EP2042673B1

EP2042673B1 - Kraftfahrzeugdeckel mit Hebelmechanismus und krafterzeugendem Hilfsmittel

Info

Publication number: EP2042673B1
Application number: EP08016976.6A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Schittek; Ingo Achilles; Björn-Dennis Massarczyk; Ky-Tu Tran
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: DE102007046691A1; EP2042673A2; EP2042673A3

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugdeckel mit einem Hebelmechanismus und einem krafterzeugenden Hilfsmittel mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, dass Heckklappen und Motorhauben sowie Türen von Fahrzeugen an einem Fahrzeugaufbau mittels Gelenken und Scharnieren angelenkt sind und mit krafterzeugenden Hilfsmitteln zu ihrem manuellen, halbmanuellen oder automatischen Öffnen und Schließen beispielsweise mit Federn, Gasfedern oder elektromechanischen/pneumatischen/hydraulischen Antrieben ausgerüstet sein können. Hierbei nehmen unter Umständen die Gelenke, Scharniere und die krafterzeugenden Hilfsmittel so viel Raum für sich in Anspruch, dass sie zu einer erheblichen Behinderung beim Be- und Entladen des Fahrzeuges werden können oder zur Verringerung des Nutzraumes eines Kofferraums beziehungsweise Motorraums beitragen. Ferner ist es wichtig, dass das Öffnen und Schließen auch unter verschiedenen Umständen, wie einem schief geneigt stehendem Fahrzeug, sowohl bei einem vertikalen Heckdeckel eines Kombifahrzeugs als auch bei einem horizontalen Heckdeckel einer Limousine zuverlässig und komfortabel für den Benutzer erfolgen kann.
DE 10 2006 019 478 A1 beschreibt einen Heckklappenmechanismus eines Fahrzeugs, mit dem ein kompakter Aufbau des Heckklappenmechanismus dadurch umgesetzt ist, dass eine krafterzeugende Gasfeder auf einen kraftübersetzenden Hebel mit einer kurzen Hebelarmlänge einwirkt und der gleiche Hebel mit seinem anderen längeren Hebelarm auf den zu bewegenden Deckel einwirkt. Beide Hebelarme des kraftübersetzenden Hebels sind in Bezug auf eine gemeinsame Drehachse des kraftübersetzenden Hebels zueinander unter einem derart gewählten Winkel positioniert, dass die drehbar gelagerte Gasfeder beim Öffnen und Schließen der Heckklappe eine nur relativ geringe Schwenkbewegung ausführen muss, wodurch die Gasfeder weniger Bauraum für sich beansprucht. Außerdem ist die Gasfeder an einer Innenfläche entlang der Heckklappe drehbar befestigt und kann dadurch aufgrund ihrer relativ geringen Ausschlagbewegung unter der Verkleidung der Heckklappe verdeckt eingebaut sein. Der lange Hebelarm des kraftübersetzenden Hebels wirkt mit seinem entfernten Ende unmittelbar auf eine Innenfläche der Heckklappe ein, wodurch dieses Ende nicht durch ein Gelenk, Scharnier oder dergleichen mit der Heckklappe verbunden sein kann, sondern an einer dafür eingerichteten inneren Fläche der Heckklappe gleiten muss. Dadurch wird beim Erreichen etwa des halben Öffnungswinkels der Heckklappe die beaufschlagende Druckwirkung des langen Hebelarms unterbrochen und bei weiterer Öffnung wirkt allein die Gasfeder mit ihrer Druckkraft auf die Heckklappe direkt.
Die Gasfeder kann durch einen Motorantrieb ersetzt sein und auch, anstatt in der Heckklappe, an dem Fahrzeugaufbau montiert sein. Der Übergang der Krafteinwirkung auf die Heckklappe von der Wirkung mit dem langen Hebelarm zur Krafteinwirkung ohne den langen Hebelarms dürfte für den Benutzer spürbar sein und sein Komfortempfinden beeinträchtigen. Außerdem bewirkt der gleitende, verbindungslose Kraftübertragungsaufbau dadurch einen erheblichen Nachteil, dass, wenn anstelle der Gasfeder ein Motorantrieb zum Einsatz kommen soll, dieser die Heckklappe nicht zurück bringen kann, da der lange Armhebel sich in diesem Fall einfach von seiner Kontaktstelle lösen würde und der gesamte kraftübertragende Hebel um seine Drehachse in die nach innen zeigende Richtung geschwenkt sein würde. Dies zu beheben, würde erforderlich machen, die Gleitstelle des langen Hebelarms mit der Heckklappe mit einer das Ende des langen Hebelarms zusätzlichen rückhaltenden konventionellen Schiebevorrichtung, beispielsweise einer Platte, mit einer Längsöffnung auszustatten, in der beispielsweise ein am Ende des langen Hebelarms angeordneter Querbolzen gleitend im Eingriff ist. Insgesamt ergäbe sich auch dann eine recht komplexe Anordnung, die einen entsprechend hohen Montageaufwand erforderlich machen würde.
EP 0 219 391 B1 (gleich mit US 4,679,841 ) offenbart einen weiteren kompakten Mechanismus zum Unterstützen des Öffnungs- und Schließvorgangs eines Deckels, beispielsweise einer Heckklappe eines Fahrzeugs. Hierbei wird der Heckklappendeckel mit dem erfindungsgemäßen Mehrgelenkmechanismus nur in der ersten Phase eines Öffnungsvorgangs der Heckklappe unterstützt, weil in dieser Phase bei einem kleinen Öffnungswinkel der zur Verfügung stehende Hebel sehr kurz ist. Der Mehrgelenkmechanismus weist vier drehbar miteinander über vier Drehachsenlager verbundene Hebelarme auf, wobei der wichtigste Hebel an seinem Ende ein Gleitlager in Form eines Rädchens aufweist, welches während der Öffnung des Heckklappendeckels auf einer Abrollfläche des Fahrzeugaufbaus abrollt und die wesentliche Kraft zwischen dem Heckklappendeckel und dem Fahrzeugaufbau überträgt, ähnlich wie in der zuvor beschriebenen Veröffentlichung DE 10 2006 019 478 A1 .
