DE202010001670U1

DE202010001670U1 - Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe sowie Klappe und Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung

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Publication number: DE202010001670U1
Application number: DE202010001670U
Authority: DE
Original assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Current assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2020-02-03
Also published as: DE112011100411A5; WO2011095432A1; DE112011100411B4

Abstract

Vorrichtung (30; 46) zum Schließen einer schwenkbaren Klappe (4), insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen ersten Anbindungspunkt (16) für ein Kraftelement (14) an einem Scharnierbügel (26) der Klappe (4); einen zweiten Anbindungspunkt (20) für ein Kraftelement (14) an einem gegenüber der Klappe (4) feststehenden Bereich; und ein Kraftelement (14), insbesondere ein Federelement (14), beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, die zwischen dem ersten Anbindungspunkt (16) und dem zweiten Anbindungspunkt (20) angeordnet ist, wobei der erste Anbindungspunkt (16) des Federelements (14) oder der zweite Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) so verschiebbar ist, dass das schließende Moment erhöht wird und somit die Klappe (4) schließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, eine schwenkbare Klappe, insbesondere eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, mit einer solchen Vorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Klappe.
Heckklappen von Kraftfahrzeugen werden zumeist manuell mit Unterstützung von Zugfedern oder Gasfedern zwischen der Heckklappe und einem Anbindungspunkt an der Karosserie geöffnet und geschlossen. Für Kraftfahrzeuge im Premiumsegment werden vermehrt automatisch öffnende und schließende Heckklappen angeboten. Automatische Heckklappenöffnungen und -schließungen werden derzeit mittels einer Kombination aus Spindeln und Druckfedern realisiert. Derartige Heckklappenantriebe sind sehr aufwendig, und deswegen sind solche automatischen Heckklappenöffnungen und -schließungen bisher im Wesentlichen auf das Premiumsegment und auf Steilheckfahrzeuge beschränkt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe bereitzustellen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist und gleichzeitig ein zuverlässiges automatisches Schließen des Deckels gewährleistet. Des Weiteren sollen eine schwenkbare Klappe mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Schutzansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, umfasst einen ersten Anbindungspunkt für ein Kraftelement an einem Scharnierbügel der Klappe, einen zweiten Anbindungspunkt für ein Kraftelement an einem gegenüber der Klappe feststehenden Bereich und ein Kraftelement, insbesondere ein Federelement, beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, das/die zwischen dem ersten Anbindungspunkt und dem zweiten Anbindungspunkt angeordnet ist. Dabei ist der erste oder der zweite Anbindungspunkt des Kraftelements so verschiebbar, dass das schließende Moment erhöht wird, sodass eine Schließbewegung des Scharnierbügels und somit der Klappe bewirkt wird und die Klappe schließt.
Üblicherweise ist der Scharnierbügel um eine Scharnierachse gegenüber einem feststehenden Bereich der Vorrichtung schwenkbar, insbesondere zwischen einer geöffneten Position der Klappe und einer geschlossenen Position der Klappe.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe stellt ein kostengünstiges, einfaches System zum automatischen Schließen von Heckklappen mit Bügelscharnieren dar. Die Kosten einer derartigen Vorrichtung sind gegenüber herkömmlichen Schließvorrichtungen mit automatischem Antrieb deutlich reduziert, was es ermöglicht, die erfindungsgemäße Schließvorrichtung nicht nur bei Kraftfahrzeugen im Premiumsegment, sondern auch bei günstigeren Fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen in der Mittelklasse vorzusehen.
Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung genügt den Sicherheitsanforderungen, da nur geringe Schließkräfte und Scherkräfte im System vorhanden sind. Weitere Komfortfeatures, wie beispielsweise ein Einklemmschutz, können mit geringfügigem Zusatzaufwand bereit gestellt werden.
Durch Verschieben des scharnier- oder karosserieseitigen Anbindungspunkts kann die Kinematik derart beeinflusst werden, dass eine Schließung der Klappe, insbesondere bis in die Schließraste des Schlosses, realisiert wird. Gegenüber Kraftfahrzeugen mit einer manuellen Klappenschließung, bei welcher der Fahrer oder Nutzer die Klappe mit mechanischem Aufwand manuell schließen muss, ergibt sich eine deutliche Vereinfachung, eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit und ein signifikanter Komfortgewinn.
Der Schließvorgang der Klappe muss durch den Fahrer oder Nutzer nunmehr nur noch durch Starten der Verschiebung des ersten karosserieseitigen oder des zweiten scharnierseitigen Anbindungspunktes des Kraftelements initiiert, aber nicht mehr selber mit Kraftaufwand durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung kann bei einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs ein- oder beidseitig vorgesehen sein, und sie hat einen einfachen Systemaufbau.
