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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Elementes, das insbesondere als Tür oder Heckklappe an einer Karosserie eines Fahrzeugs angelenkt ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine dementsprechende Steuervorrichtung.
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Ein bevorzugter Anwendungsfall für ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung ist die Steuerung der Bewegung einer Kofferraumabdeckung oder einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs. Da die vorstehend nur exemplarisch genannten Verschlüsse vergleichsweise große Teile mit entsprechender Masse von bis zu über 30 kg und einem hohen Luftwiderstand und/oder ergonomisch ungünstigen Bewegungsabläufen sind, werden hier bereits seit längerer Zeit zur Steigerung des Bedienungskomforts elektrische, hydraulische, pneumatische oder sonstige Antriebe eingesetzt. Insbesondere sind verschiedene Arten von Niederziehmechanismen für das Schließen von Kofferraumdeckeln bekannt, die unter der Verwendung von Fremdenergie eine Schließ- und Dichtfunktion ausführen.
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Unter Hinblick auf Systemkosten, einen erreichbaren Bedienungskomfort, hohe Zuverlässigkeit und eine zulässige Geräuschbelastung werden überwiegend elektromotorische Antriebe eingesetzt. Der Antrieb muss dabei zum Schließen der Klappe zu Beginn und am Ende der Bewegung das größte Moment bereitstellen, da in diesen Positionen das unterstützende Moment der Klappe am geringsten ist und zudem Widerstände überwunden werden müssen, beispielsweise Dichtungen zusammengedrückt werden müssen. Verletzungen von Personen oder Beschädigungen von Gegenständen durch Einklemmen müssen dennoch insbesondere beim Schließen so weit als möglich ausgeschlossen werden können. Um einen Einklemmschutz im Bereich insbesondere der Heckklappe bei einer automatischen Klappenbetätigung zu realisieren, werden derzeit Systeme verwendet, die zusätzliche Maßnahmen zur Überwachung eines jeweiligen Bewegungsablaufes vorsehen. Eine bekannte Maßnahme umfasst z. B. einen Winkelgeber, der die Stellung der Klappe überwacht. Ändert die Klappe ihre Position trotz laufendem Antrieb nicht, wird dies der Elektronik mitgeteilt und der Antrieb abgeschaltet oder reversiert.
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In einer weiteren bekannten Bauform misst der Winkelgeber die Stellung der Klappe und teilt die Ergebnisse permanent einer Elektronik mit, die auch eine Information über eine jeweilige Stromaufnahme des elektrischen Antriebs mitgeteilt bekommt. Der Winkelgeber ist dazu an dem Antrieb oder an dem Scharnier selber verbaut. Wenn nun ein Gegenstand zwischen Klappe und Fahrzeug eingeklemmt wird, versucht der Motor die Klappe zuzuziehen, was sich in einem erhöhten Energiebedarf äußert. Dies registriert eine zusätzliche Messeinheit. In Kombination mit der Meldung des Winkelgebers, dass sich die Klappe nicht mehr bewegt, wird der Antrieb abgeschaltet bzw. reversiert.
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Aber auch eine reine Messung eines Verlaufes der Energieaufnahme wird beispielsweise nach der Lehre der
DE 39 00 509 C2 bei einem Elektromotor eines Niederziehmechanismus für eine Klappe überwacht. Wird ein Gegenstand zwischen Klappe und einem ortsfesten Bauteil eingeklemmt, versucht der Antrieb weiterhin, die Klappe zu Schließen. Dazu benötigt der Antrieb nun aber durch die Anwesenheit eines Hindernisses mehr Energie mit einer merklichen Abweichung von einem regulären zeitlichen Verlauf der Energieaufnahme. Wird dabei ein definierter Grenzwert der Stärke des elektrischen Stroms als vorbestimmter Stromstärken-Vergleichswert überschritten, so schaltet der elektrische Antrieb ab, oder er reversiert.