Wenn die Öffnung des Heckklappendeckels mit dem Mehrgelenkmechanismus einen bestimmten Öffnungswinkel erreicht hat, befindet sich der Kraftzylinder einer Gasfeder oder eines Motorantriebs in einer günstigeren Winkelstellung gegenüber der Drehachse des Heckklappendeckels, bei dem sein Wirkhebel bereits genügend vergrößert ist, so dass für die weitere Öffnungsbewegung des Heckklappendeckels die von dem Kraftzylinder ausgeübte Kraft ausreicht, um den Heckklappendeckel bis zum Anschlag in seine volle Öffnungsposition zu bewegen. Hierbei wird der Mehrgelenkmechanismus mitbewegt und das Gleitlager von der Abrollfläche an dem Fahrzeugbau abgehoben. In dieser Phase ist der Mehrgelenkmechanismus bereits wirkungslos und der Kraftzylinder wirkt allein und direkt auf eine konventionelle Art und Weise auf den zu öffnenden Heckklappendeckel. Der vorgeschlagene Mehrgelenkmechanismus ist in dem Zwischenraum zwischen Heckklappendeckel und Fahrzeugkarosserie untergebracht, der zwischen einer abdichtenden Bordkante eines Kofferraums und der äußeren Karosseriefläche zum Ablaufen des Regenwassers ausgebildet ist. Das bedeutet, dass der Mehrgelenkmechanismus und der Kraftzylinder bei geöffnetem Heckklappendeckel vollständig sichtbar sind und daher das Risiko bergen, die Finger des Benutzers oder einer weiteren Person einzuklemmen. Der Kraftzylinder ist hierbei an der von der Drehachse des Heckklappendeckels abgewandten Seite montiert, so dass er bei geöffnetem Deckel den Öffnungswinkelbereich zwischen dem Heckklappendeckel und dem Fahrzeugaufbau kreuzt, wodurch er im Weg sein kann, wenn der Benutzer sperrige Gegenstände in das Fahrzeug einlegen oder herausnehmen will.
US 6,341,809 B1 offenbart ein Kraftfahrzeugdeckel, der an einen Fahrzeugaufbau angelenkt ist. Eine Betätigung des Kraftfahrzeugdeckels erfolgt über einen Hebelmechanismus, der mittels eines krafterzeugenden Hilfsmittels betätigbar ist, so dass der Kraftfahrzeugdeckel von einer geschlossenen in eine offene Position verlagerbar ist. Der Hebelmechanismus umfasst zwei Hebel, die über ein Gelenk miteinander verbunden sind. Einer der Hebel ist mit dem Kraftfahrzeugdeckel über ein erstes Gelenk und der andere Hebel über ein drittes Gelenk mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Alle Gelenke des Hebelmechanismus befinden sich hierbei in einer Drehebene, die mit der Drehebene des Kraftfahrzeugdeckels zusammenfällt.
Aus US 577,838 A , DE 197 58 130 A1 , US 5,988,728 A , US 2002/0005651 A1 , US 2,737,254 A und EP 0 384 484 A1 sind weitere drehbare Anbauten eines Fahrzeugdeckels an einem Fahrzeugaufbau bekannt. Bei in diesen Dokumenten offenbarten Hebelmechanismen sind die Gelenke so ausgebildet, dass deren Drehebene immer parallel zueinander und parallel zu der Drehebene des Kraftfahrzeugdeckels ausgerichtet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, angesichts oben aufgeführter Nachteile und Mängel bauraumbedingte ungünstige Kraftentfaltungen eines Klappenöffnungssystems mit einem krafterzeugenden Hilfsmittel derart mit einem vorzuschlagenden Klappenöffnungssystem zu verbessern, dass es weniger Bauraum beansprucht, eine günstigere Anordnung der Einzelelemente des Systems möglich ist, die Teile des Systems den Zugang zu dem mit einem Schließdeckel zu verschließenden Teilraums des Fahrzeugs nicht behindern, die Hände und Finger des Benutzers nicht in Gefahr sind von Teilen des Systems eingeklemmt zu werden und dass das System und seine Einzelteile kostengünstig herzustellen und einzubauen sind. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Gewicht der Einzelteile und des Gesamtsystems zu reduzieren, die Teile des Systems möglichst unter Verkleidungsteilen verdeckt einbauen zu können und für die Systemteile vorgesehene Öffnungen in den Verkleidungsteilen staubdicht zu gestalten, sowie unter realen Gegebenheiten eines Fahrzeugaufbaus das System einfacher zu integrieren.
