DE19758130A1 - Hubaggregat, insbesondere für einen gegenüber einem festen Teil schwenkbaren Deckel - Google Patents

Hubaggregat, insbesondere für einen gegenüber einem festen Teil schwenkbaren Deckel

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Description

Die Erfindung betrifft ein Hubaggregat nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.
Ein derartiges Hubaggregat ist aus der DE 39 02 361 A1 bekannt, mit dem Heckklappen, Kofferraumdeckel oder auch Motorraumdeckel von Kraft­ fahrzeugen mittels mindestens einer Gasfeder geöffnet werden. Diese min­ destens eine Gasfeder ist zwischen der Karosserie als ortsfestem Teil und dem schwenkbaren Deckel angelenkt. Die Dimensionierung ist derart, daß der Deckel nach einem ersten leichten Öffnen durch die Kraft der Gasfeder angehoben wird. Zum Absenken des Deckels muß mit der Hand eine ent­ sprechende Kraft auf den Deckel ausgeübt werden, um ihn unter Überwin­ dung eines Teils der von der mindestens einen Gasfeder ausgeübten Kraft zu schließen. Dies wird als wenig komfortabel empfunden.
Aus der US 5 588 258 ist es zur Lösung dieses Problems bekannt gewor­ den, parallel zu einer der Gasfedern zwischen dem Deckel und der Karos­ serie eine Teleskop-Stütze anzulenken, die mittels eines von einem Motor angetriebenen Seilzuges auseinandergefahren oder zusammengefahren werden kann. Hierdurch ist ein Schließen des Deckels gegen die Kraft der Gasfedern möglich. Diese Lösung ist außerordentlich aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hubaggregat zu schaffen, das bei einfachem Aufbau ein Öffnen und Schließen von Deckein ermög­ licht.
Gemäß Anspruch 2 ist vorteilhaft, daß das Öffnen des Deckels mittels min­ destens eines Kraftspeichers erfolgt, wobei der senkrechte Abstand zwi­ schen dem dem ortsfesten Teil zugeordneten Anlenkpunkt und der Schwenkachse so eingestellt werden kann, daß das zum Öffnen des Deckels erforderliche Drehmoment so groß ist, daß es das vom Gewicht des Dec­ kels ausgeübte Drehmoment überwindet. Andererseits ist der senkrechte Abstand zwischen dem Anlenkpunkt und der Schwenkachse in eine andere Endlage veränderbar, in der das vom Gewicht des Deckels ausgeübte Drehmoment größer ist, als das vom Kraftspeicher ausgeübte Drehmoment. Die zur Veränderung des Abstandes aufzuwendenden Kräfte sind im Ver­ gleich zu den zum Öffnen der Heckklappe erforderlichen Kräften gering und müssen im wesentlichen nur die Reibungskräfte des Gesamtsystems überwinden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.
Weitere Merkinale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 eine Heckpartie eines Kraftfahrzeuges mit einem Hubaggregat für die Heckklappe und
Fig. 2 die Heckpartie eines Kraftfahrzeuges mit einer zweiten Ausführungs­ form eines Hubaggregates für die Heckklappe,
Fig. 3 die Heckpartie eines Kraftfahrzeuges mit einer dritten Ausführungs­ form eines Hubaggregates für die Heckklappe,
Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung der Heckpartie gemäß Fig. 3 bei ge­ schlossener Heckklappe,
Fig. 5 die Heckpartie gemäß Fig. 4 mit geringfügig geöffneter Heckklappe,
Fig. 6 die Heckpartie gemäß Fig. 5 mit weiter geöffneter Heckklappe,
Fig. 7 die Heckpartie gemäß Fig. 6 mit noch weiter geöffneter Heckklappe,
Fig. 8 die Heckpartie gemäß Fig. 7 mit offener Heckklappe und
Fig. 9 die Heckpartie gemäß Fig. 8 mit geringfügig geschlossener Heckklappe.
In den Fig. 1 und 2 ist die Heckpartie eines Kraftfahrzeuges dargestellt, das mit einer Heckklappe 1 versehen ist, die um eine obere Schwenkachse 2 an der Karosserie 3 schwenkbar angelenkt ist. An beiden Seiten der Heckklap­ pe 1 sind Gasfedern 4 angelenkt. Jede Gasfeder 4 weist ein im wesentli­ chen zylindrisches Gehäuse 5 auf das an seinem einen Ende 6 geschlossen ausgebildet. Hier ist ein Schwenkgelenk 7 zur schwenkbaren nicht ortsfe­ sten Verbindung mit einer Seitenwand 8 der Karosserie 3 ausgebildet.
