 erreicht wird, wenn der Antriebsaktuator 32 anfänglich betätigt wird, um die Klappe 16 aus der geschlossenen Position zu bewegen. Beispielsweise kann sich die Antriebswelle 30 anfangs um weniger als 5 Grad, weniger als 10 Grad, weniger als 12 Grad, weniger als 15 Grad oder einen anderen geeigneten Schwellenwert (Verdrehspiel) drehen, ohne eine Drehbewegung der Hauptwelle 28 oder der Klappe 16 zu bewirken. Nach diesem vorgenannten Verdrehwinkel von vorzugsweise 12 Grad bewirkt eine weitere Drehbewegung der Antriebswelle 30 über ein Verdrehspiel hinaus, dass die Antriebswelle 30 und die Hauptwelle 28 zusammen und im Tandem miteinander verdreht werden.
Wenn sich die Klappe 16 in der geschlossenen Position befindet (9A), dreht der Antriebsaktuator 32 in einer ersten Betriebsstufe die Antriebswelle 30 um einen Verdrehwinkel 30a (z. B. 12 Grad) relativ zur Hauptwelle 28. Im dargestellten Beispiel umfasst die Antriebswelle 30 radiale Vorsprünge oder Zähne 38, die sich von der Antriebswelle 30 aus erstrecken und in entsprechende Nuten 40 an der Hauptwelle 28 oder dem Gelenkarm eingreifen. Die Nuten 40 nehmen die jeweiligen Vorsprünge 38 auf, und die Vorsprünge 38 bewegen sich in Umfangsrichtung gesehen entlang der Nuten 40, wenn sich die Antriebswelle 30 während der ersten Betriebsphase um den Verdrehwinkel 30a relativ zur Hauptwelle 28 dreht. Mit anderen Worten: Der Schwellenwert für die Drehung 30a und demnach der Wert des Verdrehspiels wird durch den zulässigen Drehwinkel der Vorsprünge 38 in den Nuten 40 definiert.
Wie in 9B gezeigt, hat die Antriebswelle 30 mit den Vorsprüngen 38 an den jeweiligen Enden der Nuten 40 nach der ersten Betriebsphase den Schwellenwert erreicht, und ein weiterer Antrieb der Antriebswelle 30 durch den Antriebsaktuator 32 führt zu einer Drehung der Antriebswelle 30 und gleichzeitig einer Kopplung und Drehung der Hauptwelle 28, um den Gelenkarm 20 zu schwenken (9C). So schwenkt der automatische Verriegelungsaktuator 32 in einer zweiten Betriebsphase, in der die Vorsprünge 38 an den Seitenwänden der Nuten 40 der Hauptwelle 28 anliegen, die Klappe 16 in die geöffnete Position.
Wie in den 10A-11C gezeigt, ermöglicht das Verdrehspiel um den Verdrehwinkel 30a der Antriebswelle 30 relativ zur Hauptwelle 28, dass die Antriebswelle 30 in die Klinke 34 eingreift und die Klinke 34 aus dem Eingriff mit der Arretierung 36a der Hauptwelle 28 bewegt. Somit greifen die Vorsprünge 38 am Ende der ersten Betriebsstufe in die Hauptwelle 28 ein und der Riegel 34 wurde aus dem Eingriff mit der Arretierung 36a bewegt, um die Hauptwelle 28 für eine Schwenkbewegung relativ zum Riegel 34 freizugeben.
Das heißt, auf die Aufforderung hin, die Klappe 16 zu öffnen, beginnt der Antriebsaktuator die Antriebswelle 30 zu drehen. Das Verdrehspiel von vorzugsweise 12 Grad zwischen der Antriebswelle 30 und der Hauptwelle 28 ermöglicht, den Riegel 34 zu verlagern, und die Hauptwelle 28 bleibt ohne Bewegung. Nach diesen 12 Grad Drehung (oder einem anderen geeigneten Drehbereich) ist der Riegel 34 frei (frei= Rastnase 34 des Riegels greift nicht mehr rastend in Arretierung 36a der Hauptwelle 28), die Antriebswelle 30 und die Hauptwelle 28 sind in Kontakt, und die Hauptwelle 28 kann den Gelenkarm 20 drehen.