Dadurch, dass bei einem Kraftfahrzeugdeckel mit einem seine Drehachse definierenden Scharniermechanismus zum drehbaren Anbauen an einem Fahrzeugaufbau, zumindest einem krafterzeugenden Hilfsmittel, das mit einem mit diesem krafterzeugenden Hilfsmittel verbundenen, aus mehreren Hebeln bestehenden Hebelmechanismus ausgerüstet ist, und mit einem Schließmechanismus, der Hebelmechanismus aus zwei miteinander drehbar in einem als ein Gelenk ausgeführten Verbindungspunkt verbundenen Hebeln zusammengesetzt ist, wobei einer der beiden Hebel auf der Seite des Fahrzeugaufbaus mit seinem anderen fahrzeugaufbauseitigen Ende drehbar in einem fahrzeugaufbauseitig angeordneten Gelenk gelagert ist und der zweite Hebel mit seinem anderen Ende auf der Seite des Kraftfahrzeugdeckels in einem schließdeckelseitig angeordneten Gelenk gelagert ist und das krafterzeugende Hilfsmittel an einem der beiden Hebel an einem Punkt angreift, der nicht mit dem fahrzeugseitig angeordneten Gelenk oder dem schließdeckelseitig angeordneten Gelenk der beiden drehbar verbundenen Hebel übereinstimmt, sondern in einem vorgegebenen wirksamen Hebelarm entsprechenden Abstand davon an dem jeweiligen Hebel angeordnet ist, und die drehbar miteinander verbundene Hebel bei geschlossenem Zustand des Kraftfahrzeugdeckels im Wesentlichen zusammengeklappt und bei geöffnetem Zustand des Kraftfahrzeugdeckels im Wesentlichen aufgeklappt sind und das andere Ende des krafterzeugenden Hilfsmittels in einem festverankerten Lagergelenk drehbar gelagert ist, wird die Aufgabe der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der Freiheitsgrad der Drehbewegung von zumindest einem Gelenk des Gesamtaufbaus auf nur eine Drehebene eingeschränkt, so dass dadurch die Drehbewegungen der verbleibenden Gelenke ebenso auf diese Drehebene eingeschränkt sind, weil die Drehbewegung des Kraftfahrzeugdeckels durch seine Scharnierlagerung bereits auf eine Ebene eingeschränkt ist.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Bewegungsebene der weiteren Gelenke des Gesamtaufbaus gegenüber der Drehebene des Kraftfahrzeugdeckels um einen beliebig orientierten, vorgegebenen Winkel geneigt, der zwischen einem Wert von 0° und < 90° wählbar ist. Durch diese erfindungsgemäßen Merkmale ist es zum Einen möglich, die Anbringungspunkte der Gelenke mit einem größeren Freiheitsgrad an dem Fahrzeugaufbau und dem Kraftfahrzeugdeckel frei wählen zu können, und zum Anderen ist es möglich, nur ein Scharniergelenk mit einer fest orientierten Achse, also als Einachsengelenk, zu verwenden, während alle übrigen beteiligten Gelenke als Kugelgelenke ausgeführt sind. Dies entspricht den realen Verhältnissen an einem Fahrzeug, das zumeist schräg verlaufende, komplex ausgeformte Seitenflächen aufweist, so dass eine streng zu dem Scharnier des Kraftfahrzeugdeckels parallele Anordnung aller Gelenke des erfindungsgemäßen Hebelmechanismus in der Regel nicht möglich ist.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind der fahrzeugaufbauseitige Hebel, sein Lagerpunkt an dem fahrzeugaufbauseitig angeordneten Gelenk, die Wirkrichtung des krafterzeugenden Hilfsmittels und der Angriffspunkt des krafterzeugenden Hilfsmittels so angeordnet, dass ein Armhebel vorgegebener Länge zustande kommt und der schließdeckelseitige Hebel, sein Lagerpunkt an dem schließdeckelseitig angeordneten Gelenk, die Wirkrichtung des krafterzeugenden Hilfsmittels und der Angriffspunkt des krafterzeugenden Hilfsmittels so angeordnet sind, dass ein Armhebel vorgegebener Länge zustande kommt, wenn der Kraftfahrzeugdeckel im geschlossenen Zustand ist. Durch eine vorzugebende Dimensionierung dieser beiden Armhebellängen kann die anfängliche Öffnungskraft und das durch sie erzeugte Drehmoment konfiguriert werden, so dass eine gewünschte unterstützende oder alleintätige Hilfswirkung beim Öffnen des Kraftfahrzeugdeckels erreicht wird.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der als ein Gelenk ausgeführte Verbindungspunkt der beiden Hebel auch ein drehbarer Verbindungs- und Angriffspunkt des krafterzeugenden Hilfsmittels. Durch das Zusammenlegen des Verbindungspunktes der beiden Hebel mit dem Angriffspunkt des krafterzeugenden Hilfsmittels kann ein Gelenk entfallen, was einen Beitrag zur Kostensenkung erbringt.
Entsprechend noch einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die drehbare Lagerung des krafterzeugenden Hilfsmittels, beispielsweise einer Gasdruckfeder, mit ihrem Gelenk an dem Fahrzeugaufbau angeordnet. Dieser Befestigungspunkt ist bevorzugt bei Heckklappen mit vertikaler Anordnung wie bei Kombi- und Minivan-Fahrzeugen und ist besonders vorteilhaft, wenn die Gasdruckfeder außerhalb des Fahrzeuginnenraums in der Regenwasserrinne zwischen einem abdichtenden Randbereich der Kofferraumöffnung und der angrenzenden äußeren Karosseriefläche angebracht ist.
Entsprechend noch einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die drehbare Lagerung des krafterzeugenden Hilfsmittels, beispielsweise einer Gasdruckfeder, mit ihrem Gelenk an dem Kraftfahrzeugdeckel angeordnet. Mit dieser Anordnung wird erreicht, dass das krafterzeugende Hilfsmittel unter der Verkleidung des Kraftfahrzeugdeckels versteckt sein kann.
In noch einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das krafterzeugende Hilfsmittel eine druckkrafterzeugende Vorrichtung. Diese Vorrichtung kann eine Druckfeder, Gasdruckfeder, Spiralfeder oder ein Motorantrieb mit einer Steuerung sein.
