DE19721941B4

DE19721941B4 - Ausstellgelenk für eine Klappe

Info

Publication number: DE19721941B4
Application number: DE1997121941
Authority: DE
Inventors: Martin Sauer; Norbert Mayer; Wolf Liszkowski; Max Küspert; Thomas Dipl.-Ing. Heinl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1997-05-17
Filing date: 1997-05-17
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2017-05-18
Also published as: DE19721941A1

Abstract

Ausstellgelenk für das Öffnen und Schließen einer Klappe, insbesondere einer Kofferraumklappe an einem Automobil, mit einer Gasdruckfeder und einer zusätzlichen, in der letzten Phase des Schließvorgangs der Klappe in Funktion tretenden Druckfeder, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Schließphase der Klappe (7) zusätzlich wirksam werdende Blattfeder (3) vorhanden ist, die an einem von der Schwenkachse (16) der Klappe (7) entfernten Einspannpunkt (5) der Gasdruckfeder (12) gelagert und mit ihrem freien Ende (2) an einem sich mit der Klappe (7) bewegenden Scharnierteil (1) anliegt und in der letzten Phase des Schließvorgangs der Klappe (7) durch die Bewegung des sich mit der Klappe (7) bewegenden Scharnierteils (1) spannbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ausstellgelenk für eine Klappe, insbesondere an einem Automobil, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Klappenöffnungen besteht grundsätzlich der Wunsch, die notwendigen Öffnungs- bzw. Schließkräfte über den gesamten Weg der Klappe möglichst gleichmäßig zu gestalten und dabei den zum Öffnen bzw. Schließen notwendigen Kraftaufwand möglichst gering zu halten. Dies gilt insbesondere, wenn die Klappe um eine waagerecht liegende Achse nach oben oder unten bewegt werden muss.
Es ist bereits seit langem bekannt, um eine waagerecht liegende Achse drehbare Klappen bspw. mit Ketten, Seilen oder Gelenkwinkeln derart zu halten, dass sie in der Öffnungsbewegung nur minimale Kräfte erfordern.
Einen gewissen Fortschritt stellen demgegenüber Gasdruckfedern dar, da sie neben einer Auslenkbegrenzung auch zu einer Minimierung der erforderlichen Betätigungskräfte führen. Solche Gasdruckfedern sind jedoch in bestimmten Anwendungsfällen nur bedingt geeignet, wenn es um die unterstützende Steuerung, bspw. der Motorhaube, des Kofferraumdeckels etc. eines Fahrzeugs geht. Außerdem zeigen sie langfristig Ermüdungserscheinungen.
Darüber hinaus haben Gasfedern aber auch – bedingt durch die Gasfederkräfte und die darauf ausgerichtete Anbindungsgeometrie – zum Ende des Schließvorgangs eine stark abfallende Kennlinie, wodurch bspw. die Heckklappe eines Automobils leicht ins Schloss fällt, d.h. unsanft schließt. Beim Öffnen muss jedoch relativ viel Kraft aufgewendet werden, um die Kofferraumklappe bis zum Öffnungswinkel des Kraftausgleichs zu bringen. Erst von diesem Winkel an schwingt die Heckklappe bzw. Kofferraumklappe selbsttätig auf.
Es sind darüber hinaus Öffnungshilfen bekannt, die mit einem zusätzlichen – elektrisch oder pneumatisch angetriebenen – Stellglied für das Öffnen der Klappen versehen sind. Solche Öffnungshilfen sind jedoch recht aufwendig.
Aus der US 48 45 905 A ist es bekannt, bei einer mit einer Gasdruckfeder unterstützten Klappe am Beginn der Öffnungsbewegung die Gasfeder mit einer zusätzlich wirksam werdenden Feder zu unterstützen, die in der letzten Phase des Schließvorgangs der Klappe durch deren Bewegung spannbar ist.
Neben der vorgenannten Feder, die als Druckfeder ausgebildet ist, zeigt die DE 40 40 291 A1 die Verwendung einer Blattfeder, welche durch die Bewegung eines sich mit der Klappe bewegenden Scharnierteils spannbar ist. Auch durch die Maßnahme soll die Öffnungsbewegung in der Anfangsphase unterstützt werden.
Während die US 48 45 905 A auf eine Vorrichtung zum Aufstellen eines Dachflächenfensters gerichtet ist, bezieht sich die DE 40 40 291 A1 auf die Türe eines Haushaltsgeräts, wobei ein am Türscharnier angeordnetes Druckelement im geschlossenen Zustand der Türe auf ein an der Tür angeordnetes Federelement drückt und die Tür so unter Vorspannung hält. Die bekannten Anordnungen sind nicht bestimmt und geeignet, die Betätigung einer Klappe eines Kraftfahrzeuges zu erleichtern, da dort sowohl vorn Bewegungsablauf, den auftretenden Kräften und den Temperaturen andere Voraussetzungen vorliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine robuste und zugleich zuverlässig wirkende Kraftunterstützung zusätzlich zur Gasdruckfeder zu schaffen, die in der ersten Öffnungsphase von Klappen, insbesondere an Kraftfahrzeugen, die stark abfallende Kennlinie beim Schließen der Klappe korrigiert.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.
Das erfindungsgemäße Ausstellgelenk erfordert kein Sonderhandlung während des Fertigungsprozesses im Automobilbau. Es wird im Rohbau mitlackiert, d.h. bereits vor dem eigentlichen Lackiervorgang eingebaut und mit der (Heck-)Klappe eingestellt. Eine Nachjustierung nach dem Lackieren entfällt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren erläutert. Es zeigt:
1 eine prinzipielle Darstellung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs mit Gasfeder und einer in der ersten Öffnungsphase unterstützenden Blattfeder,
