EP4050186A1 - Gelenkvorrichtung für eine klappeneinheit eines kraftfahrzeugs sowie klappeneinheit für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Gelenkvorrichtung für eine klappeneinheit eines kraftfahrzeugs sowie klappeneinheit für ein kraftfahrzeug Download PDF

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EP4050186A1
EP4050186A1 EP22154790.4A EP22154790A EP4050186A1 EP 4050186 A1 EP4050186 A1 EP 4050186A1 EP 22154790 A EP22154790 A EP 22154790A EP 4050186 A1 EP4050186 A1 EP 4050186A1
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EP
European Patent Office
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unit
pivoting
shaft
brake
end position
Prior art date
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Granted
Application number
EP22154790.4A
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English (en)
French (fr)
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EP4050186B1 (de
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Levente Tarjanyi
Gabor Keresztury
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Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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Publication date
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Publication of EP4050186B1 publication Critical patent/EP4050186B1/de
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    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05D—HINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D11/00—Additional features or accessories of hinges
    • E05D11/08—Friction devices between relatively-movable hinge parts
    • E05D11/087—Friction devices between relatively-movable hinge parts with substantially axial friction, e.g. friction disks
    • 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
    • E05F1/00—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass
    • E05F1/08—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass spring-actuated, e.g. for horizontally sliding wings
    • E05F1/10—Closers or openers for wings, not otherwise provided for in this subclass spring-actuated, e.g. for horizontally sliding wings for swinging wings, e.g. counterbalance
    • E05F1/12—Mechanisms in the shape of hinges or pivots, operated by springs
    • E05F1/1207—Mechanisms in the shape of hinges or pivots, operated by springs with a coil spring parallel with the pivot axis
    • E05F1/1223—Mechanisms in the shape of hinges or pivots, operated by springs with a coil spring parallel with the pivot axis with a compression or traction spring
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • 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
    • E05F3/00—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices
    • E05F3/16—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices with friction brakes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05F3/00—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices
    • E05F3/20—Closers or openers with braking devices, e.g. checks; Construction of pneumatic or liquid braking devices in hinges
    • 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
    • E05Y2900/538—Interior lids

Definitions

  • the present invention relates to a hinge device for a flap unit of a motor vehicle and a flap unit for a motor vehicle, the flap unit having a hinge device.
  • a flap element which are designed, for example, to serve as a cover for a storage compartment and/or or to provide different setting options for a user of the motor vehicle.
  • a flap element can be, for example, an adjustable armrest, in particular of a center console, in the interior of the motor vehicle.
  • an adjustable armrest can be designed as a structural unit with a cover element for the storage compartment.
  • a user of the flap element or the user, in particular the driver, of a motor vehicle equipped with the corresponding flap element can move the flap element particularly easily - for example between an open position and a closed position - devices for the flap element are known, by means of which the movement, in particular a Opening the flap element are supported.
  • the flap element moves undesirably, for example unintentionally, which in turn requires a device for the flap element, by means of which the movement of the flap element can be braked. Consequently, there is a conflict of objectives for the conventional flap element or for moving it.
  • a hinge device for a flap unit of a motor vehicle is proposed.
  • the flap unit is, for example, a cover unit of a storage compartment of the motor vehicle, this storage compartment being arranged in particular in an interior or in a passenger cell or in a passenger compartment of the motor vehicle.
  • the motor vehicle is preferably a motor vehicle, in particular a passenger car and/or truck.
  • the flap unit can be designed as an armrest element of a console, for example a center console, of the motor vehicle, preferably as a center armrest, via which two adjacent seats of a seating system of the motor vehicle or passenger car are spaced apart.
  • such a center armrest or armrest can be arranged between a driver's seat and a front passenger seat in a first row of seats in the passenger vehicle.
  • the cover element or the armrest can be adjusted at least between two positions, in particular manually adjusted by the user.
  • the joint device in particular of the flap unit, has a shaft which can be connected in a torque-proof manner to a shaft mount of the motor vehicle.
