DE19945755A1

DE19945755A1 - Klappenscharnieranordnung

Info

Publication number: DE19945755A1
Application number: DE19945755A
Authority: DE
Inventors: Werner Warmke; Bernd Klueting; Ireneusz Pawelec
Original assignee: Witte Velbert GmbH and Co KG
Current assignee: Witte Velbert GmbH and Co KG
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-03-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klappenscharnieranordnung mit einem karosserieseitig anzuschlagenden Träger (1), an welchem ein kürzerer (3) und längerer (4) Lenker angelenkt sind, die zur Ausbildung eines Viergelenkscharniers an einem Klappenhalter (2) angelenkt sind. Zur betätigungstechnischen Vereinfachung unter Beibehaltung ihrer toleranzausgleichenden Montierbarkeit ist ein auf einen Lenker (3) im trägerseitigen Anlenkpunkt (5) wirkender Drehantrieb (11) vorgesehen, welcher auf den kürzeren Lenker (3) wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappenscharnieranordnung mit einem karosserieseitig anzuschlagenden Träger, an welchem ein kürzerer und ein längerer Lenker angelenkt sind, die zur Ausbildung eines Viergelenk scharniers an einem Klappenhalter angelenkt sind.

Die bekannte Klappenscharnieranordnung findet Verwendung bei Heck- oder Motorraumklappen. Die Klappenscharnieranordnung liegt in dem vom Rand der Klappe überfangenen Wasserkanal. Sie ist dort karosserieseitig verschraubt. Das bekannte Viergelenkscharnier besitzt einen gekröpften Träger und einen ebenfalls gekröpften Klappenhalter. Die Scharnierlenker sind beidseitig am Träger bzw. Halter angelenkt.