2 eine Detail-Darstellung gemäß 1 mit Darstellung des Hubweges der Blattfeder sowie
3a und 3b eine Anordnung nach 1 oder 2 mit einer zusätzlichen Justiereinrichtung für die Blattfeder.
1 zeigt die Heckpartie eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe 7, die um eine links angedeutete horizontale Achse 16 schwenkbar ist.
Die Kraftsteuerung beim Öffnen und Schließen der Klappe 7 erfolgt in an sich bekannter Weise grundsätzlich über eine Gasdruckfeder 12, die zwischen einem Festpunkt 5 und einem Anlenkpunkt 11 nahe der Schwenkachse 16 der Klappe 7 angeordnet ist (4-Gelenk-Kinematik). Wegen der besonderen Kennlinie einer Gasdruckfeder 12, d.h. wegen der stark abfallenden Kennlinie zum Ende des Schließvorgangs fällt die Klappe 7 in der Endphase des Schließens nach dem Stand der Technik leicht unsanft ins Schloss, d.h. die Klappe 7 schließt. Beim Öffnen muss beim Stand der Technik dann zunächst wieder relativ viel Kraft aufgewendet werden, um die Klappe 7 zu öffnen und bis zum Öffnungswinkel alpha des Kräfteausgleichs, d.h. kurz vor dem Beginn des selbständigen Hochschwingens der Klappe 7 unter der Wirkung der Gasdruckfeder 12 zu bewegen.
In der Schließ-Endstellung bildet die Klappe 7 mit der Gasdruckfeder 12 einen sehr flachen Winkel. Das resultierende Klappenöffnungsmoment ist daher beim Stand der Technik derart gering, dass es im Normalfall nicht ausreicht, die Klappe 7 in Öffnungsrichtung zu bewegen.
Hier wird erfindungsgemäß durch eine in dieser Öffnungsphase wirksam werdende Blattfeder 3 Abhilfe geschaffen, die an einen Scharnierwinkel 10 des Kofferraums angreift.
Die Blattfeder 3 ist zum einen am Festpunkt 5 der Gasdruckfeder 12 gelagert und liegt ferner an einem Auflagepunkt 4 an, der zur Veränderung der Federkennlinie der Blattfeder 3 durch Umsetzen von einer Aussparung 17 des Scharnierwinkels 10 zu einer anderen Aussparung 17 verlegt werden kann. Durch Änderung der freien Länge der Blattfeder 3 kann somit die Federkennlinie der Blattfeder 3 geändert werden.
Dies kann auch durch exakt und stufenlos justierbare Einstellelemente erreicht werden. Bei dem in 3a dargestellten Einstellelement handelt es sich um einen Exzenter 18, der von einer Seite her beispielsweise durch den Scharnierwinkel 10 hindurchtritt, mit seiner Anlagefläche 20 am Scharnierwinkel 10 anliegt, wobei ein Exzenter 21 über eine Kontermutter 22 sicher in der jeweils gewünschten Position arretiert wird. Auf diese Weise kann die Anlageposition der Blattfeder 3 am Einstellelement stufenlos verstellt und exakt fixiert werden.
Ganz entsprechendes lässt sich auch mit einem als Stellschraube 19 ausgebildeten Gewindestift 23 erreichen, dessen Stützfläche 24 an der Blattfeder 3 zur Anlage kommt und damit die Anlageposition der Blattfeder 3 an diesem Einstellelement bestimmt. Auch hier ist eine stufenlose Einstellung möglich. Die Arretierung in der jeweils gewünschten Position erfolgt auch hier über eine Kontermutter 25.
Damit ist es möglich, die Kraftsteuerung der Klappe 7 so zu beeinflussen, dass die geschlossene Klappe 7 nach dem Entriegeln (Aufschließen) bis zum Kräfteausgleichswinkel selbständig öffnet oder aber auch gewünschtenfalls ohne Haltepunkt vollständig öffnet.
Wie 2 erkennen lässt, wird das freie Ende 2 der Blattfeder 3 in der letzten Schließphase der Klappe 7 von einem mit der Klappe 7 auslenkbaren Scharnierteil 1 um den Weg H ausgelenkt und damit gespannt. Die auf diese Weise gespeicherte Federenergie der Blattfeder 3 steht bei einem nachfolgenden Öffnungsvorgang der Klappe 7 zusätzlich zur Gasfederenergie zur Verfügung und verstärkt die Öffnungskräfte in der ersten Öffnungsphase der Klappe 7.
Als Variante kann diese zusätzliche Blattfeder 3 so ausgelegt werden, dass sie über den Kräfteausglieichswinkel hinaus öffnet und somit keinen Haltepunkt entstehen lässt, d.h. die Klappe 7 ohne einen Haltepunkt vollständig öffnet.
Die Auflage- bzw. Einspannpunkte 4 und 5 der Blattfeder 3 sind so gewählt, dass das freifedernde Ende 2 seitenstabil über den Auflagepunkt 4 der eingespannten Blattfeder 3 zwischen Auflage- und Einspannpunkt 4 bzw. 5 auch zur Federung verwendbar ist. Die Blattfeder 3 nimmt im gespannten Zustand in etwa die in 2 dargestellte Wellenform mit einer Oberwelle einerseits und einer Unterwelle andererseits zu beiden Seiten des Auflagepunktes 4 an.
Die Blattfeder 3 ist im Kraft-Weg-Verhältnis auf den gewünschten Öffnungswinkel α und das Restmoment der Klappe 7 derart abgestimmt, dass keine spürbare Handkraft-Erhöhung auftritt. Der Verlauf der erforderlichen Hand-Betätigungskraft – am Klappengriff 8 gemessen – zeigt beim Öffnen der Klappe 7 eine anstehende gespeicherte Kraft im geschlossenen Zustand der Klappe 7, die nach dem Öffnen bei Erreichen des Öffnungswinkels α infolge des Kräfteausgleichs im wesentlichen den Wert „0" annimmt. Erst bei Überschreiten dieses Winkels nach Einsatz einer geringen Handkraft wird dieser Punkt des Kräfteausgleichs überwunden und die Klappe 7 schwingt vollständig in die Endlage der Öffnungsstellung.
Mit dieser Öffnungshilfe wird der Bedienungskomfort erheblich gesteigert. Es wird auch ein vollständiges automatisches Öffnen allein mit Hilfe der Fernentriegelung ermöglicht.