Die Antriebswelle 30 umfasst eine Lasche oder einen Kontaktarm 42, der drehfest mit der Antriebswelle 30 verbunden ist und in den Riegel 34 eingreift. Der Kontaktarm 42 umfasst ein abgerundetes Ende oder eine Arretierung, die in ein abgerundetes Ende oder eine Arretierung des Riegels 34 eingreift, so dass sich der Riegel 34 entlang des abgerundeten Endes des Kontaktarms 42 bewegt und aus dem Eingriff mit der Arretierung 36a gezwungen oder gedrängt wird, wenn sich die Antriebswelle 30 um den Schwellenwert 30a relativ zur Hauptwelle 28 dreht (z. B. 10A, 11A, 10B und 11 B). Wenn die Hauptwelle 28 und der Gelenkarm 20 die Klappe 16 in die geöffnete Position bewegen, wird der Riegel 34 zwischen den Arretierungen 36 zurück in Eingriff mit der glatten Oberfläche der Hauptwelle 28 vorgespannt und der Riegel 34 bewegt sich entlang der äußeren Umfangsfläche der Hauptwelle 28 (10C und 11C).
In den 12A-14B ist das automatische Verschlusssystem 14 dargestellt, wie es betätigt wird, wenn der Riegel 34 außer Eingriff mit der Hauptwelle 28 gebracht ist und die Hauptwelle 28 sich gleichermaßen gekoppelt mit der Antriebswelle 30 relativ zum Riegel 34 frei drehen kann (12A, 13A und 14A) und wenn sich die Klappe 16 in der geöffneten Stellung befindet und der Riegel 34 mit der Arretierung 36b in Eingriff steht, um die Klappe 16 in der geöffneten Stellung zu halten (12B, 13B und 14B). Wie gezeigt, wird der Antriebsaktuator 32 betätigt, wenn der Riegel 34 aus dem Eingriff mit der Arretierung 36a bewegt wird, um die Antriebswelle 30 zu drehen und die Klappe 16 in die geöffnete Position zu schwenken. Die Hauptwelle 28 dreht sich entsprechend der Drehung der Antriebswelle 30 und der Riegel 34 bewegt sich entlang der äußeren Umfangsfläche der Hauptwelle 28. Wenn die Klappe 16 die geöffnete Position erreicht, richtet sich eine weitere Arretierung 36b mit dem Riegel 34 aus und der Riegel 34 greift rastend in die Arretierung 36b ein, um die Klappe in der geöffneten Position zu halten. Ein Vorspannelement, z. B. eine Torsionsfeder 44, drückt den Riegel 34 in Eingriff mit der Hauptwelle 28.
Die Rastschnittstelle ist zwischen Riegel 34 und Hauptwelle 28 ausgebildet und ist zwischen dem Riegel 34 und der Hauptwelle 28 so konfiguriert, dass, wenn eine Kraft aufgebracht wird, um die Klappe 16 aus der geöffneten Position in die geschlossene Position zu bewegen, der Riegel 34 entlang der Rastschnittstelle und aus dem Eingriff mit der Ausnehmung 36b bewegt wird, um eine Schwenkbewegung der Hauptwelle 28 zu ermöglichen. Beispielsweise kann ein Benutzer manuell eine Kraft auf die Klappe 16 ausüben, um die Klappe 16 in die geschlossene Position zu schwenken, und die Hauptwelle 28 und die Antriebswelle 30 können sich in die entgegengesetzte Richtung drehen, damit sich die Klappe 16 schließen kann. Darüber hinaus kann der automatische Verriegelungsaktuator 32 betätigt werden, um die Klappe 16 aus der geöffneten Position zurück in die geschlossene Position zu bewegen. Im dargestellten Beispiel wird die Antriebswelle 30 (und damit die Hauptwelle 28, der Gelenkarm 20 und die Klappe 16) durch eine Torsionsfeder 46 vorgespannt, um die Antriebswelle 30 in die geschlossene Stellung zu drücken.