Die Befestigungsschrauben, mittels welchen der Träger mit der Karosserie verschraubt ist, durchgreifen Langlöcher des Trägers, so daß der Träger nach Vormontage derartig lagejustiert werden kann, daß die Klappe bündig mit der die Klappenöffnung umgebenden Karosserie abschließen kann und die Spaltweite zur umgebenden Karosserie eingestellt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Klappen scharnieranordnung betätigungstechnisch zu vereinfachen unter Bei behaltung ihrer toleranzausgleichenden Montierbarkeit.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Der Anspruch 1 sieht einen auf einen Lenker im trägerseitigen Anlenkpunkt wirkenden Drehantrieb vor. Dabei kann der Drehantrieb auf den kürzeren Lenker wirken. Der Antrieb erfolgt bevorzugt über eine Welle, welche durch eine Wellendurchtrittsöffnung der Wandung des die Scharnieranordnung aufnehmenden Wasserkanals tritt. Die Drehung der Welle erfolgt von einem außerhalb des Wasserkanals sitzenden Drehantriebsaggregat. Zur Abdichtung der Wellendurchtrittsöffnung wird sie unmittelbar und flächen parallel unter Zwischenlage eines die Wellenöffnung großzügig umgebenden Dichtungsrings vom Träger überfangen. Die Klappenscharnier anordnung liegt nach wie vor innerhalb des Wasserkanals. Der Antrieb der Klappenscharnieranordnung erfolgt über eine vom Drehantrieb angetriebene Welle. Diese Welle durchgreift eine Wellendurchtrittsöffnung der Wandung des Wasserkanals. Zufolge der flächenparallelen Lage des Trägers zu der Wandung läßt sich diese Öffnung mittels eines Dichtungsringes abdichten, welcher zwischen Breitseite des Trägers und Wasserkanalwandung liegt. Um den nötigen Toleranzausgleich zu gewährleisten, ist der Durchmesser der Wellendurchtrittsöffnung etwa in jeder Radialrichtung um etwa 5 mm größer, als der Wellendurchmesser. Der Dichtungsring umfängt diese Wellendurchtrittsöffnung mit einem derartigen Abstand, daß der erforderliche Toleranzausgleich bei der Montage des Trägers möglich ist. Das vorzugsweise in der Höhlung des Kotflügels angeordnete Drehantriebs aggregat kann einen Abtriebszapfen aufweisen, welcher mit seinem Abtriebsprofil in einer entsprechend profilierten Höhlung der auf den Anlenkpunkt des kürzeren Lenkers wirkenden Welle steckt. Die Welle durchgreift dabei den Träger und ist dort dichtend gelagert. Auf der der Dichtung gegenüberliegenden Seite des Trägers befindet sich der Lenker, welcher mit seinem anderen Arm am Halter eingreift. Auf dem antriebs aggregatseitigen Abschnitt der Welle sitzt ein Zahnsegment. Dieses Zahnsegment greift in ein Letztrad eines von einem Elektromotor angetriebenen Untersetzungsgetriebe ein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Wellen getriebe eine Kupplung. Diese Kupplung kann vor dem Letztrad sitzen und als Trennkupplung ausgebildet sein. Es ist aber auch vorgesehen, daß die Kupplung eine Rutschkupplung ist. Die Trennkuppung kann eine elektro magnetisch in kuppelnden Reibschluß zu Kupplungsreibelementen bringbare Kupplungsscheibe ausbilden. Bei nicht bestromtem Elektromotor ist das der Kupplung vorgeschaltete, elektromotorisch betriebene und selbsthemmende Untersetzungsgetriebe abgeschaltet. Die Klappe ist in diesem Zustand manuell betätigbar. Wenn der Lenker zufolge eines Öffnens oder eines Schließens der Klappe schwenkbewegt wird, dreht sich die Welle mit. Das Zahnsegment treibt lediglich eine der beiden Kupplungshälften an, so daß keine großen Trägheitsmomente angetrieben werden. Vorzugsweise wird bei der Schließbetätigung ein Kraftspeicher aufgeladen, welcher das Klappenöffnen unterstützt. Dieser Kraftspeicher ist vorzugsweise dem Antriebsaggregat zugeordnet. Eine besonders kleine Bauform wird dadurch erzielt, daß der Kraftspeicher auf ein fest mit der Gelenkantriebswelle verbundene Zahnsegment wirkt. Die Verbindung des Zahnsegmentes mit der Gelenkantriebswelle erfolgt über den zuvor beschriebenen Abtriebszapfen des Drehantriebsaggregates. Eine besonders kleine Bauform des Kraftspeichers wird dadurch erzielt, daß er von einer Wendelgang druckfeder ausgebildet ist, welche sich einseitig am Gehäuse des Getriebes abstützt und anderseitig gegen einen auf dem Zahnsegment angeordneten Vorsprung wirkt, so daß sie beim Verschwenken des Zahnsegments gespannt wird. Zwischen Kupplungswelle und Antriebswelle des Lenkers findet bevorzugt eine Getriebeübersetzung derart statt, daß die an der Kupplungswelle wirksamen Drehmomente geringer sind als diejenigen in der Antriebswelle des Lenkers.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand beigefügter Zeichnungen nachfolgend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Klappenscharnieranordnung in halbgeöffneter Stellung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Klappenscharnieranordnung in geschlossenem Zustand,

Fig. 3 die Klappenscharnieranordnung in geschlossenem Zustand mit einem Gasdruckkraftspeicher und aufgeschnittenem Getriebegehäuse,

Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 2, wobei die im Getriebe angeordnete Kupplung als elektromagnetische Trennkupplung ausgebildet ist und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel in der Darstellung gemäß Fig. 3, bei dem der Kraftspeicher im Getriebegehäuse sitzt.

Die erfindungsgemäße Klappenscharnieranordnung besitzt einen Träger 1, welcher in einem Wasserkanal 15 einer Heckklappe anbringbar ist. Die Befestigung an der Wasserkanalwand 15' erfolgt durch in Form von Langlöchern ausgebildeten Befestigungsöffnungen 12 durchdringende Schrauben. Die Langlochausbildung der Befestigungsöffnungen 12 erlauben einen Toleranzausgleich bei der Montage der Klappenscharnieranordnung. Der Träger 1 besitzt im Ausführungsbeispiel eine langgestreckte, im wesentlichen ebene Form.