Am anderen Ende 9 des Gehäuses 5 ist eine Kolbenstange 10 aus dem Ge­ häuse 5 herausgeführt, die mittels eines Schwenkgelenks 11 an der Heck­ klappe 1 angelenkt ist.
Das Schwenkgelenk 7 ist in einem ortsveränderlichen Lager 12 gelagert. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 1 ist dieses Lager 12 in einer an der jewei­ ligen Seitenwand 8 der Karosserie 3 angebrachten Führung 13 verschiebbar gelagert. Das Lager 12 ist in dieser Führung 13 mittels einer von einem Elektromotor 14 antreibbaren Spindel 15 verschiebbar. Das Lager 12 ist zwischen einer in Fig. 1 ausgezogen dargestellten Endlage 16 und einer in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Endlage 17 verschiebbar. In der in Fig. 1 oben dargestellten, der Schwenkachse 2 benachbarten Endlage 16 ist die Länge a des wirksamen Hebelarms zwischen der Gasfeder 4 und der Schwenkachse 2 verhältnismäßig klein, so daß die Heckklappe 1 aus der in Fig. 1 gestrichelt dargestellten geöffneten Stellung in die in Fig. 1 ausgezo­ gen dargestellte geschlossene Stellung ab sinkt. Auch wenn sich bei dieser Absenkbewegung der Heckklappe 1 die Länge a dieses wirksamen Hebel­ arms ändert, so ist doch das von der Gasfeder 4 auf die Heckklappe 1 auf­ gebrachte in Öffnungsrichtung 18 der Heckklappe 1 wirkende Drehmoment kleiner, als das entgegengesetzt, also in Schließrichtung wirkende Dreh­ moment, das sich aus der Lage des Schwerpunktes 19 der Heckklappe 1 und dessen wirksamen Abstand zur Schwenkachse 2 ergebende Drehmo­ ment.
Wenn sich dagegen das Lager 12 in der in Fig. 1 unten, d. h. entfernt von der Schwenkachse 2, dargestellten Endlage 17 befindet, dann ist die Länge b des wirksamen Hebelarms zwischen der Gasfeder 4 und der Schwenkach­ se 2 größer als die Länge a. Das von der Gasfeder 4 in der Endlage 17 des Lagers 12 auf die Heckklappe 1 in Öffnungsrichtung 18 ausgeübte Dreh­ moment ist größer als das entgegen der Öffnungsrichtung 18 durch das Ge­ wicht der Heckklappe 1 ausgeübte Drehmoment, d. h. die Heckklappe 1 wird nach oben geschwenkt. Die Lage und Richtung der Führung 13 relativ zur Schwenkachse 2 und der Abstand der Endlagen 16, 17 voneinander und die Lage des Schwenkgelenks 11 an der Heckklappe 1 sind derart gewählt, daß dieser Effekt eintritt.
Die geschilderte Ausgestaltung führt zu folgender Wirkungsweise: Bei geschlossener Heckklappe 1 befindet sich das Lager 12 und damit das Ende 6 der Gasfeder 4 in der Endlage 16. Der senkrechte Abstand zwi­ schen der Schwenkachse 2 und dem Schwenkgelenk 7 ist der Ausgangsab­ stand cA.
Wenn die Heckklappe 1 in Öffnungsrichtung 18 geöffnet werden soll, wird das Lager 12 mittels des Elektromotors 14 und der Spindel 15 in die andere Endlage 17 verfahren. In der Endlage 17 ist der senkrechte Abstand zwi­ schen der Schwenkachse 2 und dem Schwenkgelenk 7 der Endabstand cE. Somit ist der Endabstand cE verschieden vom Ausgangsabstand cA. Da­ durch kommt die Gasfeder 4 in die geschilderte Stellung, in der sie die Heckklappe 1 öffnet bis in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Stellung. In dieser Stellung verbleibt das Lager 12, so lange die Heckklappe 1 geöffnet ist. Wenn die Heckklappe 1 geschlossen werden soll, wird durch umge­ kehrten Antrieb des Elektromotors 14 mittels der Spindel 15 das Lager 12 in die der Schwenkachse 2 benachbarte Endlage 16 verfahren, wodurch die Heckklappe 1 in der bereits geschilderten Weise entgegen der Öffnungs­ richtung 18 schließen kann.