  • the motor vehicle which is equipped with the articulation device or with the flap unit, includes the shaft mount that corresponds to the shaft.
  • the shaft is designed as an elongate, polygonal bar.
  • the shaft is elongate and of a straight, circular-cylindrical design.
  • the shaft further has a longitudinal central axis, through which a pivot axis of the joint device is formed or defined. In other words, the longitudinal center axis of the shaft and the pivot axis of the joint device coincide.
  • the shaft in relation is arranged non-rotatably to all other elements of the flap unit. If, for example, it is described that an element "rotates around the shaft”, this rotation or pivoting takes place in relation to the longitudinal central axis of the shaft, that is to say in relation to the pivot axis of the joint device.
  • the joint device comprises a support unit arranged fixedly on the shaft.
  • the support unit has a support element which is designed in particular as a support pin which extends transversely away from the shaft. This means that a longitudinal center axis of the support pin and the longitudinal center axis of the shaft or the pivot axis of the joint device are arranged transversely to one another, in particular perpendicularly to one another. In this case, the support pin projects beyond an outer peripheral surface of the shaft in the radial direction.
  • the support unit has a (further) support element, which is designed in particular as a hole penetrating the shaft transversely, it being possible for this hole to be a blind hole or a through hole.
  • a longitudinal center axis of this hole is arranged transversely, in particular perpendicularly, to the longitudinal center axis of the shaft or to the pivot axis of the joint device. Furthermore, it can be provided for the support unit that it has a multiplicity of support elements. In this case, it is provided in particular that the respective support element is fixed in relation to the longitudinal center axis of the shaft or in relation to the pivot axis of the joint device in a rotationally fixed and translatory fixed manner in/on the shaft.
  • the joint device also has a pivoting unit that is pivotable about the shaft between a first end position and a second end position.
  • the pivoting unit is arranged pivotably on the shaft, so that the pivoting unit is rotated or pivoted while pivoting or adjusting between the end positions about the shaft or its longitudinal central axis—that is, about the pivot axis of the joint device.
  • the swivel unit has a hub portion arranged on the shaft and a lever portion connected directly to the hub portion, the lever portion being arranged transversely, in particular perpendicularly, in relation to the shaft.
  • the hub part and the lever part are connected to one another in a non-positive, positive and/or materially locking manner, for example are formed in one piece with one another.
  • the pivoting unit it is conceivable for the pivoting unit to be seated on/on the shaft in a translationally fixed manner or in a translationally displaceable manner in relation to the shaft.
  • the joint device has a brake unit, which includes a first brake structure fixed to the swivel unit, in particular to the hub portion of the swivel unit.
  • a brake unit which includes a first brake structure fixed to the swivel unit, in particular to the hub portion of the swivel unit.
  • the second brake structure sits—as will be explained in greater detail below—on/on the shaft in a translationally fixed manner or in a translationally displaceable manner.
  • the braking structures face one another directly along the shaft or along a longitudinal extension direction of the shaft.
  • the joint device also has a helical spring unit, which is arranged directly on the support unit and on the pivoting unit along a torsional tensioning direction inherent in the helical spring unit and is clamped in the first end position of the pivoting unit.
  • the pivot unit in particular its lever portion, is tensioned by means of the coil spring unit along the outer circumferential direction of the shaft in the torsion tensioning direction, ie counter to the torsion relaxation direction.
  • a first end of the helical spring unit such as a first end leg of the helical spring unit, and the support unit are brought into interaction with one another in such a way that the helical spring is supported on/in the support unit via its first end.
  • the first end leg of the coil spring unit engages in the support element of the support unit, which is designed as the through hole or blind hole.
  • the first end of the helical spring unit or its first end leg is supported on the support element of the support unit designed as the support pin. This prevents the end leg or the first end of the coil spring unit from rotating about the shaft or about the pivot axis of the joint device.
  • the coil spring unit is tensioned in the torsion tensioning direction because the second end leg the coil spring unit is held accordingly by means of the pivot unit or by means of the lever portion.
