EP1650390A2 - Antriebsanordnung zur Betätigung der Klappe eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Antriebsanordnung zur Betätigung der Klappe eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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EP1650390A2
EP1650390A2 EP05021990A EP05021990A EP1650390A2 EP 1650390 A2 EP1650390 A2 EP 1650390A2 EP 05021990 A EP05021990 A EP 05021990A EP 05021990 A EP05021990 A EP 05021990A EP 1650390 A2 EP1650390 A2 EP 1650390A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
flap
drive
axis
push rod
motor vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05021990A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1650390A3 (de
Inventor
Mehmet Güler
Andreas Heinrich
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Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Original Assignee
Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG filed Critical Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Publication of EP1650390A2 publication Critical patent/EP1650390A2/de
Publication of EP1650390A3 publication Critical patent/EP1650390A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/611—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings
    • E05F15/63—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings operated by swinging arms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/611—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings
    • E05F15/616—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings operated by push-pull mechanisms
    • E05F15/619—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings operated by push-pull mechanisms using flexible or rigid rack-and-pinion arrangements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2201/00—Constructional elements; Accessories therefor
    • E05Y2201/60—Suspension or transmission members; Accessories therefor
    • E05Y2201/622—Suspension or transmission members elements
    • E05Y2201/71—Toothed gearing
    • E05Y2201/72—Planetary gearing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/546—Tailboards, tailgates or sideboards opening upwards

Definitions

  • the present invention relates to a drive assembly for actuating the flap of a motor vehicle having the features of the preamble of claim 1 and a corresponding drive assembly having the features of the preamble of claim 9. Further, the invention relates to a flap assembly, in particular the tailgate assembly of a motor vehicle with one of the above drive assemblies according to the preamble of claim 11.
  • flap of a motor vehicle is to be understood comprehensively in the present case. Accordingly fall under this not only the tailgate, the boot lid, the hood flap or cargo door of a motor vehicle, but for example, the side doors, or a possibly existing lifting roof of a motor vehicle.
  • the flap in question is hinged to the body of the motor vehicle about a pivot axis pivotally, whereby a flap opening of the body is closed.
  • the above-mentioned body of the motor vehicle does not include the flap in the present illustration.
  • the flap of the motor vehicle is thus not part of the body of the motor vehicle.
  • a known drive arrangement for the motorized actuation of the flap of a motor vehicle (DE 101 17 935 A1) has to generate the required for the actuation of the flap drive movements, hereinafter called actuation movements, a drive motor with a downstream transmission, designed as a spindle gear with spindle and spindle nut is.
  • the spindle nut is coupled via a bell crank drive technology with the flap.
  • Another known drive arrangement (DE 102 25 581 A1) has a pinion-rack gear ratio for actuating the flap of a motor vehicle.
  • a drive motor is arranged on the flap near the flap axis.
  • the rack is pivotally articulated with respect to the flap axis on the body of the motor vehicle and is in engagement with a pinion of the drive motor.
  • the known drive arrangement (WO 00/68538 A1), from which the invention proceeds, has a arranged on the C-pillar of a motor vehicle drive with a drive motor and a downstream transmission, wherein the transmission has a pivotable about an actuator axis control element and a push rod ,
  • the push rod is articulated on the one hand eccentrically with respect to the actuator axis on the adjusting element and on the other hand articulated eccentrically with respect to the flap axis on the flap.
  • the articulation of the push rod on the flap is provided in an area in which a commonly existing gas spring would attack.
  • the actuator axis is aligned substantially parallel to the valve axis.
  • the articulation of the push rod on the flap and on the actuating element is provided in each case pivotally.
  • a disadvantage of the known drive arrangement is the fact that the drive can be arranged exclusively in the area of the C-pillar and thereby "consumed" precious cargo space.
  • the invention has for its object to design the known drive arrangement such and further, that a cost-effective construction is ensured with optimal utilization of the available space.
  • the orientation of the actuator axis substantially perpendicular to the flap axis thus allows an arrangement of the actuating element where in a motor vehicle usually corresponding space is available.
  • the articulation of the push rod now requires two degrees of freedom of movement. This is necessary because the two pivot points of the push rod are now moved in an actuation movement on tracks around mutually perpendicular pivot axes.
  • a linkage via a ball joint or via a universal joint is provided in a preferred embodiment.
  • the preferred embodiments according to claims 3 and 4 ensure a high transmitted via the push rod driving force at least in the closed position and located in the open position flap. This is particularly advantageous in the case of a flap located in the closed position in particular, since the resistance of any existing gas pressure damper must first be overcome during operation and, if necessary, counteracts a "sticking" of the flap seal to the actuating movement.
  • the solution according to the invention allows an arrangement of the drive motor either on the body of the motor vehicle or on the flap. But it is particularly preferred if the drive motor - and thus the adjusting element - is arranged in the region of the rear roof frame of the body.
  • the drive assembly 1 shown in Fig. 1 is in the mounted state. It serves to actuate the flap 2 of the illustrated motor vehicle and has a drive 3 for this purpose. In principle, it can also be provided that a plurality of drives 3, preferably two drives 3, are provided for actuating the flap 2.
  • the flap 2 is pivoted to the body 4 of the motor vehicle about a flap axis 5, whereby the flap opening 6 of the body 4 is closed.