So kann der automatische Verriegelungsaktuator 32 betätigt werden, um die Klappe 16 zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position zu bewegen, mit einem Verriegelungs- und Arretierungsmechanismus, der die Klappe 16 in der geschlossenen Position verriegelt und die Klappe 16 in der geöffneten Position hält. Wenn sich die Klappe 16 in der geschlossenen Position befindet, kann der automatische Verriegelungsaktuator 32 betätigt werden, um die Antriebswelle 30 um einen Verdrehwinkel 30a der ein Verdrehspiel zwischen Hauptwelle 28 und Antriebswelle 30 definiert, in einer ersten Richtung (z. B. im Uhrzeigersinn in den ) relativ zur Hauptwelle 28 zu bewegen, so dass ein Kontaktarm 42, der drehfest mit der Antriebswelle 30 verbunden ist, den Riegel 34 außer Eingriff mit der Arretierung 36a der Hauptwelle 28 bringt und somit das Verschlusssystem 14 entriegelt. Wenn das Verschlusssystem 14 entriegelt ist, treibt der automatische Verriegelungsaktuator 32 die Antriebswelle 30 weiter an, um die Antriebswelle 30 und die Hauptwelle 28 gemeinsam und im Tandem weiter in die erste Richtung zu drehen, um die Klappe 16 aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position zu schwenken. Wenn sich die Hauptwelle 28 in die erste Richtung dreht, bewegt sich der Riegel 34 entlang der Außenkante der Hauptwelle 28 und rastet mit der Klappe 16 in der geöffneten Position in eine Arretierung 36b ein. Dadurch wird die Schwenkbewegung der Klappe 16 gestoppt und die Klappe 16 in der geöffneten Stellung gehalten. Aus der geöffneten Stellung heraus wird durch eine anschließende Betätigung des automatischen Verriegelungsaktuators 32 in eine entgegengesetzte, zweite Richtung (z. B. gegen den Uhrzeigersinn in den oder durch eine manuelle Kraft an der Klappe 16 die Hauptwelle 28 in die entgegengesetzte, zweite Richtung gedreht und der Riegel 34 außer Eingriff mit der Arretierung 36b gebracht, um ein Schließen der Klappe 16 zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Klappe 16 durch das Vorspannelement 46 an der Antriebswelle 30 in Richtung der geschlossenen Position vorgespannt werden.
Optional können die Hauptwelle 28 und der Gelenkarm 20 fest aneinander befestigt oder einstückig miteinander ausgebildet sein, so dass sich die Hauptwelle 28 und der Gelenkarm 20 gemeinsam und im Tandem bewegen, wenn sie von der Antriebswelle 30 und dem automatischen Verriegelungsaktuator 32 angetrieben werden. In Bezug auf 15 können die Hauptwelle 28 und der Gelenkarm 20 als ein Teil betrachtet werden (d.h. sie passen zusammen, wenn sie zusammengebaut sind) und können (mit dem automatischen Verriegelungsaktuator 32 in einem Gehäuse (nicht dargestellt) angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
12: Krafteinfüllstutzen, Ladeanschluss, Öffnung
14: Verschlusssystem
16: Klappe
18: Halterung
20: Gelenkarm
20a: Verriegelungselement
22: Federelement
24: Verriegelungsaktuator
26: Antriebsaktuator
28: Hauptwelle
30: Antriebswelle
32: Antriebsaktuator
34: Riegel
36a: Ausnehmungen/geschlossene Klappe
36b: Ausnehmungen/geöffnete Klappe
38: Vorsprünge, Zähne
40: Nuten
42: Kontaktarm
44: Torsionsfeder

Claims

Verschlusssystem (14) für eine Klappe (16) eines Ladeanschluss oder Kraftstofföffnung (12), wobei das Verschlusssystem (14) umfasst: eine Klappe (16), die an einem Fahrzeug (10) angeordnet ist, das mit dem Verschlusssystem ausgestattet ist, wobei die Klappe (16) zwischen (i) einer geschlossenen Position, in der die Klappe (16) einen Lade- oder Kraftstoffanschluss des Fahrzeugs (10) verdeckt, und (ii) einer geöffneten Position, in der die Klappe (16) von dem Fahrzeug (10) wegbewegt wird, um den Zugang zu dem Lade- oder Kraftstoffanschluss zu ermöglichen, beweglich ist; einen Antriebsaktuator (32), der mit der Klappe (16) gekoppelt und elektrisch betätigbar ist, um die Klappe (16) zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position zu bewegen; wobei, wenn sich die Klappe (16) in der geschlossenen Position befindet, eine Arretierungsschnittstelle des Verschlusssystems (14) in Eingriff ist, um zu verhindern, dass die Klappe (16) manuell aus der geschlossenen Position bewegt wird; wobei, wenn sich die Klappe (16) in der geschlossenen Position befindet, der Antriebsaktuator (32) elektrisch betätigbar ist, um die Arretierungsschnittstelle außer Eingriff zu bringen, um eine Bewegung der Klappe (16) aus der geschlossenen Position in Richtung der geöffneten Position zu ermöglichen; und wobei der Antriebsaktuator (32) wenn die Arretierungsschnittstelle außer Eingriff gebracht ist, weiterhin elektrisch betätigbar ist, um die Klappe (16) in die geöffnete Position zu bewegen.