  • the coil spring unit is tensioned between the support unit and the pivoting unit in the torsion tensioning direction when the pivoting unit is arranged in the first end position.
  • the coil spring unit of the joint device that it is arranged and clamped between the support unit and the brake unit along a translational clamping direction inherent in the coil spring unit.
  • the braking structures are tensioned towards one another by means of the helical spring unit along a longitudinal extension direction of the shaft counter to the translational tensioning direction, that is to say in the translational relaxation direction.
  • the coil spring unit is supported via its first end on the support unit and via its second end - directly or indirectly - on the first braking structure or on the second braking structure - namely on that of the braking structures which, in relation to the longitudinal direction of the shaft or in Relative to the pivot axis of the joint device is arranged translationally displaceable - supported.
  • the helical spring unit can be adjusted along the torsional tensioning direction by pivoting the pivoting unit between a first tensioned position and at least one second tensioned position.
  • the helical spring unit accordingly has a dual functionality, namely—firstly—a torsion spring effect is provided by the helical spring unit, and—secondly—a compression spring effect is provided by means of the helical spring unit.
  • the compression spring effect of the helical spring unit is used or utilized as follows:
  • the braking structures are in direct contact with one another.
  • the braking structures rub against each other, for example by means of respective friction surfaces of the braking structures, when the pivoting unit is pivoted about the shaft or about the pivoting axis of the joint device, with this friction between the braking structures generating a braking torque, the amount of which counteracts the Panning of the pivoting unit is oriented.
  • the braking torque is largely dependent on a translatory spring force, that is to say on the compression spring effect, and a respective coefficient of friction of the braking structures or friction surfaces.
  • the translatory spring force of the coil spring unit is particularly preferably selected or designed in such a way that the braking structures or friction surfaces are pressed against one another so firmly by means of the coil spring unit that the braking torque and a mass-related torque of the pivoting unit (possibly including a flap element) about the shaft cancel each other out.
  • the pivoting unit and/or the flap element can be held between the end positions, thereby preventing unintentional pivoting of the pivoting unit (for example unintentional closing of the flap element arranged on the pivoting unit).
  • the torsion spring effect of the helical spring unit is used or utilized as follows: In the fully assembled state of the joint device, a torsion spring moment of the helical spring unit acts counter to the torsion tensioning direction, i.e. in the torsion relaxation direction, on the swivel unit, in particular on its lever portion. As a result, the pivoting unit is clamped via its lever portion in the first end position towards the second end position, the mass-related torque of the pivoting unit being at least partially canceled by the corresponding opposite torsion spring moment.
  • an adjustment of the swivel unit from the first end position in the direction of the second end position or into the second end position is supported by the coil spring unit, in that the swivel unit is rotated around the shaft or around the shaft by means of the torsion spring effect or by means of the torsion spring moment of the coil spring unit Pivot axis of the joint device can be driven.
  • the torsion spring torque does not exceed the braking torque, so that the pivoting unit is ultimately pivoted by means of an external actuating force, for example by a user.
  • the joint device for example, that automatic or undesired or unintentional movement or pivoting of the pivoting unit about the pivoting axis is prevented by means of the coil spring unit - in particular by means of its compression spring effect - while still being prevented by means of the coil spring unit - in particular by its torsion spring effect - the pivoting of the pivoting unit on the first end position towards the second end position is supported.
  • the end positions between which the pivoting unit is adjustable are spaced apart from each other by an angular extent of more than 90 degrees along the outer circumferential direction of the shaft. Specifically, the two end positions are apart from each other by 135 degrees along the outer circumferential direction of the shaft.
  • the swivel unit in particular its lever portion, is arranged parallel to this X-Y plane in the first end position, i.e. at 0 degrees around the swivel axis or around the shaft adjusted or pivoted.
  • the swivel unit or its lever portion is arranged horizontally in relation to the motor vehicle.