Durch ein kontinuierliches Verschieben des ersten karosserieseitigen oder des zweiten scharnierseitigen Anbindungspunkts übersteigt das Schließmoment der Klappe das öffnende Federmoment nur mit einer geringen Änderungsgeschwindigkeit. Dadurch wird gewährleistet das die Klappe langsam und kontrolliert schließt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist eine motorische Verschiebeeinrichtung für den ersten oder zweiten Anbindungspunkt des Kraftelements vorgesehen, die beispielsweise elektrisch sein kann. Durch das Vorsehen einer derartigen Verschiebeeinrichtung für den ersten karosserieseitigen oder den zweiten scharnierseitigen Anbindungspunkt kann das Verschieben des ersten karosserieseitigen oder des zweiten scharnierseitigen Anbindungspunkts und somit das Schließen des Scharnierbügels und der Klappe automatisiert werden.
Vorzugsweise umfasst die Verschiebeeinrichtung eine Motoreinheit, insbesondere einen Schrittmotor mit Getriebeübersetzung und Spindel, der dazu ausgebildet ist, den ersten karosserieseitigen oder den zweiten scharnierseitigen Anbindungspunkt des Kraftelements zu verschieben. Alternativ dazu kann die Motoreinheit auch pneumatisch oder hydraulisch sein. Solche Motoreinheiten sind kostengünstig erhältlich und eignen sich gut für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Schließvorrichtung. Eine solche Motoreinheit muss nur eine relativ geringe Leistung bereit stellen, um eine Schließbewegung des Scharnierbügels und somit der Klappe bewirken zu können. Ein beispielhaftes Differenzmoment, das von der Motoreinheit bereitzustellen ist, beträgt zwischen 10 und 50 Nm, insbesondere 25 Nm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung treibt die Motoreinheit eine Spindel an, und durch die Drehbewegung der Spindel wird eine Spindelmutter, mit welcher der erste Anbindungspunkt oder der zweite Anbindungspunkt des Kraftelements verbunden ist, verschoben. Diese Ausführungsform ist besonders kompakt, kostengünstig und zuverlässig.
Dabei können ferner Führungsschienen für die Spindelmutter vorgesehen sein, um eine seitliche Kraftentlastung der Spindelmutter mit dem daran angebrachten ersten karosserieseitigen oder zweiten scharnierseitigen Anbindungspunkt zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Fall der verschieblichen Ausbildung des ersten, scharnierseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements die Verschiebeeinrichtung an dem Scharnierbügel oder an der Klappe anbringbar oder angebracht.
Die Klappenöffnung wird erreicht, indem das öffnende Moment, resultierend aus Federkraft und Hebelarm, das schließende Moment der Federklappe, resultierend aus Gewichtskraft der Heckklappe und dem Hebelarm des Schwerpunkts, übersteigt. Durch Verschieben oder Verkleinern des Hebelarms des Federmoments wird eine Momentenunterdeckung erreicht. Die Folge davon ist, dass die Klappe selbständig schließt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt die Verschieberichtung des ersten Anbindungspunkts des Kraftelements an dem Scharnierbügel in einem Winkel zur Wirkrichtung des Kraftelements, insbesondere in einem im wesentlichen rechten Winkel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Fall der verschieblichen Ausbildung des zweiten karrosserieseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements die Verschiebeeinrichtung an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Punkt im Kofferraum oder an einem Bereich der Karosserie anbringbar oder angebracht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist bei der verschieblichen Ausbildung des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements dieser zweite Anbindungspunkt so verschiebbar, dass die Wirk- bzw. Zugkraft des Kraftelements reduziert wird, wodurch eine Schließbewegung des Scharnierbügels und somit der Klappe bewirkt wird, was eine Reduzierung der wirkenden Federkraft mit einhergehender Hebelarmveränderung zur Folge hat. Mit anderen Worten wird das Kraftelement ein Stück weit in Richtung Ruheposition des Kraftelements verschoben, was eine Reduzierung der wirkenden Federkraft zur Folge hat.
Vorzugsweise liegt die Verschieberichtung des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements dabei in einem Winkel zur Horizontalen, insbesondere in einem schrägen Winkel zwischen dreißig und sechzig Grad zur Horizontalen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, der oben beschriebenen Art, die zudem auch zum Öffnen dieser Klappe bestimmt ist.
Aus dem geschlossenen Grundzustand der Klappe, entweder als Anfangszustand oder nach erfolgter Schließung und Verschiebung des ersten karosserieseitigen oder des zweiten scharnierseitigen Anbindungspunkts in den Ausgangszustand kann die Klappe beispielsweise nach einer Fernentriegelung selbsttätig geöffnet werden. Diese Selbstöffnung ist durch die Kinematikpunkte im Raum bedingt. Wenn das öffnende Federmoment, das sich aus der Kraft der Zugfeder und deren Hebelarm ergibt, das schließende Moment, das sich aus der Gewichtskraft der Klappe und deren Hebelarm ergibt, übersteigt, erfolgt eine Selbstöffnung der Heckklappe.