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 1, bei dem, wenn sich die Klappe (16) in der geöffneten Stellung befindet, die Arretierungsschnittstelle in Eingriff gebracht wird, um die Klappe (16) in der geöffneten Stellung zu halten.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 1, umfassend (i) einen Basisabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er an oder in der Nähe der Lade- oder Kraftstofföffnung des Fahrzeugs (10) angebracht werden kann, und (ii) einen Gelenkarm (20), der schwenkbar an dem Basisabschnitt angebracht ist, wobei die Klappe (16) an dem Gelenkarm (20) angeordnet ist und wobei der Gelenkarm (20) relativ zu dem Basisabschnitt schwenkbar ist, um die Klappe (16) zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position zu bewegen.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 3, wobei der Antriebsaktuator (32) ein elektrisch betätigbares Stellglied umfasst, das elektrisch betätigbar ist, um eine Antriebswelle (30) zu drehen, und wobei die Drehung der Antriebswelle (30) eine Schwenkbewegung des Gelenkarms (20) bewirkt, um die Klappe (16) zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position zu bewegen.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 4, wobei der Gelenkarm (20) eine Hauptwelle (28) umfasst, die relativ zu dem Gelenkarm (20) drehfest ist und bei dem die Drehung der Antriebswelle (30) eine Drehung der Hauptwelle (28) bewirkt, um eine Schwenkbewegung des Gelenkarms (20) zu bewirken.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 5, wobei, das Verschlusssystem einen Riegel (34) umfasst, und wobei die Arretierungsschnittstelle zwischen Riegel (34) und Hauptwelle (28) ausgebildet ist und wobei der Riegel zur Ausbildung der Arretierungsschnittstelle derart angeordnet ist, dass wenn sich die Klappe (16) in der geschlossenen Position befindet in eine Arretierung (36a) der Hauptwelle (28) eingreift, um zu verhindern, dass die Klappe (16) manuell aus der geschlossenen Position bewegt wird.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 6, wobei die Arretierung (36a) als Ausnehmung ausgebildet ist, die am Umfangsbereich der Hauptwelle (28) eingebracht ist.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 6, wobei bei geschlossener Klappe (16) der Antriebsaktuator (32) elektrisch betätigt werden kann, um die Antriebswelle (30) relativ zur Hauptwelle (28) zu drehen, und wobei bei geschlossener Klappe (16) die Drehung der Antriebswelle (30) relativ zur Hauptwelle (28) den Riegel (34) außer Eingriff mit der Hauptwelle (28) bringt, um eine Bewegung der Klappe (16) aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position zu ermöglichen.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 8, wobei sich die Antriebswelle (30) zusammen und im Tandem mit der Hauptwelle (28) dreht, wenn der Antriebsaktuator (32) weiter elektrisch betätigt wird, um die Klappe (16) in die geöffnete Position zu bewegen, wenn der Riegel (34) außer Eingriff mit der Hauptwelle (28) bewegt wird.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 8, wobei die Antriebswelle (30) relativ zur Hauptwelle (28) mit Verdrehspiel bis zum einem Verdrehwinkel (30a) drehbar ist.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 8, wobei die Antriebswelle (30) einen Kontaktarm (42) umfasst, der relativ zur Antriebswelle (30) drehbar befestigt ist, und wobei der Kontaktarm (42) während der Drehung der Antriebswelle (30) relativ zur Hauptwelle (28) mit dem Riegel (34) in Eingriff kommt, um den Riegel (34) außer Eingriff mit der Hauptwelle (28) zu bringen.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 6, bei dem, wenn sich die Klappe (16) in der geöffneten Stellung befindet, der Riegel (34) in eine weitere Arretierung (36b) der Hauptwelle (28) eingreift, um die Klappe (16) in der geöffneten Stellung zu halten, wobei die weitere Arretierung (36b) als Ausnehmung ausgebildet ist.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 1, wobei die Kraftstofföffnung (12) so konfiguriert ist, dass sie eine Zapfpistole aufnehmen kann, die Kraftstoff an einen Kraftstofftank des Fahrzeugs (10) liefert.
Verschlusssystem (14) nach Anspruch 1, wobei der Ladeanschluss (12) eine elektrische Ladebuchse des Fahrzeugs (10) umfasst.