An einem Gelenkpunkt 5 ist ein kurzer Lenker 3 angelenkt, der mit seinem anderen Ende an einem Gelenkpunkt 7 an dem Klappenhalter 2 angelenkt ist, welcher Klappenhalter die Klappe trägt. Am Gelenkpunkt 8 ist ein längerer Lenker 4 am Klappenhalter angelenkt. Das andere Ende des längeren Lenkers 4 ist am Lagerpunkt 6 am Träger angelenkt. Die Lage der Anlenkpunkte 5 bis 8 und die Länge der Lenker 3, 4 ist so gewählt, daß sich der Halter 2 von einer Parallellage zum Träger 1 in eine Querlage zum Träger 1 schwenken läßt, wobei sich der Halter 2 gleichzeitig vom Träger 1 beabstandet.

Am trägerseitigen Lagerpunkt 5 des kürzeren Lenkers 3, welcher beim Aufschwenken einen größere Schwenkwinkel durchläuft, greift eine Antriebswelle 5 an. Diese Antriebswelle wirkt zusammen mit der Abtriebswelle 21 eines Drehantriebsaggregates 11. Das Drehantriebs aggregat 11 besteht aus einem Getriebegehäuse 9, in welchem sich ein Untersetzungsgetriebe nebst Kupplung befindet und einem Elektromotor 10, dessen Abtriebswelle 33 das Getriebe antreibt.

Wie aus den Fig. 2 und 4 zu entnehmen ist, durchgreift die Welle 5 eine Wellendurchtrittsöffnung 19 der Wandung 15' des Wasserkanals 1 S der Karosserie. Der Durchmesser der Wellendurchtrittsöffnung 19 ist so gewählt, daß die Welle 5 dort mit Spiel durchgreift. Bei zentrischer Anordnung der Welle 5 in der Wellendurchtrittsöffnung 19 kann die Welle in jeder Richtung um +/- 5 mm zum Zwecke des Toleranzausgleiches verlagert werden. In einem entsprechenden Abstand vom Rand der Öffnung 19 liegt ein Dichtungsring 18 um die Wellendurchtrittsöffnung 19 herum. Der Dichtungsring 18 liegt einseitig auf der Wandung 15' auf und wird anderseitig von der parallel zur Wandung 15' verlaufenden Breitseitenfläche des Trägers 1 dichtend beaufschlagt. Hierdurch ist eine statische Dichtung des Wellendurchtritts gegeben. Die Welle 5 durchgreift eine Lageröffnung des Trägers 1. Innerhalb dieser Lageröffnung des Trägers 1 liegt ein Wellenlager 17, welches gleichzeitig auch eine Wellendichtung ausbildet. Auf der der Wellendurchtrittsöffnung 19 gegenüberliegenden Seite des Trägers 1 sitzt auf der Welle 5 der kurze Lenker 3 drehfest auf.

Auf der der Kotflügelhöhlung 16 zugeordneten Seite der Wellendurchtritts öffnung 19 besitzt die Welle 5 eine Einstecköffnung zum formschlüssigen Eintritt eines bspw. verzahnten Antriebszapfens 20 des Drehantriebs aggregate 11.

Das in den Fig. 1 bzw. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt eine Gasdruckfeder als Kraftspeicher zwischen Träger 1 und Klappenhalter 2. Hierzu besitzen Träger 1 und Klappenhalter 2 jeweils einen Anlenkzapfen 14, zwischen welchen die Gasdruckfeder 34 gespannt werden kann.

Der Träger 1 besitzt zusätzlich eine Justierschraube 13, auf welche bei eingeschwenktem Klappenhalter 2 eine entsprechende Gegenschulter zur Auflage kommt. Durch Verstellung der Justierschraube 13 kann die Lage des Klappenhalters 2 zum Träger 1 in der Geschlossenstellung eingestellt werden.