Dafür kann nach erfolgter Schließung der Klappe der Anbindungspunkt in die Ausgangsstellung zurück verschoben werden, um wieder eine Selbstöffnung der Klappe mittels des Kraftelements zu ermöglichen.
Im Fall der verschieblichen Ausbildung des ersten, scharnierseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements ist dieser erste Anbindungspunkt dafür so verschiebbar, dass der rechtwinklig zur Wirkrichtung des Kraftelements wirkende Hebelarm so vergrößert wird, dass das öffnende Federmoment größer wird als das schließende Klappenmoment, wodurch eine automatische Öffnung des Scharnierbügels und somit der Klappe bewirkt wird.
Auch bei der verschiebbaren Ausbildung des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts kann nach erfolgter Schließung der zweite Anbindungspunkt in seine Ausgangsstellung zurück gefahren werden, in der eine höhere Federkraft wirkt, um anschließend wieder eine Selbstöffnung der Klappe zu ermöglichen.
Durch konstruktive Gestaltung der Befestigungspunkte scharnier- oder karrosserieseitig kann wahlweise eine manuelle Betätigung oder eine automatische Schließung ermöglicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann durch Verschiebung des Anbindungspunkts genügend Bewegungsenergie der Klappe aufgebaut werden, sodass die Klappe selbsttätig ins Schloss fällt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine schwenkbare Klappe, insbesondere eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs mit einer Schließvorrichtung der oben beschreibenen Art. Der erste Anbindungspunkt des Kraftelements ist dabei an dem Scharnier der Klappe angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der schwenkbaren Klappe ist lediglich einseitig eine Vorrichtung zum Schließen der Klappe der hier beschriebenen Art vorgesehen, was ausreichen kann, um eine zuverlässige Schließbewegung zu bewirken. Dabei kann sich auch eine eingeschränkte Funktion z. B. ein Verrasten im Schloss ergeben.
Eine besonders zuverlässige Schließbewegung ergibt sich, wenn auf beiden Seiten jeweils eine Vorrichtung zum Schließen der Klappe der hier beschriebenen Art vorgesehen ist.
Wenn zudem wenigstens ein Neigungssensor vorgesehen ist, kann auch eine Schließfunktion bei Schiefstellung des Fahrzeugs, bspw. am Hang, bereitgestellt werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug vom Steilhecktyp, mit einer schwenkbaren Heckklappe der oben beschriebenen Art. Der zweite Anbindungspunkt des Kraftelements ist dabei an der Karosserie angeordnet.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Schließvorrichtung und die daraus resultierenden Vorteile ergeben sich in gleicher Weise bei der erfindungsgemäßen Klappe und bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug. Die Ausführungsformen und Vorteile werden zur Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal explizit aufgeführt.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen vom Steilhecktyp, bei denen manuelle Klappenschließungen im Einsatz sind, was mit einiger Kraft und Körperstreckung verbunden ist, kann durch die erfindungsgemäße Schließvorrichtung ein deutlicher Komfortgewinn erzielt werden.
Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung ist darüber rohbauneutral und designneutral, sie kann bei beliebigen Bügelscharnieren zum Einsatz kommen und auf verschiedene Fahrzeugmodelle übertragen werden.
Die Handkraft und die Schließkraft bei der erfindungsgemäßen Schließvorrichtung können individuell eingestellt werden. Sowohl eine Funktion mit Auswerfer-/Servoschloß als auch eine Funktion mit normalem Schloss ist möglich. Ebenso kann eine Notbetätigung, also ein Notöffnen realisiert werden. Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist temperaturstabil.
Bei der erfindungsgemäßen Schließvorrichtung ist kein Einklemmschutz notwendig, da keine feste mechanische Zwangskopplung vorhanden ist. Es sind unterschiedliche Komfortmerkmale durch verschiedene elektronische Ausstattungsvarianten möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiligenden Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Heckklappe mit einer Klappenschließvorrichtung;
2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten schwenkbaren Heckklappe in geöffnetem Zustand, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung der ersten schwenkbaren Heckklappe aus 2;
4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten schwenkbaren Heckklappe in geöffnetem Zustand, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Klappenschließvorrichtung der zweiten schwenkbaren Heckklappe aus 4; und
6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verfahreinrichtung für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt der zweiten schwenkbaren Heckklappe aus 4.
1 zeigt eine Prinzipskizze 2 einer Heckklappe 4 mit einer Klappenschließvorrichtung.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind lediglich exemplarischer Natur. Selbstverständlich sind auch andere als die gezeigten Ausführungsbeispiele vom Wortlaut der Ansprüche umfaßt.