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Ferner wird auch der Einsatz von mechanischen Kupplungen vorgeschlagen. Diese Maßnahme ist innerhalb eines Antriebsstranges mit vertretbarem Aufwand umsetzbar. Eine Kupplung wird dann im Fall einer Einklemmgefahr aber nur ein weiteres und stärkeres Einklemmen dadurch verhindern, dass sie durchläuft. Daneben sind auch noch aufwändigere Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die eine Verwendung von Sensoren und/oder Abstandsdetektoren in oder um einen Bereich um eine Tür oder Klappe herum vorschlagen, wie z. B.
DE 198 01 274 A1 und
EP 066 750 B1 . Der mit der Installation von Sensoren verbundene Aufwand und die Notwendigkeit einer genauen Signalauswertung zur Unterscheidung zwischen normalen und gefahrbehafteten Betriebsfällen ist jedoch so hoch, dass sie als Öffnungskontrolle, nicht jedoch als Einklemmschutz nutzbar sind. Damit kommen derartige Vorrichtungen zur Überwachung eines Schließvorganges nicht in Betracht. Nachfolgend sollen nur weniger aufwändige Lösungen betrachtet werden, die mit allen wesentlichen Teilen bereits Bestandteil eines Antriebsstranges sind. Hierdurch soll auch eine Integration in ein bereits bestehendes Fahrzeugkonzept prinzipiell ermöglicht werden.
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Die bekannten Lösungen weisen damit in der Regel als Nachteil die Eigenschaft auf, dass sie unter Verwendung zahlreicher und auch teilweise sehr komplexer Zusatzelemente ein Einklemmen nicht schnell genug erkennen, um eine Beschädigung oder Verletzung sicher abwenden zu können.
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Aus der
DE 198 44 265 ist bereits eine Vorrichtung zur elektromotorischen oder elektromotorisch unterstützten Betätigung einer Heckklappe oder dergleichen bekannt. Die Heckklappe ist über mindestens einen Schwenkhebel schwenkbar an einer Karosserie angelenkt und gegen die Kraft einer Öffnungsfeder schließbar. Sie weist ein Antriebsaggregat auf, welches über eine Betätigungsstange im Zuge des Öffnens und/oder des Schließens auf den Schwenkhebel wirkt. Das Antriebsaggregat weist zumindest einen elektromotorischen Antrieb, ein Getriebe und eine Kupplung auf. Die Kupplung ist als Sicherheitskupplung ausgebildet und weist zusammenwirkende Kupplungselemente auf, welche über einen Schließmechanismus mit vorgegebener Drehmomentbegrenzung kuppeln.
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Trifft die Heckklappe beim Öffnen oder beim Schließen auf ein Hindernis, so dass eine Bewegung der Betätigungsstange nicht weiter möglich ist, überrastet die Kupplung und schützt den Motor bzw. die übrigen Teile der Vorrichtung sowie den eingeklemmten Gegenstand vor Beschädigung.
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Aus der
CH 6 14 488 ist eine Türbetätigungsvorrichtung bekannt, die durch einen Motor angetrieben wird. Die Türbetätigungsvorrichtung weist einen zweiarmigen Betätigungshebel auf, dessen eines Ende mit dem Motor und dessen anderes Ende mit der zu bewegenden Tür verbunden ist. Am türseitigen Ende des Betätigungshebels ist die Türbetätigungsvorrichtung mit Anschlussgliedern versehen, die eine ”elastische” Ankupplung der Tür ermöglichen. Zu diesem Zweck enthält der Betätigungshebel eine Führungsbahn, in der ein Schiebeelement der Anschlussglieder entgegen der Kraft einer Feder längsverschiebbar gelagert ist. Dieses Element ist mit einem Lenker verbunden, über den der Betätigungshebel mit der Tür gekuppelt ist.