  • the drive 3 is equipped to generate drive movements with a drive motor 7 and with a drive 8 connected downstream of the drive motor 7.
  • This drive movement is called "actuating movement" in the following.
  • the transmission 8 has an adjusting element 10, which is pivotable about an adjusting element axis 9, and a push rod 11 assigned to the adjusting element 10.
  • the push rod 11 is articulated at its one end 12 with respect to the actuator axis 9 eccentrically to the actuator 10. At its other end 13, the push rod 11 is articulated eccentrically with respect to the flap axis 5 on the flap 2.
  • the articulation of the push rod 11 on the flap 2 can be effected directly or indirectly by interposition of one or more further elements. The illustrated and insofar preferred variant will be explained below.
  • 2 and 3 show the drive assembly 1 in the partially disassembled state at half-open flap (Fig. 2) and with the flap 2 closed (Fig. 3).
  • 2 and 3 each show a) a side view and b) a plan view.
  • the articulation of the push rod 11 on the actuator 10 and / or on the flap 2 is a linkage via a ball joint 14. Basically, this articulation can be done on all types of joints that allow two degrees of freedom movement. Further preferred embodiments are here the articulation via a universal joint or the combination of two mutually spaced and mutually perpendicular aligned pivot joints.
  • the actuating element 10 is assigned a first dead center position and a second dead center position.
  • the actuator 10 is in one of the dead center positions, so the adjustment of the actuating element 10 causes no adjustment of the push rod 11 in the direction of its longitudinal axis.
  • these dead center positions are not reached or run through.
  • the dead center positions in the above sense are "theoretical" dead center positions.
  • the actuator 10 is pivoted in the two end positions in each case by about 25 ° from the respective dead center position.
  • the actuating movement is connected to an adjustment of the actuating element 10 by less than 180 ° and preferably with an adjustment by about 130 °.
  • the drive motor 7 is coupled in terms of drive technology with the adjusting element 10 via an outer toothing 15 provided on the adjusting element 10.
  • the outer toothing 15 preferably forms a toothed segment, the angular extent of which corresponds at least to the extent of the adjustment of the adjusting element 10 during the actuating movement.
  • the toothed segment extends over an angular range of about 180 °.
  • the drive motor 7 can also be arranged on the flap 2, preferably in a region near the flap axis 5.
  • This embodiment is somewhat complementary to the embodiment shown in Fig. 1.
  • the drive motor 7, viewed in the transverse direction of the motor vehicle, is arranged in the middle region of the motor vehicle in the mounted state.
  • a lateral arrangement of the drive motor 7 - and thus of the actuating element 10 - conceivable.
  • two drives 3 are each provided with drive motor 7 and downstream transmission 8 on opposite sides. Then a corresponding mechanical and / or control technology synchronization of the two drives 3 is required.
  • FIG. 2 A comparison of Figs. 2 and 3 shows that the push rod 11 is pivoted relative to the actuator 10 not only in the actuator plane, but also perpendicular thereto. For this purpose, the above-mentioned degrees of freedom of movement the articulation of the push rod 11 to the actuator 10 is required. The same applies, of course, for the coupling of the push rod 11 to the flap. 2
  • the reverse actuation movement ie the adjustment of the flap 2 from the closed position to the open position, is effected accordingly by an adjustment of the actuating element 10 in FIGS. 2 and 3 on the left.
  • opening the high drive ratio and thus the high initial transmitted via the push rod 11 driving force is advantageous to overcome the initial resistance of any existing gas pressure damper or the "gluing" of the flap seal.
  • the drive ratio is also high in the flap 2 in the open position (FIG. 1), so that the force required to hold the flap 2 in the open position by the drive motor 7 or by a possibly present brake is comparatively high is low.
  • the actuator 10 has a diameter of about 94 mm, wherein the push rod 11 is articulated on the outside of the actuating element 10.
  • the articulation of the push rod 11 on the flap 2 is here preferably at a distance of about 50 mm from the flap axis fifth provided away.
  • the effective lever arm of the push rod 11 with respect to the flap axis 5 is then approximately 32 mm when the flap 2 is in the closed position.
  • the length of the push rod 11 between the two articulation points is about 145 mm.
  • the vertical extent of the drive assembly 1 without drive motor 7 is only about 25 mm.
  • FIGS. 4 to 6 The drive arrangement 1 according to a further teaching, which has independent significance, is shown in FIGS. 4 to 6.
  • This drive assembly 1 shows the basic principle of a drive 3 with drive motor 7, actuator 10 and push rod 11. In that regard, reference may be made to the above statements.
  • the push rod 11 is articulated eccentrically with respect to the flap axis 5 on the body 4 and that the actuator axis 9 is aligned substantially parallel to the flap axis 5. An articulation of the push rod 11 in two degrees of freedom is not required here.
  • the adjusting element 10 is moved to the left in FIG. 4 so that the closed position of the flap 2 shown in FIG. 6 is reached via the position shown in FIG.
  • the drive motor 7 - and thus the adjusting element 10 - is arranged on the flap 2 in the region of the flap axis 5.
  • This is particularly advantageous in that this area of the flap 2 often provides unused space. In accordance with existing space, it is therefore not essential to align the actuator axis 9, as described above, substantially perpendicular to the flap axis 5. As a result, this leads to a particularly simple articulation of the push rod 11 on the adjusting element 10 on the one hand and on the body 4 on the other.