  • the pivoting unit, in particular its lever portion is adjusted in the second end position by more than 90 degrees, in particular by 135 degrees, in relation to the pivot axis or shaft.
  • This second end position is particularly advantageous when the pivoting unit (possibly including the flap element) is formed between two individual seats of the motor vehicle, for example as part of a center console of the motor vehicle.
  • the articulation device enables a particularly ergonomic and advantageous operation of the flap unit or the flap element.
  • a first intermediate pivoting position is arranged between the first end position and the second end position, which is along the outer circumferential direction of the shaft by a first intermediate position angular dimension of less than 45 degrees from the first end position.
  • the intermediate position angle measure is less than 30 degrees, preferably 20 degrees to 25 degrees. It is provided here that the pivot unit by means of the coil spring unit in the first intermediate pivot position along the torsional clamping direction Coil spring unit is held.
  • the counter-torque is a sum of the mass-related torque of the pivoting unit (possibly including the flap element) that counteracts the torsion spring moment and the braking moment that is generated by means of the braking unit.
  • the mass and the pivoting unit, in particular the lever portion (possibly including the flap element arranged on it), a shape of the braking structures and both a torsion spring constant and a translation spring constant of the coil spring unit correspond to one another in such a way that in the intermediate pivoting position the torsion spring moment, the torque of the pivoting unit and the braking torque cancel each other out.
  • the pivoting unit when the coil spring unit is at least partially relaxed with respect to the first end position, the pivoting unit is held in the intermediate pivoting position, in which a resultant torque acting on the pivoting unit is equal to zero.
  • the pivoting unit can be pivoted into the first intermediate pivoting position due to a relaxation of the helical spring unit against the torsion tensioning direction, ie in the torsion relaxation direction.
  • the translational spring constant is selected or designed in such a way that the braking torque can be overcome by relaxing the coil spring unit, as a result of which the swivel unit automatically moves towards the second end position - for example in Direction towards the first intermediate pivot position and / or in the first intermediate pivot position - is pivotable.
  • the joint device has a locking element, by means of which the pivoting unit in the first end position can be reversibly locked in a non-destructively detachable manner to prevent it from pivoting out of the first end position.
  • the locking element is arranged directly or indirectly on the swivel unit.
  • the locking element corresponds to another one arranged in/on the motor vehicle Locking element, wherein the locking elements are designed in particular to provide a reversible, non-destructively releasable connecting device.
  • This connection device is formed, for example, when the pivoting unit is arranged in the first end position, the connection device being able to be opened, for example, by an actuation action by the user. It is then provided in particular that—due to the actuation action of the user—the pivoting unit jumps up from the first end position, in particular into the first intermediate pivoting position, without any further action on the part of the user, that is to say automatically.
  • the pivoting unit is pivoted out of the first end position while the connecting device is released or unlocked.
  • the swivel unit is driven by the relaxing coil spring unit along the outer circumferential direction of the shaft or in the direction of torsion relaxation until the torsion spring moment of the coil spring unit balances or has balanced the counter-torque (torque of the swivel unit + braking torque).
  • connection device that it can be unlocked via an actuating element by applying an actuating force of at least 5 N (Newtons) and a maximum of 25 N over an actuating path of 5 mm (millimeters) to the actuating element, which can be actuated accordingly.
  • the actuation path in particular in relation to the coordinate system of the motor vehicle, is parallel to a longitudinal axis (x) of the motor vehicle. It is conceivable here for the actuating element to be attached to the flap element or to/in the motor vehicle, at least in an area within reach of the user of the joint device or of the motor vehicle.
  • pivoting unit of the joint device A particularly efficient adjustment of the pivoting unit of the joint device is thus ensured, with the user only having to open the connecting device so that the pivoting unit then springs open from the first position.
  • a second intermediate pivoting position between the first end position and the second end position which is apart along the outer circumferential direction of the shaft by a second intermediate position angular amount of more than 45 degrees from the first end position.
  • the second intermediate pivoting position is arranged between the first intermediate pivoting position and the second end position. It is particularly preferred if the second intermediate position angle is 90 degrees.