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Die Führungsbahn steht relativ zur Wirkrichtung der Antriebskraft unter einem solchen Winkel, dass bei einer Hemmung der Schließbewegung der Tür durch ein Bewegungshindernis in oder nahe der Schließstellung der Tür sich das Schiebeelement entgegen der Kraft der Feder in der Führungsbahn bewegt, wobei sich der Winkel zwischen der Führungsbahn und dem Schiebeelement so ändert, dass sich die durch die Federkraft gegebene, auf die Tür einwirkende Schließkraft reduziert.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass der Einklemmschutz zuverlässig und noch frühzeitiger anspricht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weiter ist ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9 eine Lösung dieser Aufgabe. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich demnach dadurch aus, dass der Antrieb zum Öffnen und Schließen des Elementes an der Karosserie des Fahrzeugs, vorzugsweise einer Klappe, mit mindestens einer Feder zusammenwirkt, wobei der Klappe beim Schließen im Fall des Einklemmens eines Gegenstandes dem Antrieb automatisch kein Moment zur Fortsetzung der Bewegung mehr zufügt. Hierzu ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass ein Krafteinleitungspunkt der Klappe in einem Zusatzelement direkt beim Beginn des Einklemmens eines Gegenstandes etc. derart verschoben wird, dass keine zusätzliche Schließkraft auf die Klappe übertragen wird.
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Derzeit ist der Antrieb starr und unverschieblich mit dem Scharnier verbunden. Ein eingeklemmter Gegenstand wird unter unverminderter Einwirkung des Antriebs weiter verkeilt, bis die Energieaufnahme des Antriebes einen definierten Grenzwert erreicht hat. Erst dann wird der Antrieb ausschaltet oder reversiert. Dieser Momentenanstieg bis zu einem vorbestimmten Grenzwert verläuft jedoch nur relativ schleichend. Die Zeit bis zum Abschalten könnte jedoch verkürzt werden, wenn die Elektronik einen deutlichen Signalpeak in der Energieaufnahme registrieren würde.
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In einem bekannten System zur Steuerung der Bewegung eines Elementes werden Antriebe in der Regel zusätzlich zu mindestens einem vorhandenen Federelement eingesetzt. Das heißt, dass die Antriebe mit der mindestens einen Feder zusammenwirken, indem sie beim Öffnen mit der Federkraft und beim Schließen gegen diese arbeiten. Der Antrieb spannt die Feder also beim Schließen. Die Klappe wird durch das eigene Klappenmoment, das durch das Eigengewicht der Klappe hervorgerufen wird, um die Scharnierachse geschlossen. Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, um einen sehr frühzeitig und zuverlässig reagierenden Einklemmschutz zu schaffen: Beim Schließen unterstützt das durch die Gewichtskraft hervorgerufene Klappenmoment den Antrieb beim Spannen der Feder. Mit dem Aufsetzen der Klappe auf einem Gegenstand und dem Beginn eines Einklemmens oder Verklemmens entfällt diese Unterstützung der Bewegung. Um diese Eigenschaft für einen Einklemmschutz zu nutzen, werden der Antrieb und das Federelement nicht mehr starr mit dem Scharnier oder der Klappe verbunden, so dass der Antrieb eine Fortsetzung der Schließbewegung schlagartig ganz aus einer Kraft und unter dementsprechend sprunghaft erhöhtem Energieaufwand bewerkstelligen muss. Diese wesentlich erhöhe Leistungsaufnahme ist z. B. durch eine einfache Messung des Stromflusses durch den Antrieb sofort zu registrieren.
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Es wird ein Zwischenelement aus einem festen Werkstoff vorgesehen, welches die Möglichkeit bietet, den Antrieb sich bewegen zu lassen ohne die Klappe weiter zuzuziehen. Dies wird erfindungsgemäß realisiert, indem Antrieb und Feder an einem Element angreifen, in dem eine Führung vorgesehen ist. Die Führung wird vorzugsweise als Kulisse oder auch als einfaches Langloch ausgeführt. Dann wird eine Kraftanlenkung für das Scharnier und damit für die Klappe geführt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung wird dafür ein Kreuzgelenk, an dem die Federunterstützung und/oder der Antrieb angreifen, u. a. zur Anpassung an räumliche Erfordernisse eines jeweiligen Einbaubereiches, dem Ausgleich von Fertigungs- und Bauteiltoleranzen etc. modifiziert. Als Federunterstützung kann ein Gasfeder oder eine sonstige Federform eingesetzt werden, bevorzugt wird jedoch die Verwendung einer Kombination aus einer Gas- und einer Schraubenfeder. Aus Gründen der Symmetrie und damit einer gleichmäßigeren Belastung des Rahmens werden bevorzugt auch zwei Federunterstützungen eingesetzt. Der Eingriff eines Antriebs wir den jeweiligen Gegebenheiten angepasst, wobei auch hier eine symmetrische Anordnung angestrebt wird.