  • the arrangement of the drive motor 7 - and thus of the actuating element 10 - in the flap 2 with the advantage that a restriction of the headroom or the cargo space is not given.
  • the illustrated embodiments show a push rod 11 which is subjected to pressure during actuation.
  • a substantially identically designed pull rod can also be used instead of the push rod 11. Then the linkage on the flap 2 is adjusted accordingly.
  • a clutch may be provided in the drive train of the drive assembly 1, so that in addition to the motor operation, a manual operation is possible.
  • This application relates to a drive device for the flap of a motor vehicle with a planetary gear, wherein one of the elements sun gear, planet carrier and ring gear is braked to realize the desired coupling function.
  • the further independent teaching relates to a tailgate assembly of a motor vehicle, which includes everything that is necessary for achieving the advantages described above. These include u.a. the flap 2, the part of the body 4 of the motor vehicle containing the flap opening 6 and the drive assemblies described above 1. The above statements may be made.

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  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur Betätigung der Klappe (2) eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Antrieb (3), wobei die Klappe (2) an der Karosserie (4) des Kraftfahrzeugs um eine Klappenachse (5) schwenkbar angelenkt und dadurch eine Klappenöffnung (6) der Karosserie (4) verschließbar ist, wobei der Antrieb (3) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen einen Antriebsmotor (7) und ein nachgeschaltetes Getriebe (8) aufweist und wobei mit einer Antriebsbewegung - Betätigungsbewegun g - die Verstellung der Klappe (2) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewirkbar ist, wobei das Getriebe (8) ein um eine Stellelementachse (9) schwenkbares Stellelement (10) und eine Schubstange (11) aufweist und wobei die Schubstange (11) einerseits hinsichtlich der Stellelementachse (9) exzentrisch an dem Stellelement (10) angelenkt und andererseits hinsichtlich der Klappenachse (5) exzentrisch an der Klappe (2) oder an der Karosserie (4) angelenkt ist. Es wird vorgeschlagen, daß die Stellelementachse (9) im wesentlichen senkrecht zu der Klappenachse (5) ausgerichtet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur Betätigung der Klappe eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 9. Weiter betrifft die Erfindung eine Klappenanordnung, insbesondere die Heckklappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer der obigen Antriebsanordnungen gemäß dem Oberbegriff vom Anspruch 11.
  • Der Begriff "Klappe" eines Kraftfahrzeugs ist vorliegend umfassend zu verstehen. Entsprechend fallen hierunter nicht nur die Heckklappe, der Kofferraumdeckel, die Motorhaubenklappe oder Laderaumklappe eines Kraftfahrzeugs, sondern beispielsweise auch die Seitentüren, oder ein ggf. vorhandenes Hubdach eines Kraftfahrzeugs. Die in Rede stehende Klappe ist an der Karosserie des Kraftfahrzeugs um eine Schwenkachse schwenkbar angelenkt, wodurch eine Klappenöffnung der Karosserie verschließbar ist.
  • Es darf darauf hingewiesen werden, daß die oben angesprochene Karosserie des Kraftfahrzeugs bei der vorliegenden Darstellung die Klappe nicht mit einschließt. Die Klappe des Kraftfahrzeugs ist also vorliegend nicht Bestandteil der Karosserie des Kraftfahrzeugs.
  • Die motorische Betätigung von Klappen eines Kraftfahrzeugs, also die motorische Öffnungsbewegung und Schließbewegung, gewinnt heute für die Komfortsteigerung eines Kraftfahrzeugs zunehmend an Bedeutung.
  • Eine bekannte Antriebsanordnung zur motorischen Betätigung der Klappe eines Kraftfahrzeugs (DE 101 17 935 A1) weist zur Erzeugung der für die Betätigung der Klappe erforderlichen Antriebsbewegungen, im folgenden Betätigungsbewegungen genannt, einen Antriebsmotor mit einem nachgeschalteten Getriebe auf, das als Spindelgetriebe mit Spindel und Spindelmutter ausgestaltet ist. Die Spindelmutter ist über einen Umlenkhebel antriebstechnisch mit der Klappe gekoppelt. Nachteilig bei der Verwendung einer Spindel-Mutter-Übersetzung sind grundsätzlich die hohen Realisierungskosten, die geringe Robustheit und insbesondere der hohe Verschleiß.
  • Eine weitere bekannte Antriebsanordnung (DE 102 25 581 A1) weist eine Ritzel-Zahnstangen-Übersetzung zur Betätigung der Klappe eines Kraftfahrzeugs auf. Dabei ist ein Antriebsmotor an der Klappe nahe der Klappenachse angeordnet. Die Zahnstange ist hinsichtlich der Klappenachse schwenkbar an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt und steht in Eingriff mit einem Ritzel des Antriebsmotors. Auch hier ergeben sich hohe Realisierungskosten sowie eine vergleichsweise geringe Robustheit.