Soweit bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mit dem Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 1 identische Teile vorhanden sind, werden gleiche Bezugsziffern verwendet. Soweit funktionell gleiche, konstruktiv aber an­ dere Teile verwendet werden, werden die gleichen Bezugsziffern mit einem hochgesetzten Strich verwendet. Bereits beschriebene Teile werden nicht erneut beschrieben.
In der Führung 13' ist ein Schiebelager 20 verschiebbar, an dem eine Zug- Druck-Stange 21 mittels eines Schwenkgelenks 22 schwenkbar gelagert ist. An der Seitenwand 8 der Karosserie 3 ist ein Schwenkhebel 23 um ein orts­ festes Schwenkgelenk 24 ortsfest gelagert. Der Schwenkhebel 23 und die Stange 21 sind mit einem Lager 12' schwenkbar miteinander verbunden, an dem auch das Schwenkgelenk 7 der Gasfeder 4 angelenkt ist.
Durch Verschieben des Schiebelagers 20 mittels des Elektromotors 14 und der Spindel 15 zwischen zwei Endlagen 25, 26 des Schiebelagers 20 wird das Lager 12' zwischen zwei Endlagen 16', 17' bewegt, von denen die Endlage 16' einer in Fig. 2 geschlossen dargestellten geschlossenen Stel­ lung der Heckklappe 1 zugeordnet ist, während die andere Endlage 17' der gestrichelt dargestellten geöffneten Stellung der Heckklappe 1 zugeordnet ist. Durch die Anordnung des Lagers 12' an dem durch die Stange 21 und den Schwenkhebel 23 gebildeten Hebelsystem wird das Lager 12' auf einem Teilkreis des Schwenkgelenks 24 bewegt. Die Drehmomentenver­ hältnisse sind so, wie sie bereits für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben wurden. Das Öffnen und Schließen der Heckklappe 1 geht in der gleichen Weise vor sich. Zu den Endlagen 16', 17' korrespondieren ein Ausgangsabstand c'A bzw. ein Endabstand c'E.
Das Öffnen bzw. Schließen der Heckklappe 1 kann bereits beim Verschie­ ben des Lagers 12 bzw. 12' zwischen den Endlagen 16, 17 bzw. 16', 17' erfolgen.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 3 bis 9 ge­ zeigt. Soweit hierbei mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 1 und 2 gleiche Teile verwendet werden, werden gleiche Be­ zugsziffern verwendet. Soweit funktionell gleiche, konstruktiv aber andere Teile verwendet werden, werden die gleichen Bezugsziffern mit hochge­ setzten Doppelstrichen verwendet. Hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise wird deshalb auch auf die Beschreibung zum ersten und zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel verwiesen.
In Fig. 3 bzw. 4 ist die Heckpartie eines Kraftfahrzeuges dargestellt, das mit einer Heckklappe 1'' versehen ist, die um eine obere Schwenkachse 2'' schwenkbar an einem Schwenkelement 27 angelenkt ist. Das Schwenkele­ ment 27 ist mit der Karosserie 3'' um eine Karosserie-Schwenkachse 28 schwenkbar verbunden. An beiden Seiten der Heckklappe 1'' sind Gasfe­ dern 4'' angelenkt. Jede Gasfeder 4'' weist ein im wesentlichen zylindri­ sches Gehäuse 5'' auf, das an seinem einen Ende 6'' geschlossen ausgebil­ det ist. Hier ist ein Schwenkgelenk 7'' zur schwenkbaren ortsfesten Ver­ bindung mit der Seitenwand 8'' der Karosserie 3'' ausgebildet.
Am anderen Ende 9'' des Gehäuses 5'' ist eine Kolbenstange 10'' aus dem Gehäuse 5'' herausgeführt, die mittels eines Schwenkgelenks 11'' an der Heckklappe 1'' angelenkt ist.
Das Schwenkelement 27 ist zum einen mit der Karosserie 3'' um eine Ka­ rosserie-Schwenkachse 28 schwenkbar verbunden. Zum anderen ist das Schwenkelement 27 mit der Heckklappe 1'' um die Schwenkachse 2'' schwenkbar verbunden. Zum Verschwenken des Schwenkelements 27 ist eine Antriebseinheit 29 vorgesehen, die mit dem Schwenkelement 27 zu­ sammenwirkt. Die Antriebseinheit 29 kann als Elektromotor ausgebildet sein. Das Zusammenwirken zwischen Schwenkelement 27 und An­ triebseinheit 29 erfolgt durch ein mit der Antriebseinheit 29 verbundenes, von dieser antreibbares Zahnritzel 30, das in eine Verzahnung 31 eingreift, welche fest mit dem Schwenkelement 27 entlang eines Teils seiner Erstrec­ kung verbunden ist.