Die in 1 dargestellte Heckklappe 4 ist als Heckdeckel eines Kraftfahrzeugs vom Limousinen- bzw. Stufenhecktyp ausgeführt. Die Heckklappe 4 ist in 1 in geschlossenem Zustand dargestellt, in dem die Haupterstreckungsrichtung in der Horizontalen liegt. Die Heckklappe 4 ist um einen Scharnier-Drehpunkt 6 in Schwenkrichtung 12 nach oben in eine geöffnete Position schwenkbar. Der Scharnier-Drehpunkt 6 ist dabei in 1 exemplarisch oberhalb der Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 gelegen, damit nachfolgend die Momentenverhältnisse besser visualisiert werden können. Der Scharnier-Drehpunkt 6 kann dabei auch in der Ebene der Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 oder geringfügig darunter liegen.
An dem heckwärtigen, in 1 rechts dargestellten Ende weist die Heckklappe 4 einen nach unten geneigten Abschnitt auf, an dessen Ende der Handangriffspunkt 10 und ein hier nicht gezeigtes fernentriegelbares Schloss liegt. Der Heckklappen-Schwerpunkt 8 ist in 1 exemplarisch ungefähr in der Mitte der horizontalen Erstreckung der Heckklappe 4 dargestellt. An diesem Heckklappen-Schwerpunkt 8 ist die nach unten wirkende Gewichtskraft F_g der Heckklappe mittels eines Pfeils visualisiert. Der Hebelarm h₂ der Heckklappe 4 ist ebenfalls dargestellt, er verläuft zwischen dem Scharnier-Drehpunkt 6 und dem Heckklappen-Schwerpunkt 8 in horizontaler Richtung. Das schließende Moment M_zu der Heckklappe 4 ergibt sich zu: M_zu = h₂ × F_g
Die Klappenschließvorrichtung der Heckklappe 4 umfasst eine Zugfeder 14, die sich zwischen dem scharnierseitigen Anbindungspunkt 16 und dem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 erstreckt. In 1 handelt es sich dabei um eine Schrauben-Zugfeder 14, ebenso könnte auch eine Gasfeder zum Einsatz kommen. Der in 1 links, also in Richtung zur Vorderseite des Kraftfahrzeugs hin gelegene scharnierseitige Anbindungspunkt 16 ist dabei insbesondere an einem in 1 nicht dargestellten bügelartigen Scharnier angeordnet, das den Scharnier-Drehpunkt 6 mit der Heckklappe 4 verbindet. Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist dabei insbesondere an einem gegenüber der Heckklappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, beispielsweise in einem Trocken-/Innenraum des Kraftfahrzeugs oder an einem Karosserieteil angeordnet. Die Zugfederkraft der F_ZUG der Zugfeder 14 ist mittels eines in horizontaler Richtung verlaufenden Pfeils dargestellt. Der Hebelarm h₁ der Zugfeder 14 ist hierzu in etwa rechtwinklig dargestellt. Das öffnende Moment M_AUF der Zugfeder 14 ergibt sich wie folgt: M_AUF = h₁ × F_ZUG
Die Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Heckklappe 4 ergibt sich aus dem resultierenden Moment zwischen dem öffnenden Moment M_AUF und dem schließenden Moment M_ZU.
Wenn M_AUF größer als M_ZU ist, so ergibt sich eine Selbstöffnung der Heckklappe 4.
Wenn M_AUF kleiner als M_ZU ergibt sich eine Momentenunterdeckung und somit ein Schließen oder Zufallen der Heckklappe 4.
Gemäß einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis kann nun das öffnende Moment M_AUF durch ein Verfahren des scharnierseitigen Anbindungspunkts 16 oder des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 verändert werden.
Eine exemplarische Verfahrrichtung 18 des scharnierseitigen Anbindungspunkts 16 in vertikaler Richtung ist in 1 mittels eines Doppelpfeils 18 dargestellt. Alternativ dazu kann diese Verfahrrichtung auch in einem Winkel gegenüber der Vertikalen geneigt sein.
Ebenso ist eine exemplarische Verfahrrichtung 22 des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 in 1 mittels eines Doppelpfeils dargestellt. Diese exemplarische Verfahrrichtung 22 verläuft in etwa in der Vertikalen. Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, dass auch eine Verfahrrichtung in einem Winkel schräg nach unten, bei dem nicht nur das resultierende Moment M_AUF verändert wird, sondern zudem noch die Zugfeder 14 ein Stück weit entspannt wird, von Vorteil ist.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten schwenkbaren Heckklappe 4 in geöffnetem Zustand.
Nachfolgend werden die Begriffe vorne und hinten als links und rechts in der Zeichenebene der 2 und 4 liegend verstanden.
Die in den 2 und 4 dargezeigten Stangen oder Balken zeigen einen Versuchsaufbau der schwenkbaren Heckklappe 4 mit jeweiliger Verfahreinrichtung. Bei einer Anordnung der Klappenschließvorrichtung in einem Kraftfahrzeug fehlen diese.