  • Die bekannte Antriebsanordnung (WO 00/68538 A1), von der die Erfindung ausgeht, weist einen an der C-Säule eines Kraftfahrzeugs angeordneten Antrieb mit einem Antriebsmotor und einem nachgeschalteten Getriebe auf, wobei das Getriebe ein um eine Stellelementachse schwenkbares Stellelement sowie eine Schubstange aufweist. Die Schubstange ist einerseits hinsichtlich der Stellelementachse exzentrisch an dem Stellelement angelenkt und andererseits hinsichtlich der Klappenachse exzentrisch an der Klappe angelenkt. Die Anlenkung der Schubstange an der Klappe ist in einem Bereich vorgesehen, in dem ein üblicherweise vorhandener Gasdruckdämpfer angreifen würde. Die Stellelementachse ist im wesentlichen parallel zu der Klappenachse ausgerichtet. Die Anlenkung der Schubstange an der Klappe und an dem Stellelement ist jeweils schwenkbar vorgesehen.
  • Nachteilig bei der bekannten Antriebsanordnung ist die Tatsache, daß sich der Antrieb ausschließlich im Bereich der C-Säule anordnen läßt und dadurch kostbaren Laderaum "verbraucht".
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Antriebsanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, daß ein kostengünstiger Aufbau bei optimaler Ausnutzung des vorhandenen Bauraums gewährleistet ist.
  • Das obige Problem wird durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Zunächst ist erkannt worden, daß eine Mindest-Erstreckung des Stellelements in einer Ebene senkrecht zur Stellelementachse ― Stellelementebene ― unerläßlich ist, um die funktionsnotwendige exzentrische Anlenkung der Schubstange am Stellelement gewährleisten zu können. Es ist ferner erkannt worden, daß in einem Kraftfahrzeug üblicherweise hinreichend Bauraum in Ebenen parallel zu der Klappenachse vorhanden ist. Dies betrifft beispielsweise den Bereich des hinteren Dachrahmens an der Karosserie oder den Bereich nahe der Klappenachse an der Klappe.
  • Die Ausrichtung der Stellelementachse im wesentlichen senkrecht zu der Klappenachse ermöglicht also eine Anordnung des Stellelements dort, wo in einem Kraftfahrzeug üblicherweise entsprechender Bauraum vorhanden ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird in Kauf genommen, daß die Anlenkung der Schubstange nunmehr zwei Bewegungs-Freiheitsgrade erfordert. Dies ist notwendig, da die beiden Anlenkpunkte der Schubstange bei einer Betätigungsbewegung nunmehr auf Bahnen um jeweils zueinander senkrechten Schwenkachsen bewegt werden. Für eine derartige Anlenkung ist in bevorzugter Ausgestaltung eine Anlenkung über ein Kugelgelenk oder über ein Kardangelenk vorgesehen.
  • Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 3 und 4 gewährleisten eine hohe über die Schubstange übertragene Antriebskraft jedenfalls bei in der Schließstellung und bei in der Öffnungsstellung befindlicher Klappe. Insbesondere bei in der Schließstellung befindlicher Klappe ist dies insofern besonders vorteilhaft, als bei der Betätigung zunächst der Widerstand ggf. vorhandener Gasdruckdämpfer zu überwinden ist und ggf. ein "Kleben" der Klappendichtung der Betätigungsbewegung entgegenwirkt.
  • Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt eine Anordnung des Antriebsmotors entweder an der Karosserie des Kraftfahrzeugs oder an der Klappe. Besonders bevorzugt aber ist es, wenn der Antriebsmotor ― und damit das Stellelement ― im Bereich des hinteren Dachrahmens der Karosserie angeordnet ist.
  • Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird das obige Problem durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.
  • Dieser weiteren Lehre liegt die Erkenntnis zugrunde, daß an einer Klappe eines Kraftfahrzeugs insbesondere im Bereich der Klappenachse häufig ungenutzter Bauraum von beträchtlicher Größe vorliegt. Dann läßt sich das oben beschriebene Grundkonzept mit Stellelement und Schubstange auch dann vorteilhaft einsetzen, wenn die Stellelementachse im wesentlichen parallel zur Klappenachse ausgerichtet ist. Bei entsprechender Ausgestaltung der Klappe kann dies wiederum zu einer besonders vorteilhaften Ausnutzung des jeweils vorhandenen Bauraums führen.
  • Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird das obige Problem durch eine Klappenanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Auf die obigen Ausführungen zu einer Klappe eines Kraftfahrzeugs darf verwiesen werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
    • Fig. 1
    das Heck eines Kraftfahrzeugs bei geöffneter Klappe mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einer Seitenansicht,
    Fig. 2
    die Antriebsanordnung gemäß Fig. 1, teilweise demontiert, bei halb geöffneter Klappe a) in einer Seitenansicht und b) in einer Draufsicht,
    Fig. 3
    die Antriebsanordnung gemäß Fig. 1, teilweise demontiert, bei geschlossener Klappe a) in einer Seitenansicht und b) in einer Draufsicht,
    Fig. 4
    das Heck eines Kraftfahrzeugs bei geöffneter Klappe mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einer weiteren Lehre in einer Seitenansicht,
    Fig. 5
    die Ansicht gemäß Fig. 4 bei halb geöffneter Klappe,
    Fig. 6
    die Ansicht gemäß Fig. 4 bei geschlossener Klappe.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Antriebsanordnung 1 befindet sich im montierten Zustand. Sie dient der Betätigung der Klappe 2 des dargestellten Kraftfahrzeugs und weist hierfür einen Antrieb 3 auf. Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, daß mehrere Antriebe 3, vorzugsweise zwei Antriebe 3, zur Betätigung der Klappe 2 vorgesehen sind.