Anstelle der Verschwenkung mittels Zahnritzel 30 und Verzahnung 31 können auch andere Antriebsmechanismen, wie z. B. ein Gewindeantrieb mit dem Vorteil der Selbsthemmung bei Motorstillstand, vorgesehen sein. Auch kann die Bahn, entlang derer die Schwenkachse 2'' verschoben wird, verändert werden.
Die geschilderte Ausgestaltung führt zu folgender Wirkungsweise:
Bei geschlossener Heckklappe 1'' befindet sich das Schwenkelement 27 in einem in Fig. 4 dargestellten Ausgangszustand. Der senkrechte Abstand zwischen Schwenkachse 2'' und Schwenkgelenk 7'' entspricht dem Aus­ gangsabstand c''A. Zum Öffnen der Klappe 1'' versetzt die Antriebseinheit 29 das Zahnritzel 30 in Drehungen, wodurch durch Zusammenwirken mit der Verzahnung 31 ein Verschwenken des Schwenkelements 27 um die Karosserie-Schwenkachse 28 eintritt. Als Konsequenz der Schwenkbewe­ gung wird der senkrechte Abstand zwischen Schwenkgelenk 7'' und Schwenkachse 2'' vergrößert.
Der fortgesetzte Betrieb der Antriebseinheit 29 ist in den Fig. 5, 6, 7, 8 stroboskopartig gezeigt, d. h. das Schwenkelement 27 und die Heckklappe 1'' sind für sukzessive Winkelpositionen des Zahnritzels 30 dargestellt. In den Fig. 5, 6 und 7 ist die Ausgangsposition der Heckklappe 1'' mit durch­ gezogenen Linien gezeichnet. Die unterbrochenen Linien zeigen die Heck­ klappe 1'' nach einer Teilbewegung. Die mit durchgezogenen Linien ge­ zeichnete Darstellung der Heckklappe 1'' in den Fig. 8 und 9 entspricht der Position der Heckklappe 1'', die in Fig. 7 bzw. 8 gestrichelt dargestellt ist.
In Fig. 8 ist mit durchgezogenen Linien die Endposition des Schwenkele­ ments 27 gezeigt, wobei der senkrechte Abstand zwischen der Schwenkachse 2'' und dem Schwenkgelenk 7'' dem Endabstand c''E ent­ spricht. Die Folge der Fig. 5 bis 8, die, wie bereits oben erwähnt, dem sukzessiven Verschwenken des Schwenkelements 27 beim Öffnen der Heckklappe 1'' entspricht, zeigt, daß der Endabstand c''E verschieden von dem Ausgangsabstand c''A ist. Durch die Verlagerung der Schwenkachse 2'' wird ein automatisches Öffnen der Heckklappe 1'' ermöglicht. Im ge­ schlossenen, Fig. 4 entsprechenden Zustand der Heckklappe 1'' ist das durch das Gewicht der Heckklappe 1'' ausgeübte Drehmoment größer als das der Gasfeder 4''. Wird nun, wie in der Figurensequenz 5 bis 8 gezeigt, der senkrechte Abstand zwischen Schwenkachse 2'' und Schwenkgelenk 7'' erhöht, indem die Schwenkachse 2'' in den Fig. 5 bis 8 nach oben an­ gehoben wird, so wird der Punkt überschritten, bei dem das durch die Gas­ feder 4'' ausgeübte Drehmoment größer ist als durch das Gewicht der Heckklappe 1'' erzeugte Drehmoment. Durch die Federkraft der Gasfeder 4'' wird die Heckklappe 1'' nach oben gedrückt, bis die Heckklappe, wie in Fig. 8 gestrichelt dargestellt, ihre maximale Öffnungsstellung erreicht.
Der Beginn des Schließvorgangs nach maximalem Öffnen der Heckklappe 1'' ist in Fig. 9 gezeigt. Hierzu wird das Schwenkelement 27 durch die Antriebseinheit 29 in die entgegengesetzte Richtung verschwenkt. Als Fol­ ge wird der senkrechte Abstand zwischen Schwenkachse 2'' und Schwenk­ gelenk 7'' reduziert, bis der zum Öffnen der Heckklappe 1'' umgekehrte Vorgang eintritt, daß sich die Heckklappe 1'' durch ihr Eigengewicht schließt. Die Geometrie des Schwenkelements 27 ist so gewählt, daß wäh­ rend des Verschiebens der Schwenkachse 2'' die Position der Kolbenstange 10'' in der Gasfeder 4'' nur gering verändert wird. Dadurch wird aber der Energieaufwand im wesentlichen auf die Überwindung der Reibungskräfte im Gesamtsystem reduziert.