In 2 ist die Heckklappe 4 in vollständig geöffnetem Zustand dargestellt, in dem ihre Haupterstreckungsrichtung im Wesentlichen aufrecht ist. Dabei sind nur ein exemplarischer Abschnitt einer Heckklappe 4 mit einem Scharnierbügel 26, der die Heckklappe mit dem Scharnier-Drehpunkt 6 verbindet, eine Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 und die Zugfeder 14 selbst dargestellt.
Anstelle des schematisch dargestellten Heckklappenabschnitts 4 kann selbstverständlich eine übliche Kraftfahrzeugheckklappe an dem Scharnierbügel 26 befestigt sein, und an der jeweils anderen Fahrzeugquerseite der Heckklappe 4 kann zusätzlich eine weitere Verfahreinrichtung 28 mit Zugfeder 14 vorgesehen werden.
Der scharnierseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist an einem ein Stück weit von dem Scharnier-Drehpunkt 6 entfernten Punkt des Scharnierbügels 26 gelegen, und die Zugfeder 14 verläuft im wesentlichen in horizontaler rückwärtiger Richtung, bezogen auf das Kraftfahrzeug, zu dem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20. Dieser karosserieseitige Anbindungspunkt 20 kann mittels einer hier schematisch erkennbaren Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 verschoben werden, und zwar schräg nach unten, so dass sich die Zugfeder 14 dabei ein Stück weit entspannt.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung 30 der ersten schwenkbaren Heckklappe 4.
Bei der Darstellung der ersten Klappenschließvorrichtung 30 gemäß 3 ist im Unterschied zu der Darstellung der 2 der Scharnierbügel 26 so um den Scharnier-Drehpunkt 6 bzw. die Scharnier-Drehachse 6 geschwenkt worden, dass sich die daran befestigte Heckklappe 4, die in 3 nicht zu sehen ist, in der geschlossenen Position befindet.
In 3 ist exemplarisch die Klappenschließvorrichtung 30 und Scharnierbügel 26 der anderen Fahrzeugquerseite gezeigt, denn die Zugfeder 14 hat ihren scharnierseitigen Anbindungspunkt 16 links von der Schwenkebene des Scharnierbügels 26. Ein Stück weit von der Scharnier-Drehachse 6 beabstandet, ist an dem Scharnierbügel 26 ein scharnierbügelseitiges Befestigungsstück 32 angebracht, von dem nach außen hin in Fahrzeugquerrichtung ein Befestigungszapfen absteht, an dem die Zugfeder 14 mit ihrem scharnierseitigen Anbindungspunkt 16 befestigt ist. Die Zugfeder 14 erstreckt sich von diesem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 nach hinten, in der Zeichenebene in 3 also nach links, wobei die Hauptrichtung der Zugfeder 14 dabei schräg nach unten geneigt ist.
Mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 ist die Zugfeder 14 an einer verschiebbaren Spindelmutter 40 einer Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 befestigt. Die Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 ist gegenüber der in 2 schematisch gezeigten Verfahreinrichtung 28 geringfügig modifiziert, insbesondere erstreckt sich ihre Motoreinheit 34 von ihrem vorderen Ende nach unten, und sie hat gegenüber der Horizontalen eine geringere Neigung. Die Verfahreinrichtung 28 verfügt über eine Adapterplatte 38 mit einer schlitzartigen Führung für die verschiebbare Spindelmutter 40. Eine Spindel 36 verläuft zwischen dem oberen Ende der Motoreinheit 34 an der Vorderseite der Verfahreinrichtung 28 zu dem rückwärtigen Ende der Verfahreinrichtung 28. Auf der Spindel 36 ist die verschiebbare Spindelmutter 40 angeordnet, die durch die Bewegung der Spindel 36 schräg nach hinten oben und schräg nach vorne unten bewegt werden kann. Fest mit der Spindelmutter 40 verbunden ist eine bügelartige Führung, die zum einen durch die schlitzartige Aussparung der Führung der Adapterplatte 38 verläuft und zum anderen um das obere Ende der Adapterplatte 38 übergreift. In der oberen bügelartigen Führung der Spindelmutter 40 ist der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 befestigt, insbesondere ist die Zugfeder 14 in eine Öffnung der bügelartigen Führung der Spindelmutter 40 eingehakt.
Die Verfahreinrichtung 28 ist zur Befestigung an einen gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an oder in dem Kofferraum oder an einem Karosserieteil bestimmt. Bei dem Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 an das hintere Ende der Verfahreinrichtung 28 ist das öffnende Momente M_AUF in Folge der maximalen wirkenden Federkraft und infolge der Veränderung des Hebelarms H₁ maximal, und bei Positionierung des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 an dem vorderen Ende der schlitzartigen Führung in der Adapterplatte 38 ist das öffnende Moment M_AUF minimal, infolge entspannteren Zustands der Zugfeder 14 und des veränderten Hebelarms h₁.