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Durch das Moment der Klappe liegt das Scharnier, oder im Falle dieser Arbeit der Kniehebel, während der Öffnungs- oder Schließbewegung immer am fahrzeuginneren, in den Abbildungen von 2 und 3 linken, Ende eines Langloches an. Im Falle eines Einklemmens eines Gegenstandes zieht der Antrieb weiter, die Klappe wird jedoch nicht bewegt, da sie im Langloch rutscht. Ab diesem Zeitpunkt fehlt das Gewichtsmoment der Klappe als unterstützendes Schließmoment bei der Schließbewegung. Der Motor arbeitet nun relativ abrupt allein gegen die Federunterstützung. Das hat zur Folge, dass der Energiebedarf sehr sprunghaft ansteigt. Dieser Peak ist für die Elektronik sehr gut auswertbar.
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Nach dem Stand der Technik ist der Antrieb dagegen starr mit der Klappe verbunden. Damit verläuft der Anstieg der Energieaufnahme innerhalb eines Schließvorgangs schleichend. Das bedeutet aber, dass eine Überwachungseinheit von dem Antrieb her kein sehr genaues oder aussagekräftiges Signal erhält. Die Abschaltung erfolgt erst nachdem der Grenzwert erreicht und/oder überschritten ist. In dieser Zeit kann es zu erheblichen Verletzungen oder Beschädigung des eingeklemmten Gegenstandes kommen.
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Ferner führt die Tatsache, dass es innerhalb einer Baureihe eines Fahrzeugs zu erheblichen Gewichtsunterschieden kommen kann, bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu weiteren Erkennungsproblemen. Innerhalb unterschiedlicher Ausstattungen werden beispielsweise ein Verbandskasten und/oder ein Werkzeugkasten über einen separaten Kappmechanismus in einer Fahrzeugklappe herausnehmbar angeordnet. Gegenüber einer nicht dementsprechend ausgestatteten Fahrzeugklappe unterscheidet sich eine Komfort-Variante der vorstehenden Art in ihrem Gewicht um ca. 5 kg. Derartige Gewichtstoleranzen müssen in einem Steuergerät je nach Ausstattungsvariante einer Fahrzeugklappe eingestellt werden, wobei auch eine zusätzliche Schneelast mit ca. 4 kg eingerecht wird. Es wird damit eine insgesamt relativ hohe Schwelle angesetzt, die erst nach sicherer Überschreitung zur Auslösung einer Sicherungsfunktion führt. Damit verstreicht auch eine lange Zeit sogar zunehmender Belastung, die auf einen Gegenstand oder eingeklemmten Menschen einwirkt, bis der Fehlerzustand anhand der zunehmenden Belastung durch das System erkannt wird. Ein derartiges System ist daher mit einem hohen Quetschungs- oder sonstigen Beschädigungsrisiko behaftet.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung registriert mit dem Beginn eines Einklemmvorganges diesen Fehlerfall sogleich: Mit dem Aufsetzen der Klappe auf einem Gegenstand oder einem menschlichen Körperteil stützt sie sich darauf ab, wodurch der Anlenkungspunkt sich erfindungsgemäß verschiebt. Damit wird keine weitere Kraftzuleitung zugelassen. So ist im Gegensatz zum Stand der Technik eine maximale Belastung einer eingeklemmten Person automatisch auf einen wesentlich ungefährlicheren Bereich beschränkt. Zudem tritt gleichzeitig ein deutlicher Anstieg in der Leistungsaufnahme des Antriebs auf, der sehr gut und klar detektierbar ist. Die Steuerung kann damit erfindungsgemäß sehr viel schneller reagieren und der Antrieb kann rasch abgeschaltet werden oder reversieren. Im Vergleich zu den heute üblichen Sicherungselementen reagiert die Elektronik in einem erfindungsgemäßen Einsatz also schneller und zuverlässiger auf die Gefahr eines Einklemmens. Der eingeklemmte Gegenstand wird durch ein erfindungsgemäßes Zwischenelement über eine kürzere Zeit und insgesamt auch weniger stark belastet, so dass Verletzungen oder Beschädigungen noch sicherer und besser ausgeschlossen werden können, als dies nach dem Stand der Technik der Fall war.