  • the shaft and the coil spring unit are in particular arranged coaxially with one another. This means that the longitudinal center axis of the shaft and a longitudinal center axis of the coil spring unit coincide with each other.
  • the shaft is encompassed by the helical spring unit, in particular by a helical portion of the helical spring unit, along the outer circumferential direction of the shaft. This is because the shaft extends through a spring interior of the coil spring unit when the joint device is in the assembled state.
  • the spring interior is a space delimited radially outwards by turns of the helical portion of the helical spring unit.
  • the spring interior is - if the coil spring unit or its helical portion is considered alone - free of a material. This results in an advantage in terms of space, since the coil spring unit and the shaft are arranged on one another in a particularly space-saving or space-efficient manner.
  • the brake unit is arranged along the shaft or along the longitudinal direction of the shaft directly between the coil spring unit and the swivel unit.
  • the articulation device in particular the brake unit, has the second brake structure, which is arranged to be movable along the shaft or along the pivot axis with translational tensioning or relaxation of the helical spring unit.
  • the first braking structure which is opposite to the second braking structure along the pivot axis or along the shaft of the first braking structure, is fixed in translation with respect to the shaft.
  • the helical spring unit bears against the translational tensioning direction or in the translational relaxation direction directly on the first braking structure, as a result of which it is tensioned along the pivot axis in the direction of the first braking structure arranged in a non-displaceable manner.
  • the pivoting unit and the flap element it is possible in particular for the pivoting unit and the flap element to be fastened to one another, in particular to be formed in one piece with one another.
  • the pivoting unit is at least partially formed by the flap element. This results in advantageous Way a particularly simple or less complicated structure of the joint device, in particular the flap unit.
  • the swivel unit is arranged along the shaft or along its longitudinal center axis directly between the coil spring unit and the brake unit.
  • the first braking structure is translationally displaceable along the longitudinal central axis of the shaft and with translational tensioning or relaxation of the helical spring unit.
  • the second braking structure is fixed in translation in relation to the pivot axis or in relation to the longitudinal central axis of the shaft.
  • the second brake structure and the shaft are formed integrally with each other.
  • one of the braking structures comprises a braking structure body, with the other of the braking structures comprising a corresponding braking structure body receptacle.
  • the brake structure body and the brake structure body receptacle correspond to one another in such a way that the brake structure body can be arranged, at least partially, in the brake structure body receptacle. Accordingly, when the joint device is fully assembled, the brake structure body engages in the brake structure body receptacle along the shaft, so that the brake structure body is encompassed by the brake structure body receptacle along the outer circumferential direction of the shaft.
  • the brake structure body and the brake structure mount directly adjoin one another on the inside of the brake structure body mount.
  • the brake structure body has an outer peripheral surface, with the brake structure body receptacle having an inner peripheral surface which, when the joint device is in the mounted state, are formed so as to be parallel to one another.
  • the structural brake body and the structural brake body receptacle slide against one another on the inside when the pivot unit is pivoted or adjusted.
  • the outer peripheral surface of the brake structure body and the inner peripheral surface of the brake structure body receptacle can have or be formed from the friction surfaces of the respective brake structure.
  • the brake structural body and the brake structural body receptacle each have a right circular cylinder shape. Furthermore, it is conceivable that the structural brake body and the structural brake body receptacle each have the shape of a right truncated circular cone.
  • a braking torque acting between the braking structures and counteracting a pivoting of the pivoting unit can be generated, which then depends on a translational spring force or pressure effect of the coil spring unit, a respective coefficient of friction of the braking structures or friction surfaces, and on an impact angle of the braking unit.
  • an impact angle is to be understood as an angle in relation to the translational tensioning direction of the coil spring unit, at which the brake structure and the brake structure body receptacle adjoin or bear against one another.
  • the articulation device in particular the brake unit of the articulation device, can be adapted particularly easily and with little effort, for example by means of a corresponding selection of the shape of the brake structural body receptacle and the brake structural body, to a predetermined or specifiable purpose of use of the articulation device.