Ebenfalls in einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das krafterzeugende Hilfsmittel eine zugkrafterzeugende Vorrichtung, wie zum Beispiel eine Zuggasfeder, Zugspiralfeder oder ein elektromechanischer Motorantrieb mit einer Steuerung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wirkt bei einem Kraftfahrzeugdeckel, mit einem seine Drehachse definierenden Scharniermechanismus zum drehbaren Anbauen an einem Fahrzeugaufbau, zumindest einem krafterzeugenden Hilfsmittel, das mit einem mit diesem krafterzeugenden Hilfsmittel verbundenen, aus mehreren Hebeln bestehenden Hebelmechanismus ausgerüstet ist, und mit einem Schließmechanismus, das krafterzeugende Hilfsmittel über ein Zugseil auf einen Angriffspunkt des Hebelmechanismus.
Und in noch einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Zugseil über zumindest ein zwischen dem krafterzeugenden Hilfsmittel und dem Angriffspunkt angeordnetes Umlenk- und Führungsmittel beliebig in dem Fahrzeugaufbau ausgerichtet und aufgespannt verlegt. Erfindungsgemäß ist das Umlenk- und Führungsmittel als eine oder mehrere drehbar gelagerte Rollen und/oder gleitfähige Führungen ausgeführt, die es ermöglichen, das Zugseil in beliebiger Richtung verlegen zu können.
Hierdurch ist es auf eine vorteilhafte Weise möglich, beispielsweise in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, das krafterzeugende Hilfsmittel in einem beliebigen Teilraum des Fahrzeugaufbaus nicht schwenkbar und fest verankert anzuordnen, zum Beispiel unter der Verkleidung in einem Seitenbereich der Karosserie, im Dachbereich, im Schließdeckel und ähnliches, und dabei eine beliebige Ausrichtung zu wählen. Zusätzlich wird das krafterzeugende Hilfsmittel beim Öffnen und Schließen nicht geschwenkt, wodurch Raum eingespart ist und einige kostenintensive Teile wie die drehbare Lagerung des krafterzeugenden Hilfsmittels ganz entfallen. Ferner weist das erfindungsgemäße Zugseil einen beliebigen, bekannten Querschnitt auf, um bei einer hohen Biegsamkeit zugleich hohe Zugbelastungen realisieren zu können.
Diese bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mit einem Seilzugantrieb des Kraftfahrzeugdeckels ist auch mit den vorher aufgeführten Merkmalen und verschiedenen bevorzugten Ausbildungen der vorliegenden Erfindung erfindungsgemäß kombinierbar, so dass der an dem Fahrzeuganbau drehbar angebaute Kraftfahrzeugdeckel mit einem, in einem der vorher beschriebenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung definierten, zwei Hebel aufweisenden Hebelmechanismus versehen ist.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Gesamtanordnung eines Kraftfahrzeugdeckels mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus;
Figur 2: eine schematische Gesamtanordnung einer weiteren Ausgestaltung des Kraftfahrzeugdeckels mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus;
Figur 3: eine schematische Gesamtanordnung eines Kraftfahrzeugdeckels mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus, der an dem Kraftfahrzeugdeckel angebaut ist;
Figur 4: eine schematische Gesamtanordnung eines Kraftfahrzeugdeckels mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus, der auf eine Betätigung durch eine Zugkraft ausgelegt ist und
Figur 5: eine schematische Gesamtanordnung eines Kraftfahrzeugdeckels mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus, der auf eine Betätigung durch ein Zugseil ausgelegt ist.

Figur 1 zeigt eine beispielhaft schematische Gesamtanordnung 13 eines Kraftfahrzeugdeckels 1 mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus 5, 6. Der Kraftfahrzeugdeckel 1, 1' ist an einem Fahrzeugaufbau mit Hilfe eines seine Drehachse definierenden, symbolisch dargestellten Scharniers 9 schwenkbar gelagert und kann zwischen einer geschlossenen Position 1 und einer offenen Position 1' geschwenkt werden.
Der erfindungsgemäße Hebelmechanismus besteht im Wesentlichen aus zwei Hebeln 5 und 6, die miteinander drehbar durch ein Gelenk 4, 4' verbunden und jeweils mit ihren anderen Enden fahrzeugaufbauseitig in einem Gelenk 7 und schließdeckelseitig und in einem Gelenk 8, 8' drehbar gelagert sind. Die Position des Gelenkes 8, 8' an der Innenseite des Kraftfahrzeugdeckels 1, 1' ist von dem Scharnier 9 des Kraftfahrzeugdeckels mit einem vorgegebenen Abstand beabstandet, um eine zur Erzeugung eines benötigten Öffnungsdrehmomentes ausreichende Hebellänge auszubilden. Im vorliegenden Beispiel ist die Position des Gelenkes 7 des fahrzeugaufbauseitigen Hebels 5 dem Gelenk 8 symmetrisch gegenüberliegend gewählt, kann aber in einer weiteren Ausführung in einem relativ großen Bereich tiefer im Fahrzeugaufbau relativ frei gewählt sein. Die hierbei nur beispielhaft gleich langen und symmetrisch angeordnete Hebel 5 und 6 sind bei geschlossenem Kraftfahrzeugdeckel 1 bei einem relativ spitzen Winkel fast zusammengeklappt und werden beim Öffnen des Kraftfahrzeugdeckels zur Position 1' auseinander geklappt. In vorliegender vorteilhafter Beispielausführung ist an dem Verbindungspunkt im Gelenk 4 der beiden Hebel 5, 6 auch das Ende der Stange 3 des krafterzeugenden Hilfsmittels 2 drehbar angelenkt, wodurch das Gelenk 4 insgesamt drei durch ihn verbundene Hebel drehbar lagert. Deswegen ist es von Vorteil dieses Gelenk 4 mithilfe einer Achse auszuführen, auf welcher die drei genannten Hebel jeweils mit einem ringförmigen Lagersitz aufgesteckt und zusammengehalten werden, wobei die kraftausübende Stange 3 aus Gründen einer symmetrischen Kraftausübung vorteilhaft die mittige Position unter den drei ringförmigen Lagersitzen einnehmen könnte. Die Lagerung mit Kugelgelenken wäre in diesem Fall nicht so einfach möglich, da hierdurch mehrere Angriffspunkte nebeneinander gebildet würden.