Bei einem Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von vorne nach hinten übersteigt das öffnende Moment M_AUF das schließende Moment M_ZU, was eine automatische Öffnung des Scharnierbügels 26 und der Klappe 4 aus der in der 3 gezeigten Position in die in 2 gezeigten Position bewirkt.
Aus der geöffneten Position des Scharnierbügels 26 mit der Klappe 4, wie sie in 2 gezeigt ist, kann durch ein Verschieben des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von der hinteren Position nach vorne eine Schließbewegung bewirkt werden, denn durch das Verschieben des karossierieseitigen Anbindungspunkts 20 nach vorne wird das öffnende Moment M_AUF reduziert und sinkt somit unter das schließende Moment M_ZU ab, was eine automatische Schließung des Scharnierbügels 26 mit Klappe 4 bewirkt.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten schwenkbaren Heckklappe 42 in geöffnetem Zustand.
Bei der perspektivischen Darstellung der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42 mit der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierseitigen Anbindungspunkt 16 stimmen die Ausbildung und die Position des exemplarischen Scharnierbügels 26 und des exemplarischen Heckklappenausschnitts 4 mit denen der 2 überein, wobei es sich einmal um ein linkes Schanier und das andere mal um ein rechtes Scharnier handelt.
Im Unterschied zu 2 ist die auch hier im Wesentlichen waagerecht verlaufende Zugfeder 14 mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 fest an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Teil des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einem Karosserieteil oder einem Befestigungspunkt im Kofferraum verbunden, und der scharnierseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist durch die schematisch dargestellte Verfahreinrichtung 44 gegenüber dem Scharnierbügel 26 verschiebbar ausgebildet.
Der in 4 gezeigte Scharnierbügel 26 und die Klappenschließvorrichtung mit Verfahreinrichtung 44 sind für den Einsatz auf der linken Seite in Kraftfahrzeuglängsrichtung bestimmt, denn die Zugfeder 14 liegt bezogen auf die Schwenkebene des Scharnierbügels 26 außerhalb, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung, des Scharnierbügels 26.
5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung 46 der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42.
In 5 ist die zweite Klappenschließvorrichtung 46 mit der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 von außen, also in 4 schräg von hinten aufgenommen, und zudem befindet sich der Scharnierbügel 26 mit der daran befestigten, in 5 nicht gezeigten Klappe 4, in seiner geschlossenen Position.
Die Zugfeder 14 ist mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Punkt im Kofferraum oder an einem Karosserieteil festgelegt. Der scharnierseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist mittels der Verfahreinrichtung 44 verschiebbar. Die Verfahreinrichtung 44 ist mittels einem Befestigungsstück 58 an dem Scharnierbügel 26 befestigt, und zwar in einigem Abstand von der Scharnier-Drehachse 6. Fest mit dem Befestigungsstück 58 ist eine Adapterplatte 54 verbunden, an deren vorderem und hinteren Ende sich Abstützungen 56 nach außen erstrecken. Unmittelbar hinter der vorderen plattenartigen Abstützung 56 und etwas von dort aus nach unten gerichtet, ist eine Motoreinheit 48 vorgesehen, durch die eine Spindel 50 angetrieben wird, die in eine Richtung zwischen den Abstützungen 56 verläuft. Bei einer Drehbewegung dieser Spindel 50 wird eine Spindelmutter 60 in Richtung nach vorne oder nach hinten verschoben, und nach außen von dieser Spindelmutter 60 steht ein Zapfen weg, welcher den scharnierseitigen Anbindungspunkt 16 für die Zugfeder 14 bildet. Für eine gute Führung der Spindelmutter 60 sind noch drei feststehende, zwischen den Abstützungen 56 verlaufende Führungsstangen 52 vorgesehen, von denen hier zwei zu sehen sind, und die durch entsprechende Aussparungen der Spindelmutter 60 verlaufen, um so eine präzise Führung der Spindelmutter 60 zu gewährleisten.
In der hintersten Position des scharnierseitigen Anbindungspunkts 16, quasi unmittelbar vor der vorderen plattenartigen Abstützung 56, ist das öffnende Moment M_AUF maximal ausgebildet. Durch eine Verschiebung des scharnierseitigen Anbindungspunkts 16 aus der hintersten Position gemäß 5, welche der geschlossenen Klappenstellung entspricht, nach vorne wird das öffnende Moment M_AUF verringert, indem der Hebel H1 verkleinert wird. Wenn man nun die Klappe 4 und den Scharnierbügel 26 aus der in 5 dargestellten geschlossenen Klappenposition öffnen will, so muss man lediglich das Schloss der Heckklappe 4 entriegeln, was eine automatische Klappenöffnung bewirkt, weil ja das öffnende Moment M_AUF größer ist als das schließende Moment M_ZU.