  • the brake unit comprises a pair of positive-locking elements, which has a first positive-locking element and a second positive-locking element.
  • the first positive-locking element is formed on the first brake structure and can therefore be rotated about the shaft or about the pivot axis, in that the pivot unit can be rotated about the pivot axis.
  • the second positive-locking element is formed on the second brake structure and is therefore connected to the shaft in a torque-proof manner.
  • the two form-locking elements correspond to each other in order to close a reversibly non-destructively releasable form-locking connection between the swivel unit and the shaft.
  • the positive-locking elements can be brought into engagement with one another—due to pivoting of the pivoting unit into a shaping position—while simultaneously relaxing the coil spring unit counter to the translational clamping direction (that is, into a third clamping position).
  • the form-fitting elements are detachable from one another—due to pivoting of the pivoting unit out of the form-fitting position—with simultaneous tensioning of the coil spring unit in the translational tensioning direction (that is, into a fourth tensioning position). It follows that the coil spring unit can be adjusted between the first clamped position and the second clamped position and at the same time between the third clamped position and the fourth clamped position by pivoting the pivot unit.
  • the form-locking elements thus engage in one another or form the form-lock that can be releasably released non-destructively with one another when the pivoting unit is pivoted into the form-locking position.
  • the form-fitting elements are arranged opposite one another along the pivot axis or along the translational clamping direction, so that the form-fitting elements are clamped directly against one another in the form-fitting position by means of the coil spring unit.
  • the form-fitting elements are secured to one another in a form-fitting manner by means of the helical spring unit in the form-fitting position of the pivoting unit, in that the helical spring unit presses the form-fitting elements against one another or into one another along the translation relaxation direction.
  • the form fit formed or formable by means of the form fit elements is reliably secured against unintentional loosening, as a result of which the swivel unit can be reversibly released and locked in the form fit position even more reliably.
  • the braking structures are spaced apart from one another along the shaft via one or more of the form-fitting elements when the pivoting unit is arranged outside of the form-fitting position.
  • the helical spring unit is more tightly tensioned along the translational tensioning direction than in the positive-locking position. If the pivoting unit is arranged outside of the form-fitting position and/or the pivoting unit is pivoted or rotated about the pivot axis outside of the form-fitting position, the braking structures, in particular the friction surfaces, no longer slide directly off one another, but - indirectly - via one or more of the form-fitting elements.
  • a form-fitting element formed on the first brake structure slides over a friction surface of the brake unit formed on the second brake structure.
  • a form-fitting element formed on the second braking structure slides over a friction surface formed on the first braking structure.
  • the friction surfaces of the braking structures are spaced apart from one another by the corresponding ones of the form-fitting elements, with the helical spring unit being tensioned in the translation tensioning direction. This results in a particularly low braking torque between the braking structures when the pivoting unit is arranged or pivoted outside of the form-fitting position.
  • the pivoting unit can be pivoted about the pivoting axis in a particularly simple manner, for example by means of the user.
  • the pair of form-fitting elements is designed in such a way that the pivoting unit can be locked in the first intermediate pivoting position by means of the pair of form-fitting elements so that it can be reversibly released without being destroyed.
  • the pair of form-fitting elements is provided for the pair of form-fitting elements to be designed in such a way that the pivoting unit can be locked in the second pivoting intermediate position by means of the pair of form-fitting elements in a reversible, non-destructive, detachable manner.
  • the joint device can have more than one pair of form-fitting elements, for example a first pair of form-fitting elements assigned to the first intermediate pivoting position and a second pair of form-fitting elements assigned to the second intermediate pivoting position.
  • the user of the articulation device or the user of the flap unit equipped with the articulation device can thus be provided with particularly efficient haptic feedback as to the position at which the pivoting unit is currently latching or has latched.