  • Die Klappe 2 ist an der Karosserie 4 des Kraftfahrzeugs um eine Klappenachse 5 schwenkbar angelenkt, wodurch die Klappenöffnung 6 der Karosserie 4 verschließbar ist. Es darf darauf hingewiesen werden, daß, wie oben beschrieben, der Begriff "Klappe" vorliegend umfassend zu verstehen ist.
  • Der Antrieb 3 ist zur Erzeugung von Antriebsbewegungen mit einem Antriebsmotor 7 sowie mit einem dem Antriebsmotor 7 nachgeschalteten Getriebe 8 ausgestattet. Durch eine entsprechende Antriebsbewegung ist die Verstellung der Klappe 2 zwischen der in Fig. 1 dargestellten Öffnungsstellung und einer nicht dargestellten Schließstellung bewirkbar. Diese Antriebsbewegung wird im folgenden "Betätigungsbewegung" genannt.
  • Das Getriebe 8 weist ein um eine Stellelementachse 9 schwenkbares Stellelement 10 und eine dem Stellelement 10 zugeordnete Schubstange 11 auf. Die Schubstange 11 ist an ihrem einen Ende 12 hinsichtlich der Stellelementachse 9 exzentrisch an dem Stellelement 10 angelenkt. An ihrem anderen Ende 13 ist die Schubstange 11 hinsichtlich der Klappenachse 5 exzentrisch an der Klappe 2 angelenkt. Die Anlenkung der Schubstange 11 an der Klappe 2 kann unmittelbar oder mittelbar durch Zwischenschaltung eines oder mehrerer weiterer Elemente erfolgen. Die dargestellte und insoweit bevorzugte Variante wird im folgenden noch erläutert.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es so, daß der Antriebsmotor 7 an der Karosserie 4 angeordnet ist, so daß das Stellelement 10 über die Schubstange 11 auf die Klappe 2 wirkt. Es kann aber auch vorgesehen werden, daß der Antriebsmotor 7 an der Klappe 2 angeordnet ist und das Stellelement 10 über die Schubstange 11 auf die Karosserie 4 wirkt. Dann ist es so, daß das eine Ende 12 der Schubstange 11 hinsichtlich der Stellelementachse 9 exzentrisch an dem Stellelement 10 und das andere Ende 13 der Schubstange 11 hinsichtlich der Klappenachse 5 exzentrisch an der Karosserie 4 angelenkt ist. Diese weitere mögliche, grundsätzliche Anordnung ist bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten, noch zu erläuternden Antriebsanordnung 1 realisiert.
  • Wesentlich ist nun für die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte und insoweit bevorzugte Antriebsanordnung 1, daß die Stellelementachse 9 im wesentlichen senkrecht zu der Klappenachse 5 ausgerichtet ist. Hierdurch ist eine flache Bauform bei gleichzeitig optimaler Bauraumausnutzung erzielbar. Dies wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besonders deutlich.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen die Antriebsanordnung 1 im teilweise demontierten Zustand bei halb geöffneter Klappe (Fig. 2) und bei geschlossener Klappe 2 (Fig. 3). Dabei zeigen die Fig. 2 und 3 jeweils a) eine Seitenansicht und b) eine Draufsicht.
  • Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Anlenkung der Schubstange 11 am Stellelement 10 und/oder an der Klappe 2 eine Anlenkung über ein Kugelgelenk 14. Grundsätzlich kann diese Anlenkung über alle Gelenkarten erfolgen, die zwei Bewegungs-Freiheitsgrade erlauben. Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele sind hier die Anlenkung über ein Kardangelenk oder über die Kombination zweier voneinander beabstandeter und zueinander senkrecht ausgerichteter Schwenkgelenke.
  • Die obigen Überlegungen zu der Anlenkung der Schubstange 11 sind selbstverständlich auch auf die Anordnung anwendbar, bei der der Antriebsmotor 7 an der Klappe 2 angeordnet ist.
  • Besondere Bedeutung kommt vorliegend der Auslegung des Getriebes 8, insbesondere des Stellelements 10 und der Schubstange 11 zu. Diese Auslegung bestimmt den für die Antriebsanordnung 1 erforderlichen Bauraum sowie die auf die Klappe 2 bei einer Antriebsbewegung wirkende Antriebskraft.
  • Für eine optimale Auslegung ist zunächst zu berücksichtigen, daß dem Stellelement 10 eine erste Totpunktstellung und eine zweite Totpunktstellung zugeordnet ist. Wenn sich das Stellelement 10 in einer der Totpunktstellungen befindet, so bewirkt die Verstellung des Stellelements 10 keine Verstellung der Schubstange 11 in Richtung deren Längsachse. Während der Betätigungsbewegung werden diese Totpunktstellungen nicht erreicht oder durchlaufen. Insofern handelt es sich bei den Totpunktstellungen in obigem Sinne um "theoretische" Totpunktstellungen.