Aus der in 4 gezeigten geöffneten Klappenstellung, bei welcher die Spindelmutter 60 und der scharnierseitige Anbindungspunkt 16 unmittelbar hinter der hinteren plattenartigen Abstützung 56 angeordnet sind, muss man, um die Klappe 4 zu schließen, die Spindelmutter 60 und damit den scharnierseitigen Anbindungspunkt 16 durch die Motoreinheit 48 und die Drehbewegung der Spindel 50 nach vorne verschieben, dadurch wird das öffnende Moment M_AUF reduziert und sinkt unterhalb des schließenden Moments M_ZU ab, so dass eine automatische Schließbewegung des Scharnierbügels 26 und der Klappe 4 bewirkt wird.
Die Öffnungs- und Schließautomatik der Klappe gliedert sich in 4 Bewegungsabschnitte: Zuerst erfolgt ausgehend von der geschlossenen Klappenstellung, beispielsweise durch eine Fernentriegelung des Schlosses, in einem ersten Bewegungsabschnitt die selbstöffnende Klappenbewegung mittels der Zugfeder 14, wie beschrieben. Dann wird in einem zweiten Bewegungsabschnitt der Anbindungspunkt 16 verschoben, wie ebenfalls beschrieben. Dabei übersteigt das schließende Klappenmoment das öffnende Federmoment, und die Klappe 4 fällt langsam und kontrolliert zu (dritter Bewegungsabschnitt), und das Schloss verriegelt. Schließlich fährt der Anbindungspunkt 16 in die Ausgangsstellung zurück, danach ist eine Selbstöffnung mittels der Zugfeder wieder möglich, da ja das öffnende Federmoment größer als das schließende Klappenmoment ist.
6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42.
Dabei ist die Verfahreinrichtung 44 in einer von dem Scharnierbügel 26 abgenommenen Position ohne Befestigungsstück 58 und ohne Zugfeder 14 gezeigt.
Die drei Führungsstangen 52 sind zwischen der hinteren Abstützung 56 und dem oberen Ende der Motoreinheit 48 zu erkennen, und ebenso ist die Spindel 50, die ein Stück weit vor der hinteren Abstützung 56 endet, gut zu erkennen. Des Weiteren sind Befestigungslöcher 62 in der Adapterplatte 54 erkennbar, mittels derer die Adapterplatte 54 und somit die gesamte Verfahreinrichtung 44 an dem Befestigungsstück 58 des Scharnierbügels 26 befestigt werden kann.
Bezugszeichenliste

2: Prinzipskizze einer Heckklappe mit Klappenschließvorrichtung
4: Heckklappe
6: Scharnier-Drehpunkt
8: Heckklappen-Schwerpunkt
10: Handangriffspunkt
12: Schwenkrichtung
14: Zugfeder
16: scharnierseitiger Anbindungspunkt
18: Verfahrrichtung des scharnierseitigen Anbindungspunkts
20: karosserieseitiger Anbindungspunkt
22: Verfahrrichtung des karosserieseitigen Anbindungspunkts
h1: Hebelarm (Feder)
Fzug: Zugfederkraft
h2: Hebelarm (Klappenschwerpunkt)
Fg: Gewichtskraft der Heckklappe
24: erste schwenkbare Heckklappe in geöffnetem Zustand
26: Scharnierbügel
28: Verfahreinrichtung für karosserieseitigen Anbindungspunkt
30: erste Klappenschließvorrichtung
32: scharnierbügelseitiges Befestigungsstück
34: Motoreinheit
36: Spindel
38: Adapterplatte mit Führung
40: verschiebbare Spindelmutter
42: zweite schwenkbare Heckklappe in geöffnetem Zustand
44: Verfahreinrichtung für scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt
46: zweite Klappenschließvorrichtung
48: Motoreinheit
50: Spindel
52: Führungsstangen
54: Adapterplatte
56: Abstützungen
58: Befestigungsstück für Scharnierbügel
60: Spindelmutter mit scharnierbügelseitigem Anbindungspunkt für Zugfeder
62: Befestigungslöcher für Scharnierbügel-Befestigungsstück

Claims

Vorrichtung (30; 46) zum Schließen einer schwenkbaren Klappe (4), insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen ersten Anbindungspunkt (16) für ein Kraftelement (14) an einem Scharnierbügel (26) der Klappe (4); einen zweiten Anbindungspunkt (20) für ein Kraftelement (14) an einem gegenüber der Klappe (4) feststehenden Bereich; und ein Kraftelement (14), insbesondere ein Federelement (14), beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, die zwischen dem ersten Anbindungspunkt (16) und dem zweiten Anbindungspunkt (20) angeordnet ist, wobei der erste Anbindungspunkt (16) des Federelements (14) oder der zweite Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) so verschiebbar ist, dass das schließende Moment erhöht wird und somit die Klappe (4) schließt.