Das krafterzeugende Hilfsmittel 2, beispielsweise eine Gasdruckfeder, ist mit seinem anderen Ende in einem Gelenk 10 ebenso drehbar gelagert, um dem krafterzeugenden Hilfsmittel 2 eine nötige Bewegungsfreiheit beim Öffnen des Kraftfahrzeugdeckels 1, 1' zu verleihen.
Die Positionen der Lagerung der beteiligten Gelenke 4, 7, 8 und 10 sind so gewählt, dass bei geschlossenem Kraftfahrzeugdeckel 1 die durch die Anordnung vorgegebenen Armhebellängen a und b ausreichen um mit der vorliegenden Kraft aus dem krafterzeugenden Hilfsmittel 2 ein Drehmoment zu erzeugen, das zum Öffnen oder zum Unterstützen einer manuellen Öffnung des Kraftfahrzeugdeckels 1, 1' als ausreichend gelten kann. Die Armhebellängen a und b dürfen nicht beide zu klein beziehungsweise gen Null gewählt sein, da in diesem Fall sonst fast gar kein anfängliches Drehmoment erzeugt werden könnte. Jedoch ist durch das Vorhandensein von zwei drehbaren Hebeln 5, 6 gegeben, dass auch zwei in gleicher Richtung wirkende Drehmomente erzeugbar sind. Einmal ist es das Drehmoment entsprechend der Armhebellänge b um den Drehpunkt des fest an dem Fahrzeugaufbau 12 angebauten Gelenks 7 und zu diesem addiert sich noch das Drehmoment entsprechend der Armhebellänge a, das um das Gelenk 4 wirkt. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, durch Vergrößern von nur einer der Armhebellängen a oder b das gesamte Drehmoment zu vergrößern, was besonders vorteilhaft durch die Vergrößerung der Armhebellänge b geschehen kann, da die Anordnung des fest an dem Fahrzeugaufbau 12 angebauten Gelenkes 7 relativ frei an einer tiefer im Fahrzeug gelegene Stelle erfolgen kann.
Wenn der Kraftfahrzeugdeckel 1 aus seiner eingreifenden Einrastung in einer (nicht dargestellten) Schließvorrichtung freigegeben wird, drückt das krafterzeugende Hilfsmittel 2, beispielsweise eine Gasdruckfeder, mit der Stange 3 mit der durch die Vorspannung vorgegebenen Kraft auf das Gelenk 4, welche die beiden oben beschriebene Drehmomente erzeugt, die zusammenaddiert an dem Gelenk 8 eine Kraft erzeugen, deren Zerlegung in einem Kräfteparallelogramm eine auf das Drehen des Kraftfahrzeugdeckels 1 gerichtete Kraft F_t zeigt. Bei weiterem Öffnen des Kraftfahrzeugdeckels 1 werden die Armhebellängen a, b zunehmend größer und das erzeugte Gesamtdrehmoment nimmt zu, bis der Kraftfahrzeugdeckel 1 um einen Winkel β zum Anschlag in seine offenen Position 1' gebracht worden ist.
Hierbei ist im einfachsten Fall die Drehebene des Kraftfahrzeugdeckels 1, 1' auch die Drehebene aller beteiligten Gelenke 4, 7, 8, 10, was jedoch voraussetzen würde, dass alle im Hebelmechanismus einbezogenen Teil streng parallel zueinander ausgerichtet sind. Eine solche limitierte Ausrichtung ist jedoch an einem realen Fahrzeug schwierig beziehungsweise nicht möglich, da die Fahrzeuge meist sehr gekrümmte Karosserieflächen und Bereiche, speziell im Bereich eines Kraftfahrzeugdeckels 1, aufweisen. Die vorliegende Erfindung bietet jedoch mit einem einfachen zusätzlichen Mittel eine elegante Lösung dieses Problems, die darin besteht, nur einem beliebigen der beteiligten Gelenke 4, 7, 8, 10 eine auf eine Drehebene limitierte Drehbewegung aufzuerlegen, während alle übrigen Gelenke zwei Drehfreiheitsgrade erhalten, das heißt, zumindest eines der Gelenke 4, 7, 8, 10 ist als ein Einachsengelenk und alle anderen Gelenke 4, 7, 8, 10 als Kugelgelenke auszuführen. Dann kann die Drehebene der Gelenke 4, 7, 8, 10 gegenüber der Drehebene des Kraftfahrzeugdeckels 1, 1' einen nahezu beliebig ausgerichteten und relativ großen Winkel aufweisen, der sinnvollerweise jedoch zwischen 0° und etwa 30° liegen sollte.
Da wie oben angeführt das Gelenk 4 vorteilhaft als ein Einachsengelenk auszuführen ist, da es in dieser Ausführung der Erfindung drei Hebel 3, 5, 6 verbindet, kann eben dieses Gelenk 4 bevorzugt als das eine Einachsengelenk und alle übrigen Gelenke 7, 8, 10 als Kugelgelenke ausgeführt sein. Dadurch stehen einem Konstrukteur größere Freiheitsgrade zur Verfügung, den erfindungsgemäßen Hebelmechanismus unter realen Gegebenheiten eines Fahrzeugaufbaus einfach zu integrieren.
In Figur 2 ist eine schematische Gesamtanordnung 13 einer weiteren Ausgestaltung des Kraftfahrzeugdeckels 1 mit dem erfindungsgemäßen Hebelmechanismus zu sehen.