Claims (11)

1. Hubaggregat, insbesondere für einen gegenüber einem ortsfesten Teil (8; 8'') um eine Schwenkachse (2; 2'') schwenkbaren Deckel (1; 1''),
  • - mit mindestens einem längenverstellbaren Kraftspeicher (4; 4''), der
  • - ein erstes Ende (6; 6'') und ein zweites Ende,
  • - ein am ersten Ende (6; 6'') angebrachtes Anlenkelement (7; 7'') zur Ver­ bindung mit einem dem ortsfesten Teil (8; 8'') zugeordneten Lager (12; 12'; 12'') und
  • - ein an dem zweiten Ende angebrachtes Anlenkelement (11; 11'') zur Be­ festigung an dem Deckel (1; 1'') aufweist
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der senkrechte Abstand zwischen der Schwenkachse (2; 2'') und dem Anlenkelement (7; 7'') zwischen einem Ausgangsabstand (cA; c'A; c''A) und einem Endabstand (cE; c'E; c''E) derart veränderbar ist,
  • - daß beim Einstellen des Ausgangsabstandes (cA; c'A; c''A) der Deckel (1; 1'') gegen das vom Kraftspeicher (4; 4'') ausgeübte Drehmoment schließt und
  • - daß beim Einstellen des Endabstandes (cE; c'E; c''E) der Deckel (1; 1'') durch das vom Kraftspeicher (4; 4'') ausgeübte Drehmoment geöffnet wird.
2. Hubaggregat, insbesondere für einen gegenüber einem festen Teil um eine Schwenkachse (2) schwenkbaren Deckel (1),
  • - mit mindestens einem längenverstellbaren Kraftspeicher (4), der
  • - ein erstes Ende (6) und ein zweites Ende,
  • - ein am ersten Ende (6) angebrachtes Anlenkelement (7) zur Verbindung mit einem dem ortsfesten Teil (8) zugeordneten Lager (12, 12') und
  • - ein an dem zweiten Ende angebrachtes Anlenkelement (11) zur Befesti­ gung an dem Deckel (1) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß das dem ortsfesten Teil zugeordnete Lager (12, 12') zwischen einer ersten Endlage (16, 16') und einer zweiten Endlage (17, 17') derart ver­ schiebbar ist, daß bei Verschieben des Lagers (12, 12') in die erste Endlage (16, 16') der Deckel (1) gegen das vom Kraftspeicher (4) ausgeübte Dreh­ moment schließt und daß bei Verschieben des Lagers (12, 12') in die zweite Endlage (17, 17') der Deckel (1) durch das vom Kraftspeicher (4) ausgeübte Drehmoment geöffnet wird.
3. Hubaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (12, 12') mittels eines motorischen Antriebs (14) verschieb­ bar ist.
4. Hubaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (12) in einer Führung (13) verschiebbar gelagert ist.
5. Hubaggregat nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (14) an dem Lager (12) angreift.
6. Hubaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (12') Teil eines verstellbaren Hebelsystems (21, 23) ist.
7. Hubaggregat nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Punk:t des Hebelsystems (21, 23) mittels eines Schiebelagers (20) in einer Führung (13') verschiebbar ist, an dem der Antrieb (14) angreift.
8. Hubaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwenkelement (27) vorgesehen ist, welches
  • - mit dem ortsfesten Teil (8'') verbunden ist und um eine ortsfeste durch den ortsfesten Teil (8'') verlaufende Achse (28) verschwenkbar ist und
  • - mit dem Deckel (1'') verbunden ist, welcher um die durch das Schwenkelement (27) verlaufende Schwenkachse (2'') verschenkbar ist.
9. Hubaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem ortsfesten Teil (8'') verbundene Antriebseinheit (29) vorgesehen ist, die mit dem Schwenkelement (27) zum Verschwenken desselben zusam­ menwirkt.
10. Hubaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebseinheit (29) ein drehbar antreibbares Zahnritzel (30) aufweist, der mit einer mit dem Schwenkelement (27) verbundenen Verzahnung (31) zu­ sammenwirkt.
11. Hubaggregat nach einem der Ansprüche 1 oder 8 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet daß das Anlenkelement (7'') mit dem ortsfesten Teil (8'') fest verbunden ist und die Schwenkachse (2'') gegenüber dem ortsfesten Teil (8'') vermittels des Schwenkelements (27) verschiebbar ist.
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