  • Die Anordnung ist nun so getroffen, daß bei gleichem Antriebsdrehmoment durch den Antriebsmotor 7 zum Beginn und zum Ende der Betätigungsbewegung besonders hohe Antriebskräfte über die Schubstange 11 übertragen werden. Zwischen diesen beiden Endstellungen durchläuft der Betrag der über die Schubstange 11 übertragenen Antriebskraft ein Minimum. Dies wird dadurch erreicht, daß das Stellelement 10 bei in der Schließstellung befindlicher Klappe 2 nahe der ersten Totpunktstellung steht und/oder daß das Stellelement 10 bei in der Öffnungsstellung befindlicher Klappe 2 nahe der zweiten Totpunktstellung steht. Das Stellelement 10 bildet zusammen mit der Schubstange 11 gewissermaßen eine Übersetzung nach Art einer Kniehebelmechanik.
  • In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist das Stellelement 10 in den beiden Endstellungen jeweils um etwa 25° von der jeweiligen Totpunktstellung verschwenkt. Hier sind aber auch andere Auslegungsvarianten denkbar. Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsbewegung mit einer Verstellung des Stellelements 10 um weniger als 180° und vorzugsweise mit einer Verstellung um etwa 130° verbunden.
  • Der Antriebsmotor 7 ist über eine am Stellelement 10 vorgesehene Außenverzahnung 15 antriebstechnisch mit dem Stellelement 10 gekoppelt. Die Außenverzahnung 15 bildet vorzugsweise ein Zahnsegment, dessen Winkelerstreckung mindestens dem Umfang der Verstellung des Stellelements 10 während der Betätigungsbewegung entspricht. Hier und vorzugsweise erstreckt sich das Zahnsegment über einen Winkelbereich von etwa 180°.
  • Es läßt sich Fig. 1 entnehmen, daß der Antriebsmotor 1 im montierten Zustand besonders vorteilhaft an der Karosserie 4, vorzugsweise im Bereich des hinteren Dachrahmens angeordnet sein kann. Dies erlaubt die optimale Ausnutzung des dort üblicherweise ohnehin vorhandenen, flachen Bauraums.
  • Wie erläutert, kann im montierten Zustand der Antriebsmotor 7 auch an der Klappe 2, vorzugsweise in einem Bereich nahe der Klappenachse 5 angeordnet sein. Diese Ausgestaltung ist gewissermaßen komplementär zu der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung.
  • In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist im montierten Zustand der Antriebsmotor 7, in Querrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen, im mittleren Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet. Grundsätzlich ist aber auch eine seitliche Anordnung des Antriebsmotors 7 - und damit des Stellelements 10 - denkbar. Für eine gleichmäßige Kraftverteilung kann es auch vorgesehen sein, daß zwei Antriebe 3 jeweils mit Antriebsmotor 7 und nachgeschaltetem Getriebe 8 an gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind. Dann ist eine entsprechende mechanische und/oder steuerungstechnische Synchronisierung der beiden Antriebe 3 erforderlich.
  • Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es so, daß ein um die Klappenachse 5 schwenkbarer, zweiarmiger Hebel 16 zur Aufnahme der über die Schubstange 11 übertragenen Antriebskraft des Antriebsmotors 7 vorgesehen ist. Im montierten Zustand ist an dem einen Hebelarm 17 die Schubstange 11 angelenkt und an dem anderen Hebelarm 18 die Klappe 2 befestigt. Grundsätzlich kann dieser Hebel 16 aber auch integraler Bestandteil der Klappe 2 sein.
  • Eine Betätigungsbewegung wird mit der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 1 wie folgt durchlaufen:
    • Ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Öffnungsstellung der Klappe 2 wird das Stellelement 10 in den Fig. 2 und 3 rechtsherum verschwenkt. Dies bewirkt eine Absenkung der Klappe 2 über die in Fig. 2 dargestellte Stellung bis hin zu der in Fig. 3 dargestellten Stellung.
  • Ein Vergleich der Fig. 2 und 3 ergibt, daß die Schubstange 11 relativ zum Stellelement 10 nicht nur in der Stellelementebene, sondern auch senkrecht dazu verschwenkt wird. Hierfür sind die oben angesprochenen Bewegungs-Freiheitsgrade der Anlenkung der Schubstange 11 an dem Stellelement 10 erforderlich. Das gleiche gilt selbstverständlich für die Ankopplung der Schubstange 11 an der Klappe 2.
  • Die umgekehrte Betätigungsbewegung, also die Verstellung der Klappe 2 von der Schließstellung in die Öffnungsstellung erfolgt entsprechend durch eine Verstellung des Stellelements 10 in den Fig. 2 und 3 linksherum. Insbesondere beim Öffnen ist die hohe Antriebsübersetzung und damit die hohe anfängliche über die Schubstange 11 übertragene Antriebskraft von Vorteil, um den anfänglichen Widerstand ggf. vorhandener Gasdruckdämpfer oder das "Kleben" der Klappendichtung zu überwinden.