  • a further, for example third pair of form-fitting elements is designed in such a way that the pivoting unit can be locked in the second end position, i.e. at 135 degrees, by means of the (third) pair of form-fitting elements so that it can be reversibly and non-destructively released . Since the second end position along the outer circumferential direction of the shaft is more than 90 degrees, in particular 135 degrees, away from the first end position, the pivoting unit can be effectively secured against further pivoting, i.e.
  • the form-fitting element pair forms a positive connection with one another when the pivoting unit is pivoted into the second end position, that is to say by more than 90 degrees or by 135 degrees from the first end position.
  • a further (fourth) pair of form-fitting elements can be provided, by means of which the pivoting unit can be locked in the first end position in a reversible, non-destructive, detachable manner.
  • the locking device is formed by the (fourth) pair of form-fitting elements, in which case the locking device is then completely a part of the joint device.
  • the joint device has a flap element that is arranged or fastened to the pivoting unit.
  • the flap element is, for example, a flap element of an interior element of the motor vehicle, for example an armrest. This is designed to be adjustable/pivotable in that the pivoting unit can be adjusted between the end positions. It is also conceivable that the flap unit is alternatively or additionally designed as a cover element, for example for a storage compartment of the motor vehicle. This is then the first one End position of the pivoting unit about a closed position of the cover element, in which an access opening of the storage compartment is blocked by means of the cover element against reaching through.
  • the cover element is moved out of the first end position, for example into the first intermediate pivoting position, into the second intermediate pivoting position or into the second end position, the cover element is moved into an open position in which the access opening for reaching through is at least partially released.
  • the invention also relates to a flap unit for a motor vehicle, the flap unit comprising a joint device designed in accordance with the above description.
  • a joint device 1 and a flap unit 2 are described together, it being provided in particular that the flap unit 2 has the joint device 1 .
  • the flap unit 2 is provided in particular for a motor vehicle (not shown), which is designed, for example, as a motor vehicle, such as a passenger car and/or truck.
  • the flap unit 2, and consequently the joint device 1 can be arranged or is arranged in an interior of a motor vehicle, this interior being designed, for example, as a passenger compartment or as a passenger cell.
  • the flap unit 2, together with the joint device 1, is in 1 shown, which shows a schematic outline sketch of a first embodiment of the hinge device 1 having the flap unit 2.
  • the joint device 1 has a shaft unit 3 which comprises a shaft 4 which is non-rotatably connected to a shaft mount 5 (see FIG 3 ) is connectable.
  • the shaft 4 is elongate and of a straight circular-cylindrical design.
  • a pivot axis 7 of the joint device 1 is formed by a longitudinal central axis 6 of the shaft 4 . This means that the joint device 1 has the pivot axis 7, with the pivot axis 7 and the longitudinal central axis 6 of the shaft 4 coinciding with one another.
  • the joint device 1 has a support unit 8 which is arranged fixedly on the shaft and comprises a support element 9 or a multiplicity of support elements 9 .
  • the support element 9 is designed as a support pin, the support pin extending transversely away from the shaft 4 . This means that a distal end of the support pin or the support element 9 protrudes beyond an outer peripheral surface 10 of the shaft 4 in the radial direction.
  • the joint device 1 also has a pivoting unit 11 which is arranged pivotably on the shaft 4 and comprises a hub part 12 arranged on the shaft and a lever part 13 which is directly connected to the hub part 12 .
  • the lever portion 13 is transverse to the shaft 4 or transverse to the longitudinal center axis 6 - so transverse to the pivot axis 7 - arranged.
  • the swivel unit 11 is about the shaft 4, in particular about its longitudinal center axis 6, between a first end position P1 (see 4 ) and a second end position P2 (see 4 ) swiveling or rotating.
  • a flap element 14 is arranged on the pivoting unit 11, in particular on its lever portion 13.
  • the flap element 14 is in 1 (and in 2 ) shown transparently and only hinted at.
  • the flap element 14 is pivotable in relation to the shaft 4 or in relation to the longitudinal center axis 6, i.e. in relation to the pivot axis 7, it being possible in particular to provide that the flap element 14 can be pivoted along the shaft 4 or along the Longitudinal central axis 6 is arranged fixed against displacement.