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Zur Darstellung weiterer Vorteile werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematisierten Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1a: einen prinzipiellen Aufbau eines Kraftfahrzeugs mit daran angeordneter Kofferraum-Klappe mit elektromechanischem Antrieb in einer geschlossenen Endstellung;
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1b: die Anordnung gemäß 1 in einer geöffneten Endstellung;
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2: eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3: eine Ausschnittsvergrößerung von 2;
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4: ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs eines Motormoments über einem Öffnungswinkel und
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5: eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In 1a ist ein Ausschnitt eines Kraftfahrzeuges 1 bekannter Bauart dargestellt, dessen Heckklappe 2 durch Einleitung einer Kraft Fh von einer Person von Hand um eine Drehachse 3 aus der dargestellten geschlossenen Stellung heraus geöffnet werden kann. Bei einem Eigengewicht der Heckklappe 2 von über 25 kg wirkt einer derartigen Öffnungsbewegung ein Moment Mg einer in einem Schwerpunkt S der Klappe 2 angreifenden Gewichtskraft Fg entgegen. Ferner greift an der Klappe 2 ein hier mit sichtbar eingezeichnetes Federelement 4 an, welches die Öffnungsbewegung durch ein Moment Mf unterstützt und durch eine Kraft Ff gewährleistet, dass die Heckklappe 2 in geöffneter Position sicher hält, siehe 1b.
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Diese Momente Mg, Mf wirken um die Drehachse 3 und müssen neben bremsenden Einflüssen von Dichtungen und sonstigen Widerständen und Reibungsanteilen im Bereich der Heckklappe 2 von Hand überwunden werden. Durch eine motorische Unterstützung wird eine komfortable und selbsttätige Öffnungs- und Schließbewegung der Heckklappe 2 ermöglicht. Eine hierzu vorgesehene Vorrichtung 5 umfasst einen am Heckfensterrahmen 6 angeordneten Elektromotor 7, der über ein Koppelgetriebe mit einem Kniehebel 9 verbunden ist. Der Kniehebel 9 fungiert als Wippe und ist an der Klappe 2 angelenkt. Gleichzeitig greift in dieser Vorrichtung 5 an einem mit der Klappe indirekt gelenkig verbundenen Zwischenelement 8 neben dem Motor 7 auch das Federelement 4 an. Die notwendigen Kräfte und Momente werden für die Bewegungszyklen der Klappe 2 in der Abbildung von 2 dargestellt, wobei nachfolgend zur Darstellung eines Einklemmschutzes insbesondere auf den Schließvorgang eingegangen wird.
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Ein erfindungsgemäßes System 5 umfasst eine herkömmliche Federunterstützung in Form einer kombinierten Gas- und Schraubenfederanordnung 4 und einen elektrischen Antrieb 7, der aber auch hydraulisch, pneumatisch oder in sonstiger Weise ausgeführt sein kann. Der Antrieb 7 ist im Gegensatz zu bekannten Anordnungen zur Kraftübertragung nicht starr mit der Klappe 2 verbunden. Er greift über einen als Gelenkpunkt ausgebildeten Krafteinleitungspunkt Am an einem Zwischenelement 8 an. Das Zwischenelement 8 weist eine kulissenartige Führung in Form eines Langlochs 10 auf. In diesem Langloch 10 ist ein Krafteinleitungspunkt Ag für die von der Klappe 2 her stammende Kraft Fg verschieblich geführt, der als vierwertiges Lager ausgebildet ist. Gleichzeitig ist an diesem Zwischenelement 8 auch die Federunterstützung 4 über einen Angriffspunkt Ef der Federkraft Ff gelenkig angebunden.