  • Schließlich darf darauf hingewiesen werden, daß die Antriebsübersetzung bei der in Öffnungsstellung befindlicher Klappe 2 (Fig. 1) ebenfalls hoch ist, so daß der vom Antriebsmotor 7 bzw. von einer ggf. vorhandenen Bremse aufzubringende Kraftaufwand zum Halten der Klappe 2 in der Öffnungsstellung vergleichsweise gering ist.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung mit Stellelement 10 und Schubstange 11 besteht darin, daß die Kraftübertragung mittels der Schubstange 11 nicht notwendigerweise mit ausladenden Bewegungen verbunden ist. Damit ist es möglich, den Antriebsmotor 7 und das Stellelement 10 in einem Trockenraum 19 des Kraftfahrzeugs unterzubringen und lediglich eine knappe Öffnung 20 für die Durchführung der Schubstange 11 in den Naßraum 21 des Kraftfahrzeugs vorzusehen, in dem die Anlenkung der Schubstange 11 an der Klappe 2 erfolgt.
  • Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß der Auslegung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung 1 besondere Bedeutung zukommt. Im folgenden wird eine besonders bevorzugte Auslegungsvariante vorgestellt, die aber nicht beschränkend zu verstehen ist.
  • Bei der bevorzugten Auslegung weist das Stellelement 10 einen Durchmesser von etwa 94 mm auf, wobei die Schubstange 11 an der Außenseite des Stellelements 10 angelenkt ist. Die Anlenkung der Schubstange 11 an der Klappe 2 ist hier vorzugsweise in einem Abstand von etwa 50 mm von der Klappenachse 5 entfernt vorgesehen. Der wirksame Hebelarm der Schubstange 11 hinsichtlich der Klappenachse 5 beträgt dann bei in Schließstellung befindlicher Klappe 2 etwa 32 mm. Die Länge der Schubstange 11 zwischen den beiden Anlenkpunkten beträgt etwa 145 mm. Die Höhenerstreckung der Antriebsanordnung 1 ohne Antriebsmotor 7 beträgt nur etwa 25 mm.
  • Die Antriebsanordnung 1 gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist in den Fig. 4 bis 6 gezeigt. Auch diese Antriebsanordnung 1 zeigt das Grundprinzip eines Antriebs 3 mit Antriebsmotor 7, Stellelement 10 und Schubstange 11. Insoweit darf auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.
  • Wesentlich ist hier allerdings, daß die Schubstange 11 hinsichtlich der Klappenachse 5 exzentrisch an der Karosserie 4 angelenkt ist und daß die Stellelementachse 9 im wesentlichen parallel zur Klappenachse 5 ausgerichtet ist. Eine Anlenkung der Schubstange 11 in zwei Bewegungs-Freiheitsgraden ist hier nicht erforderlich.
  • Ausgehend von der in Fig. 4 dargestellten Öffnungsstellung der Klappe 2 wird das Stellelement 10 in Fig. 4 linksherum verstellt, so daß über die in Fig. 5 dargestellte Stellung die in Fig. 6 dargestellte Schließstellung der Klappe 2 erreicht wird.
  • Bei dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Antriebsmotor 7 ― und damit das Stellelement 10 ― an der Klappe 2 im Bereich der Klappenachse 5 angeordnet. Dies ist insofern besonders vorteilhaft, als dieser Bereich der Klappe 2 oftmals ungenutzten Bauraum bereitstellt. Bei entsprechend vorhandenem Bauraum ist es also nicht unbedingt erforderlich, die Stellelementachse 9, wie weiter oben beschrieben, im wesentlich senkrecht zur Klappenachse 5 auszurichten. Dies führt im Ergebnis zu einer besonders einfachen Anlenkung der Schubstange 11 an dem Stellelement 10 einerseits und an der Karosserie 4 andererseits. Grundsätzlich ist die Anordnung des Antriebsmotors 7 - und damit des Stellelements 10 - in der Klappe 2 mit dem Vorteil verbunden, daß eine Einschränkung der Kopffreiheit bzw. des Laderaums nicht gegeben ist.
  • Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen eine Schubstange 11, die bei der Betätigung auf Druck belastet wird. An Stelle der Schubstange 11 kann grundsätzlich auch eine im wesentlichen identisch ausgebildete Zugstange Anwendung finden. Dann ist die Anlenkung an der Klappe 2 entsprechend anzupassen.
  • Bei den oben beschriebenen Antriebsanordnungen 1 kann im Antriebsstrang der Antriebsanordnung 1 eine Kupplung vorgesehen sein, so daß neben der motorischen Betätigung auch eine manuelle Betätigung möglich ist. Insoweit darf auf die von der Anmelderin beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereichte Anmeldung DE 20 2004 016 542 (EP 05 011 583) verwiesen werden, deren Inhalt in vollem Umfang zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird. Diese Anmeldung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Klappe eines Kraftfahrzeugs mit einem Planetengetriebe, wobei eines der Elemente Sonnenrad, Planetenradträger und Hohlrad bremsbar ist, um die gewünschte Kupplungsfunktion zu realisieren.
  • Schließlich betrifft die weitere eigenständige Lehre eine Heckklappenanordnung eines Kraftfahrzeugs, die alles umfaßt, was für das Erreichen der oben beschriebenen Vorteile notwendig ist. Dazu gehören u.a. die Klappe 2, der Teil der Karosserie 4 des Kraftfahrzeugs, der die Klappenöffnung 6 enthält sowie die oben beschriebenen Antriebsanordnungen 1. Auf die obigen Ausführungen darf verwiesen werden.