Claims

Ausstellgelenk für das Öffnen und Schließen einer Klappe, insbesondere einer Kofferraumklappe an einem Automobil, mit einer Gasdruckfeder und einer zusätzlichen, in der letzten Phase des Schließvorgangs der Klappe in Funktion tretenden Druckfeder, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Schließphase der Klappe (7) zusätzlich wirksam werdende Blattfeder (3) vorhanden ist, die an einem von der Schwenkachse (16) der Klappe (7) entfernten Einspannpunkt (5) der Gasdruckfeder (12) gelagert und mit ihrem freien Ende (2) an einem sich mit der Klappe (7) bewegenden Scharnierteil (1) anliegt und in der letzten Phase des Schließvorgangs der Klappe (7) durch die Bewegung des sich mit der Klappe (7) bewegenden Scharnierteils (1) spannbar ist.
Ausstellgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (3) an einem veränderbaren Auflagepunkt (4) anliegt.
Ausstellgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagepunkt (4) in einer von mehreren Aussparungen (17) eines Scharnierwinkels (10) aufnehmbar ist.
Ausstellgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches, höhenverstellbares Einstellelement zur Justierung der Blattfeder (3) vorhanden ist.
Ausstellgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement ein Exzenter (18) ist.
Ausstellgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement eine Stellschraube (19) ist.