Hierbei ist abweichend von der Ausführung in Figur 1 lediglich der Angriffspunkt 11 des krafterzeugenden Hilfsmittels 2 von dem Verbindungspunkt 4 der Hebel 5, 6 zu einem beispielsweise auf dem Hebel 5 von dem Verbindungspunkt 4 versetzt angeordnet. Mit diesem Merkmal stehen der Konstruktion weitere Freiheiten offen, den erfindungsgemäßen Hebelmechanismus an die Gegebenheiten einer realen Fahrzeuganordnung anzupassen und eine gewünschte Hebelwirkung bei verschiedenen Öffnungswinkeln β zu erreichen. Der Angriffspunkt 11 kann ebenso in gleicher Weise in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auf dem anderen Hebel 6 positioniert sein. Es ist gut erkennbar, dass durch die Wahl des Angriffspunktes 11 die Länge der beiden Armhebellängen a und b beeinflussbar ist, was dem Konstrukteur ein zusätzliches Gestaltungsmittel gibt.
Diese beispielhafte Anordnung funktioniert im übrigen genauso wie die unter Figur 1 beschriebene Ausführung der Erfindung, weshalb hier auf eine wiederholende Beschreibung der gleichen Funktionalität verzichtet worden ist. Anzumerken ist jedoch, dass in dieser Anordnung alle beteiligten Gelenke 4, 7, 8, 10 und 11 gleichberechtigt sind, da sie alle nur jeweils zwei Hebel drehbar verbinden, daher kann jedes dieser Gelenke 4, 7, 8, 10, 11 gleichermaßen dazu gewählt sein, als ein Einachsengelenk ausgeführt zu sein, um eine Drehebene aller beteiligten Gelenke festzulegen, während die übrigen Gelenke als Kugelgelenke ausführbar sind.
Figur 3 zeigt eine schematische Gesamtanordnung 13 noch einer weiteren Ausgestaltung des Kraftfahrzeugdeckels 1 mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus, wobei das krafterzeugende Hilfsmittel 2 an dem Kraftfahrzeugdeckel 1, vorzugsweise an der unteren, nach innen ins Fahrzeug weisenden Seite, angeordnet ist.
Hierzu ist das Lagergelenk 10 des krafterzeugenden Hilfsmittels 2 an der Innenseite des Kraftfahrzeugdeckels 1 positioniert und kann dadurch vorteilhaft unter der Verkleidung des Kraftfahrzeugdeckels 1 verdeckt eingebaut sein, wenn man insbesondere die Länge der Hebel 5 und 6 hierzu optimiert auswählt.
Bei dieser Ausführung sind die Hebel 5 und 6 verschieden lang gewählt, wodurch das fahrzeugseitige Gelenk 7 tiefer an dem Fahrzeugaufbau 12 positioniert sein kann. Zu erkennen ist auch, dass je länger der fahrzeugseitige Hebel 5 gewählt ist, um so kürzer der zweite Hebel 6 sein kann, wodurch es dem Konstrukteur ermöglicht ist, den Ausschlagwinkel α des krafterzeugenden Hilfsmittels 2 kleiner zu gestalten, um das krafterzeugende Hilfsmittel 2 unter der Verkleidung des Kraftfahrzeugdeckels 1 verdeckt einzubauen und nur einen kleinen Ausschnitt für die Bewegungsfreiheit der Hebel 5, 5'; 6, 6' beziehungsweise eventuell auch 3, 3' vorsehen zu müssen.
Die verdeckte Anordnung des krafterzeugenden Hilfsmittels 2 unter der Verkleidung (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugdeckels 1 ist vorteilhaft, weil keine sichtbaren Teile seitlich des Kraftfahrzeugdeckels 1 angeordnet sind und der Bauraum unter der Verkleidung eines Kraftfahrzeugdeckels 1 dann in der Regel noch über genügend ungenutzte Platzreserven verfügt.
Figur 4 zeigt eine schematische Gesamtanordnung 13 einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugdeckels 1, 1' mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus, der auf eine Betätigung durch eine Zugkraft ausgelegt ist.
Zum Verwenden eines auf die Erzeugung einer Zugkraft ausgelegten krafterzeugenden Hilfsmittels 2, 2' ist der aus zwei Hebeln 5, 6 bestehende erfindungsgemäße Hebelmechanismus im Vergleich zu vorher beschriebenen Ausführungen an den ansonsten in gleicher Weise angeordneten Lagerpunkten 7, 8 der Hebel 5, 6 in der entgegengesetzten Richtung umgeklappt angeordnet, so dass der Angriffs- und Verbindungspunkt 4 der beiden Hebel 5, 6 deutlich näher zum Scharnier 9 des Kraftfahrzeugdeckels 1 verlagert worden ist.
Im geschlossenen Zustand des Kraftfahrzeugdeckels 1' sind die Hebel 5, 6 wie in den zuvor beschriebenen Ausführungen fast zusammengeklappt, jedoch in die andere Richtung. Ein aus diesem Grund im Vergleich mit vorherigen Ausführungen längerer Zugstab 3 ist mit dem Gelenk 4 drehbar verbunden und beispielsweise von einer auf Zugkraft ausgelegten Feder oder Gasdruckfeder mit einer Zugkraft beaufschlagt.
Nach dem Entriegeln des Kraftfahrzeugdeckels 1 wirkt in gleicher Weise wie zuvor beschrieben, jedoch mit einem anderen Vorzeichen, eine durch das krafterzeugende Mittel 2 als eine Zugkraft erzeugte Kraft auf den Angriffspunkt 4 des erfindungsgemäßen Hebelmechanismus ein und wirkt in gleicher Weise mit den vorgegebenen Armhebellängen a und b kraftunterstützend auf den Kraftfahrzeugdeckel 1 ein, wodurch dieser mit einem vorgegebenen Drehmoment um die Scharnierachse 9 in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.