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Durch das Gewicht der Klappe 2 und dem daraus resultierenden Moment Mg um die Scharnierachse 3, sowie die Kraft Ff des Federelementes 4 liegt der Krafteinleitungspunkt Ag der Klappe 2 beim Öffnen und Schließen immer an einer Anlagefläche 11 des Langloches 10 an. Die Klappe 2 wird durch den Antrieb 7 und die Federunterstützung 4 geöffnet. Der Antrieb 7 schaltet in jeder der beiden Endstellungen ab. So wird die Klappe 2 in der geschlossenen Stellung durch ein nicht weiter dargestelltes Schloss und in der geöffneten Endstellung durch das Federelement 4 in Position gehalten. Beim Schließen der Klappe 2 wirkt der Antrieb 7 der Federunterstützung 4 durch ein im wesentlichen gleich großes, entgegengesetztes Moment |Mf| ≈ |Mm| entgegen. Durch das aus der Bedingung einer Momentenruhe um die Drehachse 3 resultierende schließende Gesamtmoment, das im Wesentlichen dem Gewichtsmoment Mg der Klappe 2 entspricht, wird die Heckklappe 2 nun definiert geschlossen.
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Wird nun aber ein beliebiger Gegenstand zwischen der Klappe 2 und einem ortsfesten Bauteil z. B. des Heckrahmens 6 eingeklemmt, so wird die Gewichtskraft Fg mit einem Trägheitsanteil zusammen anteilig über die Drehachse 3 und eben diesen Gegenstand aufgefangen. Damit fehlt jedoch das Schließmoment Mg der Klappe 2.
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Der Antrieb 7 drückt nun ohne die Unterstützung der Klappe 2 alleine gegen das Moment Mf der Federunterstützung 4, um die laufende Schließbewegung aufrechtzuerhalten. Die Klappe 2 wird jedoch nicht weiterbewegt, da das Langloch 10 die Bewegung des Antriebes 7 durch ein Verschieben des Krafteinleitungspunkts Ag aufnimmt, wie in der vergrößerten Darstellung des Zwischenelements 8 in 3 angedeutet ist. Der eingeklemmte Gegenstand wird dadurch nicht weiter verkeilt, d. h. die auf den Gegenstand einwirkende Klemmkraft nimmt von dem Zeitpunkt des Erkennens eines Gefahrenzustandes bis zum Abschalten und/oder Reversieren der Bewegung der Klappe nicht weiter zu. Weiterhin erfolgt ein Erkennen dieses Gefahrenzustandes auch im Vergleich zu Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik deutlich frühzeitiger.
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4 gibt exemplarisch die Verlauf für das Motormoment im Fall eines bei einem Öffnungswinkel von 10° eingeklemmten Gegenstand an. Da der Antrieb 7 sofort mit Beginn einer Einklemmsituation allein gegen die Federunterstützung 4 arbeitet, benötigt er fast sprunghaft wesentlich mehr Energie, was eine Elektronik zur Auswertung und Erfassung einer Einklemmsituation feststellt. Da das Schließmoment Mg der Klappe 2 als Antriebsmoment, verursacht durch das Langloch 10, plötzlich fehlt, registriert die Elektronik einen deutlichen Anstieg der Energieaufnahme. Ein ausgeprägter Peak in der Energieaufnahme ist erkennbar. Die Elektronik kann diesen ausgeprägten Peak in der Energieaufnahme wesentlich besser erkennen und auswerten, als einen schleichenden Anstieg. Ein Abschalten oder Reversieren des Antriebes ist daher deutlich schneller als nach bekannten Verfahren realisierbar. Ein eingeklemmter Gegenstand wird weniger belastet und kann auch schneller wieder freigegeben werden.
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In der Abbildung von 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Zwischenelementes 8 wiedergegeben. Hierin ist die Krafteinleitungsstelle Ef des Federelements 4 als Kreuzgelenk ausgebildet, um einen Winkelausgleich für eine Anbringung des Federelements 4 am Heckfensterrahmen 6 innerhalb des Fahrzeugs 1 zu schaffen.