Claims (11)

  1. Antriebsanordnung zur Betätigung der Klappe (2) eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Antrieb (3),
    wobei die Klappe (2) an der Karosserie (4) des Kraftfahrzeugs um eine Klappenachse (5) schwenkbar angelenkt und dadurch eine Klappenöffnung (6) der Karosserie (4) verschließbar ist,
    wobei der Antrieb (3) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen einen Antriebsmotor (7) und ein nachgeschaltetes Getriebe (8) aufweist und wobei mit einer Antriebsbewegung - Betätigungsbewegung - die Verstellung der Klappe (2) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewirkbar ist,
    wobei das Getriebe (8) ein um eine Stellelementachse (9) schwenkbares Stellelement (10) und eine Schubstange (11) aufweist und wobei die Schubstange (11) einerseits hinsichtlich der Stellelementachse (9) exzentrisch an dem Stellelement (10) angelenkt und andererseits hinsichtlich der Klappenachse (5) exzentrisch an der Klappe (2) oder an der Karosserie (4) angelenkt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stellelementachse (9) im wesentlichen senkrecht zu der Klappenachse (5) ausgerichtet ist.
  2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung der Schubstange (11) am Stellelement (10) und/oder an der Klappe (2) bzw. der Karosserie (4) eine Anlenkung über ein Kugelgelenk (14) ist, oder daß die Anlenkung der Schubstange (11) am Stellelement (10) und/oder an der Klappe (2) bzw. der Karosserie (4) eine Anlenkung über ein Kardangelenk ist.
  3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellelement (10) eine erste Totpunktstellung und eine zweite Totpunktstellung zugeordnet ist, daß bei in einer Totpunktstellung befindlichem Stellelement (10) die Verstellung des Stellelements (10) keine Verstellung der Schubstange (11) in Richtung deren Längsachse bewirkt und daß während der Betätigungsbewegung eine Totpunktstellung des Stellelements (10) nicht erreicht oder durchlaufen wird, vorzugsweise, daß das Stellelement (10) bei in der Schließstellung befindlicher Klappe (2) nahe der ersten Totpunktstellung, vorzugsweise um etwa 25° von der ersten Totpunktstellung verschwenkt, steht und/oder, daß das Stellelement (10) bei in der Öffnungsstellung befindlicher Klappe (2) nahe der zweiten Totpunktstellung, vorzugsweise um etwa 25° von der zweiten Totpunktstellung verschwenkt, steht.
  4. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsbewegung mit einer Verstellung des Stellelements (10) um weniger als 180°, vorzugsweise mit einer Verstellung um etwa 130°, verbunden ist.
  5. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (10) eine Außenverzahnung (15) aufweist und daß die Außenverzahnung (15) ein Zahnsegment bildet.
  6. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im montierten Zustand der Antriebsmotor (7) an der Karosserie (4), vorzugsweise im Bereich des hinteren Dachrahmens angeordnet ist, oder, daß im montierten Zustand der Antriebsmotor (7) an der Klappe (2), vorzugsweise in einem Bereich nahe der Klappenachse (5) angeordnet ist.
  7. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im montierten Zustand der Antriebsmotor (7) in Querrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen im mittleren Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, oder, daß zwei Antriebe (3) vorgesehen sind und die beiden Antriebsmotoren (7) an gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
  8. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein um die Klappenachse (5) schwenkbarer, zweiarmiger Hebel (16) zur Übertragung der Antriebskraft des Antriebmotors (7) vorgesehen ist, daß im montierten Zustand an dem einen Hebelarm (17) die Schubstange (11) angelenkt ist und an dem anderen Hebelarm (18) die Klappe (2) befestigt ist.
  9. Antriebsanordnung zur Betätigung der Klappe (2) eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Antrieb (3),
    wobei die Klappe (2) an der Karosserie (4) des Kraftfahrzeugs um eine Klappenachse (5) schwenkbar angelenkt und dadurch eine Klappenöffnung (6) der Karosserie (4) verschließbar ist,
    wobei der Antrieb (3) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen einen Antriebsmotor (7) und ein nachgeschaltetes Getriebe (8) aufweist und wobei mit einer Antriebsbewegung - Betätigungsbewegung - die Verstellung der Klappe (2) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewirkbar ist,
    wobei das Getriebe (8) hierfür ein um eine Stellelementachse (9) schwenkbares Stellelement (10) und eine Schubstange (11) aufweist und
    wobei die Schubstange (11) einerseits hinsichtlich der Stellelementachse (9) exzentrisch an dem Stellelement (10) angelenkt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schubstange (11) andererseits hinsichtlich der Klappenachse (5) exzentrisch an der Karosserie (4) angelenkt ist und daß die Stellelementachse (9) im wesentlichen parallel zur Klappenachse (5) ausgerichtet ist.
  10. Antriebsanordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 8.
  11. Klappenanordnung, insbesondere Heckklappenanordnung, eines Kraftfahrzeugs, wobei die Klappenanordnung eine Klappe (2) und eine Klappenöffnung (6) in der Karosserie (4) des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei die Klappe (2) an der Karosserie (4) um eine Klappenachse (5) schwenkbar angelenkt und dadurch die Klappenöffnung (6) verschließbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Antriebsanordnung (1) mit den Merkmalen eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche zur Betätigung der Klappe (2) vorgesehen ist.
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