Bei weiterem Öffnen des Kraftfahrzeugdeckels 1 werden die Hebel 5, 6 des erfindungsgemäßen Mechanismus aufgeklappt und nehmen in der geöffneten Stellung des Kraftfahrzeugdeckels 1' ihre durch Bezugszeichen 5' und 6' gekennzeichnete Stellung ein.
Das krafterzeugende Hilfsmittel 2 schwenkt hierbei wie gehabt um einen Winkel α aus, wofür es in gleicher Weise in einem Lagergelenk 10 drehbar gelagert ist.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, ein auf die Erzeugung einer Zugkraft ausgelegtes krafterzeugendes Hilfsmittel 2, 2' verwenden zu können und eröffnet hierdurch weitere Gestaltungsfreiheiten für den Konstrukteur. Insbesondere kann der Zugstab 3 als ein Seilzug ausgeführt sein, wodurch Gewicht eingespart und eine feste Anordnung des krafterzeugenden Hilfsmittels ohne Schwenkwinkel angewandt sein kann. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das krafterzeugende Hilfsmittel 2 ähnlich wie unter Figur 3 beschrieben zur Montage an dem Kraftfahrzeugdeckel 1 verlagert sein.
Für das Festlegen einer definierten Bewegungsebene der Hebel 5, 6, 3 gilt wie zuvor, dass zumindest eines der beteiligten Gelenke 4, 7, 8, 10 als ein Einachsengelenk auszuführen ist, während die übrigen Gelenke als Kugelgelenke zwei Freiheitsgrade aufweisen können.
Figur 5 zeigt eine schematische Gesamtanordnung 13 eines Kraftfahrzeugdeckels 1 mit erfindungsgemäßem Hebelmechanismus, der auf eine Betätigung durch ein Zugseil 14 ausgelegt ist.
Diese bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hebelmechanismus verbessert erheblich den Antriebsteil des Hebelmechanismus, wobei die Anordnung im Wesentlichen der Anordnung der Ausführung der Erfindung aus Figur 1 entspricht, weshalb auf eine wiederholende Beschreibung der gleichen Teile wie der Hebel 5, 6 und deren Gelenklagerungen 7, 8 und 4 verzichtet wird.
Erfindungsgemäß ist beispielsweise eine weitere Lagerung als ein Umlenk- und Führungsmittel zwischen dem Scharnier 9 des Kraftfahrzeugdeckels 1 und dem Gelenk 7 an dem Fahrzeugaufbau 12 angeordnet und hierbei beispielhaft als eine Umlenkrolle 15 ausgeführt. Um diese Umlenkrolle 15 herum ist ein Zugseil 14 aufgespannt, das mit seinem sichtbaren Ende an dem Verbindungspunkt 4 festgemacht ist.
Das Zugseil 14 kann auf diese Weise gegebenenfalls um weitere Umlenk- und Führungsmittel in beliebiger Richtung herum gespannt tiefer im Fahrzeugaufbau 12 verlegt werden, wodurch nahezu ein beliebiger Platz zum Unterbringen des (nicht dargestellten) krafterzeugenden Hilfsmittels gewählt sein kann, zum Beispiel unter der Verkleidung im Dachhimmel oder in den Seitenpfosten der Karosserie.
Verlegt man in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Lagerung des Umlenk- und Führungsmittels 14 auf die Unterseite des Kraftfahrzeugdeckels 1, kann das krafterzeugende Hilfsmittel auch einfach unter der Verkleidung des Kraftfahrzeugdeckels 1 untergebracht sein. In beiden Fällen muss in der Verkleidung des Kraftfahrzeugs kein Ausschnitt für die ausschwenkenden Hebel 5, 6, 3 ausgeführt werden, durch welche beispielsweise Staub ins Innere der Verkleidung gelangen und so zu einem Problem werden kann. Das Zugseil 14 hingegen kann durch eine feststehende Staubdichtung in Form einer das Zugseil 14 umschließenden konventionellen Gummimuffe ausgeführt sein.
Ferner bringt die Verwendung eines Zugseils 14 anstelle einer massiven Stange 3 erhebliche Gewichtsvorteile mit sich, da alle Materialien wesentlich effektiver auf Zug belastbar sind und daher im Querschnitt wesentlich geringer als bei einer Druckbelastung dimensioniert sein dürfen. Um bei guter Biegsamkeit des Zugseils auch eine hohe Zugbelastung umsetzen zu können, kann das Zugseil als ein flacher Riemen kleinerer Dicke und größerer Breite ausgeführt sein.
Außerdem kann das krafterzeugende Hilfsmittel nun eine beliebige äußere Form aufweisen, zum Beispiel kreisförmig oder rechteckig, und muss nicht ausschließlich als ein lang gezogener Gegenstand gestaltet sein, der in der Fahrzeugwasserablaufrille neben dem Kraftfahrzeugdeckel 1 unterzubringen ist. Im Gegenteil, erfindungsgemäß kann das krafterzeugende Hilfsmittel hierdurch aus dem Sicht- und Zugriffsbereich des Benutzers, wie in vorliegender Ausführung dargestellt, ganz entfernt werden. Dem Konstrukteur stehen somit weitere Gestaltungsfreiheiten zur Verfügung und es können jegliche bekannte krafterzeugende Hilfsmittel verwendet werden.
Speziell anzumerken ist ferner, dass insbesondere durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Zugseilantriebs 14 auch viele der konventionellen Hebelmechanismen, die oben beschrieben wurden vorteilhaft angetrieben sein können.