Vorrichtung (30; 46) nach Anspruch 1, wobei eine motorische Verschiebeeinrichtung (28; 44) für den ersten Anbindungspunkt (16) oder den zweiten Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) vorgesehen ist.
Vorrichtung (30; 46) nach Anspruch 2, wobei die Verschiebeeinrichtung (28; 44) eine Motoreinheit (34; 48), insbesondere einen Schrittmotor mit Getriebeübersetzung und Spindel umfasst, der dazu ausgebildet ist, den ersten Anbindungspunkt (16) des Kraftelements (14) oder den zweiten Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) zu verschieben.
Vorrichtung (30; 46) nach Anspruch 3, wobei die Motoreinheit (34; 48) eine Spindel (36; 50) antreibt, und wobei durch die Drehbewegung der Spindel (36; 50) eine Spindelmutter (40; 60), mit welcher der erste scharnierseitige Anbindungspunkt (16) oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) verbunden ist, verschiebbar ist.
Vorrichtung (30; 46) nach Anspruch 4, wobei ferner Führungsschienen (52) für die Spindelmutter (40; 60) zur Kraftentlastung, insbesondere zur seitlichen Kraftentlastung vorgesehen sind.
Vorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Fall der verschieblichen Ausbildung des ersten Anbindungspunkts (16) des Kraftelements (14) die Verschiebeeinrichtung (44) an dem Scharnierbügel (26) oder an der Klappe (4) anbringbar ist/befestigt ist.
Vorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Fall der verschieblichen Ausbildung des ersten Anbindungspunkts (16) des Kraftelements (14) dieser erste Anbindungspunkt (16) so verschiebbar ist, dass der rechtwinklig zur Wirkrichtung (F_Zug) des Kraftelements (14) wirkende Hebelarm (h₁) so verringert wird, dass das öffnende Moment (M_auf = F_Zug × h₁) kleiner wird als das schließende Moment (M_zu = F_g × h₂), das sich aus der Gewichtskraft (F_g) der Klappe (4) und deren Hebelarm (h₂) ergibt, wodurch eine Schließbewegung des Scharnierbügels (26) und somit der Klappe (4) bewirkt wird.
Vorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Verschieberichtung des ersten Anbindungspunkts (16) des Kraftelements (14) an dem Scharnierbügel (26) in einem Winkel zur Wirkrichtung (F_Zug) des Kraftelements (14), insbesondere in einem im Wesentlichen rechten Winkel dazu liegt.
Vorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Fall der verschieblichen Ausbildung des zweiten Anbindungspunkts (20) des Kraftelements (14) die Verschiebeeinrichtung (28) an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe (4) feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Punkt im Kofferraum oder an einem Bereich an der Karosserie anbringbar ist.
Vorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 9, wobei bei der verschiebbaren Ausbildung des zweiten Anbindungspunkts (20) des Kraftelements (14) dieser zweite Anbindungspunkt (20) so verschiebbar ist, dass die Wirkkraft (F_Zug) des Kraftelements (14) verringert wird, wodurch eine Schließbewegung des Scharnierbügels (26) und somit der Klappe (4) bewirkt wird.
Vorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 9 bis 10, wobei die Verschieberichtung des zweiten Anbindungspunkts (20) des Kraftelements (14) in einem Winkel zur Horizontalen, insbesondere in einem schrägen Winkel zwischen 30 und 60 Grad zur Horizontalen liegt.
Vorrichtung (30; 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zudem zum Öffnen der Klappe (4), insbesondere der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, bestimmt ist.
Vorrichtung (30; 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch konstruktive Gestaltung der Befestigungspunkte scharnier- oder karrosserieseitig wahlweise eine manuelle Betätigung oder eine automatische Schließung ermöglicht wird.
Vorrichtung (30; 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei genügend Bewegungsenergie der Klappe (4) durch Verschiebung des Anbindungspunkts (16, 20) aufgebaut wird, sodass die Klappe (4) selbsttätig ins Schloss fällt.
Schwenkbare Klappe (4), insbesondere Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Vorrichtung zum Schließen (30; 46) derselben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Anbindungspunkt (16) des Kraftelements (14) an dem Scharnierbügel (26) der Klappe (4) angeordnet ist.
Klappe (4) nach Anspruch 15, wobei lediglich einseitig eine Vorrichtung zum Schließen (30; 46) der Klappe (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Klappe (4) nach Anspruch 15 oder 16, wobei auf beiden Seiten jeweils eine Vorrichtung zum Schließen (30; 46) der Klappe (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Klappe (4) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei wenigstens ein Neigungssensor vorgesehen ist, um auch eine Schließfunktion bei Schiefstellung des Fahrzeugs, bspw. am Hang, bereitzustellen.
Kraftfahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug vom Limousinentyp, aufweisend eine schwenkbare Heckklappe (4) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der zweite Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) an der Karosserie angeordnet ist.