Der Abtriebszapfen 20 wird von einem Ende einer Abtriebswelle 21 ausgebildet, auf welcher ein Zahnsegment 22 fest sitzt, welches sich zusammen mit dem kurzen Lenker 3 verschwenkt. Das Zahnsegment 22 wird angetrieben von einem Letztrad 23. Das Letztrad 23 sitzt auf einer Kupplungswelle 25. Fest mit der Kupplungswelle aber darauf axial verlagert ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kupplungsscheibe 35 angeordnet. Diese Kupplungsscheibe 35 kuppelt reibschlüssig mit einer Reibfläche 28 derart, daß ab einem gewissen Grenzdrehmoment die Reibfläche 28 auf der Kupplungsscheibe 35 rutscht.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Reibfläche 28 einer auf der Kupplungswelle 25 axial verschieblichen Glocke angeordnet. Auf dieser Glocke sitzen ein oder mehrere Elektromagnete 27. Die Elektromagnete 27 sind in der Lage, eine Anziehungskraft auszuüben auf eine Kupplungsscheibe 26. Bei Bestromung der Elektromagnete 27 treten die Reibflächen 28 in reibschlüssige Verbindung zur Kupplungsscheibe 26. Mit der Kupplungsscheibe 26 fest verbunden ist ein Zahnrad 29, welches mit einem Zahnrad 30 kämmt, welches auf derselben Welle sitzt, wie ein Schneckenrad 31, welches von einer auf der Motorwelle 23 sitzenden Schnecke 23 angetrieben wird.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das Zahnsegment 22, welches drehfest mit dem kurzen Lenker 3 gekuppelt ist und bei dessen Schwenkbewegung dieselbe Schwenkbewegung durchmacht, einen Vorsprung 37, welcher als Anschlag wirkt gegen das eine Ende einer Druckfeder 38, welche mit ihrem anderen Ende fest am Getriebegehäuse 9 befestigt ist. Die Druckfeder 38 wirkt als Kraftspeicher, welcher bei geöffneter Klappe entspannt ist und welcher Kraftspeicher sich beim Schließen der Klappe spannt, so daß die Druckfeder 38 Öffnungs unterstützend wirkt. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Vorsprung 37 bis kurz vor Erreichen der Vertikallage der Klappe von der Druckfeder 38 beaufschlagt wird. In einer Totpunktlage gleichkommenden Vertikallage der Klappe soll der Vorsprung 37 aber nicht mehr von der Druckfeder 38 beaufschlagt werden und insbesondere nicht in einer die Vertikalstellung überfahrenden Klappenstellung.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Klappenscharnieranordnung ist die folgende:
Wird mittels einer Fernbetätigung oder einer sonstigen Aktivierung das nicht dargestellte Schloß der Heckklappe geöffnet, wird der Elektromotor 10 derart bestromt, daß er das Untersetzungsgetriebe dreht. Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante wird über die reibschlüssige Kupplung zwischen Reibfläche 28 und Kupplungsscheibe 35 das Letztrad mitgenommen. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird gleichzeitig mit dem Elektromotor 10 der Elektromagnet 27, welcher auf der Glocke sitzt, bestromt, so daß die Kupplungsscheibe 26 gegen die Reibflächen 28 gezogen wird. Dadurch wird ebenfalls eine reibschlüssige Verbindung zum Letztrad 23 verwirklicht. Das Letztrad 23 treibt das Zahnsegment 22 an. Während der Verschwenkung des Zahnsegments 22 entspannt sich entweder die Gasdruckfeder 34 (Ausführungsbeispiel Fig. 3) oder die Druckfeder (Ausführungsbeispiel Fig. 5). Gleichzeitig mit dem Verschwenken des Zahnsegments 22 dreht sich die Abtriebswelle 21, der Abtriebszapfen 20 und die Welle 5. Der kurze Lenker 3 schwenkt den Klappenhalter 2 in die Öffnungsstellung.

Die Öffnungsstellung der Klappe wird durch einen nicht dargestellten Mikroschalter ermittelt. Wird der Mikroschalter betätigt, so setzt die Bestromung des Elektromotors 10 aus.