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Um einen größtmöglichen Bedienkomfort zu erreichen, wird im Serienfahrzeug die Heckklappe auf Knopfdruck am Fahrzeugschlüssel zu entriegeln sein. Das Schloss gibt die Klappe frei und der Antrieb wird aktiviert. Steht das Fahrzeug mit dem Heck an einer Wand, beispielsweise in einer Garage, oder in einer engen Parklücke, würde die Heckklappe mit dem dahinter liegenden Gegenstand kollidieren. Gleiches gilt für Personen, die sich im Schwenkbereich der Klappe aufhalten. Beschädigungen oder gar Verletzungen sind also auch beim Öffnen der Heckklappe 2 nicht auszuschließen. Als eine Öffnungskontrolle wird die Elektronik des Antriebes 7 oder eines nicht weiter dargestellten Schlosses mit einer in Fahrzeugen der gehobenen Klasse inzwischen fast serienmäßig vorhandenen Abstandssensorik, Park Distance Control oder PDC, gekoppelt. Nach dem Druck auf den Entriegelungsknopf prüft die Elektronik, ob sich im Schwenkbereich der Klappe 2 Gegenstände befinden. Ist dies der Fall, wird die Klappe 2 nicht entriegelt. Zusätzlich kann die Sensorik während der Öffnungs- und Schließbewegung den Raum hinter dem Fahrzeug überwachen. Bewegt sich ein Kind im Gefahrenbereich, kann ein Signal an den Antrieb gesendet werden, der die Klappe sofort stoppt oder die Geschwindigkeit verringert.
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Diese reine Öffnungskontrolle kann jedoch den vorstehend beschriebenen, sehr effektiv wirkenden Einklemmschutz beim Schließvorgang nicht ersetzen. Für eine automatisch wirkende Heckklappe 2 spielt ein Einklemmschutz eine von einer Öffnungskontrolle unabhängige und ganz wesentliche Rolle, um Verletzungen von Personen oder Beschädigungen von Gegenständen so weit als möglich ausschließen zu können. Der Antrieb entlastet beim Schließen die Feder und durch das um die Scharnierachse wirkende Klappenmoment wird die Klappe 2 geschlossen. Der Antrieb und das Federelement werden über das Zwischenelement 8 in vorstehend beschriebener Weise nicht mehr starr mit dem Scharnier oder der Klappe verbunden. Es wird ein vergleichsweise einfach gestaltetes Zwischenelement 8 gewählt, welches die Möglichkeit bietet, den Antrieb sich quasi in einem Freilauf bewegen zu lassen, also ohne die Klappe weiter gegen einen zu großen Widerstand zuzuziehen.
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In den dargestellten Ausführungsformen handelt es sich bei dem Zwischenelement 8 um ein Stanz-Biege-Teil aus Stahl, an dem Antrieb und Feder angreifen. Ferner ist in das Zwischenelement 8 ein Langloch mit verschieblicher Aufnahme eingearbeitet ist. Darin wird das Scharnier und damit die Klappe geführt. Die Anlenkungspunkte für die beteiligten drei angreifenden Kräfte können dabei als Kreuzgelenke modifiziert werden, wie in der Abbildung von 4 exemplarisch angedeutet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Heckklappe
- 3
- Drehachse
- 4
- Federelement
- 5
- Vorrichtung
- 6
- Heckfensterrahmen
- 7
- Elektromotor
- 8
- Zwischenelement
- 9
- Kniehebel
- 10
- Kulisse/Führung/Langloch
- 11
- Anlagefläche
- 12
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- Ag
- Angriffspunkt der Gewichtskraft
- Am
- Angriffspunkt der Motorkraft
- Ef
- Angriffspunkt der Federkraft
- Ff
- Federkraft
- Fg
- Gewichtskraft
- Fm
- Motorkraft
- Mf
- Federmoment
- Mg
- Gewichtsmoment
- Mm
- Motormoment
- P
- Pfeil einer Ausgleichsbewegung von Ag in 10
- S
- Schwerpunkt der Klappe 2