Bezugszeichenliste

1, 1': Kraftfahrzeugdeckel (geschlossene und offene Position)
2, 2': krafterzeugendes Hilfsmittel, Zylinder
3, 3': Stange, Zugstab
4, 4': Gelenk, Angriffspunkt, Verbindungspunkt
5, 5': fahrzeugaufbauseitiger Hebel
6, 6': schließdeckelseitiger Hebel
7: Gelenk
8, 8': Gelenk
9: Scharnier, Scharniermechanismus
10: Lagergelenk
11: Angriffspunkt, Gelenk
12: Fahrzeugaufbau
13: Gesamtaufbau
14: Zugseil
15: Umlenk- und Führungsmittel, Umlenkrolle

a, b: Armhebellängen
α: Ausschlagwinkel
β: Öffnungswinkel

Claims

Kraftfahrzeugdeckel (1, 1') mit einem seine Drehachse definierenden Scharniermechanismus (9) zum drehbaren Anbauen an einem Fahrzeugaufbau (12), zumindest einem krafterzeugenden Hilfsmittel (2, 2'), das mit einem aus mehreren Hebeln bestehenden Hebelmechanismus (5, 5', 6, 6') ausgerüstet ist, wobei der Hebelmechanismus (5, 5', 6, 6') aus zwei miteinander drehbar in einem als ein Gelenk (4) ausgeführten Verbindungspunkt (4) verbundenen Hebeln (5, 5', 6, 6') zusammengesetzt ist, wobei einer der beiden Hebel (5) auf der Seite des Fahrzeugaufbaus (12) mit seinem anderen fahrzeugaufbauseitigen Ende drehbar in einem fahrzeugaufbauseitig angeordneten Gelenk (7) gelagert ist und der zweite Hebel (6) mit seinem anderen Ende (8, 8') auf der Seite des Kraftfahrzeugdeckels (1) in einem schließdeckelseitig angeordneten Gelenk (8) gelagert ist und das krafterzeugende Hilfsmittel (2) an einem der beiden Hebel (5, 6) an einem Punkt (4,11) angreift, der nicht mit dem fahrzeugaufbauseitig angeordneten Gelenk (7) oder dem schließdeckelseitig angeordneten Gelenk (8) der beiden drehbar verbundenen Hebel (5, 6) übereinstimmt, sondern in einem vorgegebenen wirksamen Hebelarm entsprechenden Abstand davon an dem jeweiligen Hebel angeordnet ist, und die drehbar miteinander verbundenen Hebel (5, 5', 6, 6') bei geschlossenem Zustand des Kraftfahrzeugdeckels (1) im Wesentlichen zusammengeklappt und bei geöffnetem Zustand des Kraftfahrzeugdeckels (1') im Wesentlichen aufgeklappt sind und das andere Ende des krafterzeugenden Hilfsmittels (2) in einem festverankerten Lagergelenk (10) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gelenk (4, 7, 8, 10, 11) ein Einachsengelenk und die weiteren Gelenke (4, 7, 8, 10, 11) Kugelgelenke sind.
Kraftfahrzeugdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der fahrzeugaufbauseitige Hebel (5), sein Lagerpunkt an dem fahrzeugaufbauseitig angeordneten Gelenk (7), die Wirkrichtung des krafterzeugenden Hilfsmittels (2) und der Angriffspunkt (4, 11) des krafterzeugenden Hilfsmittels (2) so angeordnet sind, dass ein Armhebel mit vorgegebener Länge (Armhebellänge b) zustande kommt, und der schließdeckelseitige Hebel (6), sein Lagerpunkt an dem schließdeckelseitig angeordneten Gelenk (8), die Wirkrichtung des krafterzeugenden Hilfsmittels (2) und der Angriffspunkt (4, 11) des krafterzeugenden Hilfsmittels (2) so angeordnet sind, dass ein Armhebel mit vorgegebener Länge (Armhebellänge a) zustande kommt, wenn der Kraftfahrzeugdeckel (1, 1') in geschlossenem Zustand ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als ein Gelenk (4) ausgeführte Verbindungspunkt (4) der beiden Hebel (5, 6) auch ein drehbarer Verbindungs- und Angriffspunkt des krafterzeugenden Hilfsmittels (2) ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Lagerung des krafterzeugenden Hilfsmittels (2) in dem Gelenk (10) an dem Fahrzeugaufbau (12) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Lagerung des krafterzeugenden Hilfsmittels (2) in dem Gelenk (10) an dem Kraftfahrzeugdeckel (1, 1') angeordnet ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das krafterzeugende Hilfsmittel (2) eine Druckkraft erzeugende Vorrichtung ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das krafterzeugende Hilfsmittel (2) eine Zugkraft erzeugende Vorrichtung ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das krafterzeugende Hilfsmittel (2) eine vorgespannte Spiral- oder Gasfeder ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das krafterzeugende Hilfsmittel (2) eine elektromechanische oder hydraulische Antriebsvorrichtung ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das krafterzeugende Hilfsmittel über ein Zugseil (14) auf einen Angriffspunkt (4, 11) des Hebelmechanismus (5, 5', 6, 6') beaufschlagend einwirkt.
Kraftfahrzeugdeckel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das krafterzeugende Hilfsmittel (2) in einem beliebigen Teilraum des Fahrzeugsaufbaus (12) oder des Kraftfahrzeugdeckels (1) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugseil (14) über zumindest ein zwischen dem krafterzeugenden Hilfsmittel (2) und dem Angriffspunkt (4, 11) angeordnetes Umlenk- und Führungsmittel (15) beliebig in dem Fahrzeugaufbau (12) ausgerichtet und aufgespannt verlegt ist.
Kraftfahrzeugdeckel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenk- und Führungsmittel (15) eine oder mehrere drehbar gelagerte Rollen und/oder gleitfähige Führungen aufweist.
Kraftfahrzeugdeckel nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugseil (14) einen beliebigen Querschnitt aufweist.