Das Schließen der Klappe erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Auch hier ist ein nicht dargestellter Mikroschalter vorgesehen, welcher einer Steuerelektronik mitteilt, wenn die Klappe vollständig geschlossen ist, oder eine definierte Spaltstellung eingenommen hat, so daß dann diese der Bestromung des Elektromotors 10 ausgesetzt wird.

Im Falle einer Störung, in welcher der Elektromotor nicht stromversorgbar ist, kann die Klappe trotzdem geschlossen werden. Hierzu muß bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Reibkraft zwischen der Reibfläche 28 und der Kupplungsscheibe 35 überwunden werden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 muß keine derartige Kraft überwunden werden, weil die Kupplung zwischen Reibfläche 28 und Kupplungsscheibe 26 beim stromlosen Elektromagnet 27 getrennt ist. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist bei stromlosem Motor 10 sowohl ein Öffnen, als auch ein Schließen der Klappe ohne erhöhten Kraftaufwand möglich.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsgehalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims

1. Klappenscharnieranordnung mit einem karosserieseitig anzuschlagenden Träger (1), an welchem ein kürzerer (3) und längerer (4) Lenker angelenkt sind, die zur Ausbildung eines Viergelenkscharniers an einem Klappenhalter (2) angelenkt sind, gekennzeichnet durch einen auf einen Lenker (3) im trägerseitigen Anlenkpunkt (5) wirkenden Drehantrieb (11).

2. Klappenscharnieranordnung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen auf einen Lenker (3) im trägerseitigen Anlenkpunkt (5) wirkenden Drehantrieb (11).

3. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (11) auf den kürzeren Lenker (3) wirkt.

4. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb über eine Welle (5, 21), welche durch eine Wellendurchtrittsöffnung (19) der Wandung (15') des die Scharnieranordnung aufnehmenden Wasserkanals (15) tritt, von einem außerhalb des Wasserkanals sitzenden Drehantriebsaggregat (11) erfolgt.

5. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Wellendurchtrittsöffnung (19) letztere unmittelbar und flächenparallel unter Zwischenlage eines die Wellendurchtrittsöffnung (19) großzügig umgebenden Dichtungsrings (18) vom Träger (1) überfangen wird.

6. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehantriebsaggregat (11) in der Höhlung des Kotflügels (16) angeordnet ist.

7. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) die Wellenöffnung (18) mit einem allseitigen Spiel von mindestens +/- 5 mm durchgreift und im Bereich ihres Durchtrittes zu dem auf der der Wellendurchtrittsöfthung (18) abgewandten Seite des Trägers angelenkten Lenker (3) abgedichtet (36) ist.

8. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch ein dem antriebsaggregatseitigen Abschnitt (21) der Welle (5) zugehöriges Zahnsegment (22), in welches ein Letztrad (23) des von einem Elektromotor (10) angetriebenen Untersetzungsgetriebes (23 bis 33) eingreift.

9. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenantriebsgetriebe (20 bis 33) eine Kupplung (24) aufweist.

10. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der . vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (24) eine vor dem Letztrad (23) sitzende Trennkupplung ist.

11. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkupplung eine elektromagnetisch (27) in kuppelnden Reibschluß zu Kupplungsreibelementen (28) bringbare Kupplungsscheibe (26) ist.

12. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (24) auf der Welle (25) des Letztrades (23) sitzt.

13. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Scharnier in Klappenöffnungsrichtung kraftspeicherbeaufschlagt (34, 38) ist.

14. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher (38) dem Antriebsaggregat (11) zugeordnet ist.

15. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher (38) auf ein fest mit der Gelenkantriebswelle (5, 21) verbundendes Zahnsegment (22) wirkt.

16. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher von einer wendelgangförmigen Druckfeder ausgebildet ist, die sich im Getriebegehäuse (9) befindet.

17. Klappenscharnieranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine Getriebeuntersetzung zwischen Kupplungswelle (25) und Antriebswelle (5) des Lenkers (3).