  • the flap element 14 is a cover element 15 of a storage compartment 16 or for the storage compartment 16 (see 3 ).
  • the flap element 14 is in particular a flap element of the flap unit 2, it being possible for the flap unit 2 to be an interior element of the motor vehicle, for example.
  • the flap unit 2 is arranged in/on a center console in the interior of the passenger vehicle and/or the center console is at least partially formed by the flap unit 2 .
  • the flap unit 2, in particular the flap element 14, has a support surface 17, which is in particular designed as an armrest surface. Accordingly, it is possible for a user of the flap unit 2 , for example a driver of the passenger car, to rest his arm on the flap unit 2 via the support surface 17 .
  • the flap element 14 forms both the cover element 15 and the support surface 17, so that the flap unit can be used in a particularly flexible and versatile manner in the interior of the passenger vehicle.
  • the joint device 1 also has a brake unit 18 which comprises a first brake structure 19 and a second brake structure 20 .
  • the first braking structure 19 is attached or fixed in particular to the hub portion 12 of the swivel unit 11 . Accordingly, the first brake structure 19 is mounted on the shaft 4 such that it can pivot or rotate in relation to the pivot axis 7 of the joint device 1 .
  • the first brake structure 19 can also be pivoted with the pivoting unit 11 or with its hub portion 12 in that the pivoting unit 11 can be pivoted about the shaft 4 or about the pivot axis 7 .
  • the second brake structure 20 is connected to the shaft 4 in a rotationally fixed manner in relation to the pivot axis 7 .
  • the two braking structures 19, 20, as from 1 shows, arranged opposite to each other or opposite to each other along the shaft 4.
  • the joint device 1 has a coil spring unit 21 which comprises a first end 22 and a second end 23 opposite the first end 22 .
  • the coil spring unit 21 has a first end leg 24 and at the second end 23 the coil spring unit 21 has a second end leg 25 .
  • the coil spring unit 21 has a helical portion 26, with the helical portion 26 extending between the ends 22, 23.
  • the helix portion 26 is delimited on both sides by the ends 22 , 23 along a translational tensioning direction 27 of the coil spring unit 21 .
  • the helical spring unit 21 is arranged further along a torsional tensioning direction 28 of the helical spring unit 21 directly on the support unit 8 and on the pivoting unit 11 and is tensioned in the first end position P1.
  • the pivoting unit 11 in particular its lever portion 13 , is tensioned by means of the coil spring unit 21 along an outer peripheral direction of the shaft 4 in the torsion tensioning direction 28 . This means that when the joint device 1 is fully assembled, relaxation of the helical spring unit 21 against the torsional tensioning direction 28 is blocked or prevented when the pivoting unit 11 is arranged in the first end position P1.
  • the helical spring unit 21, in particular its helix portion 26, is arranged between the support unit 8 and the brake unit 18, the helical spring unit 21 being clamped between the support unit 8 and the brake unit 18 along the translational tensioning direction 27.
  • the braking structures 19 , 20 are tensioned by means of the coil spring unit 21 along the shaft 4 , that is to say along a longitudinal extension direction of the shaft 4 , counter to the translational tensioning direction 27 towards one another.
  • the coil spring unit 21 By arranging the coil spring unit 21, in particular via its second end leg 25, on the pivot unit 11 or on its lever portion 13, with the coil spring unit 21 being tensioned in the torsional tensioning direction 28 against relaxation, the coil spring unit 21 can be tensioned counter to the torsional tensioning direction 28 by the Pivoting unit 11 is pivoted about the pivot axis 7 counter to the torsion clamping direction 28 . This means that the coil spring unit 21 is relaxed against the torsional tensioning direction 28 when the pivoting unit 11 is disengaged from the first end position P1 by the pivoting unit 11 being pivoted about the shaft 4 from the first end position P1 towards the second end position P2.
  • the braking structures 19, 20 are tensioned towards one another along the shaft 4 by means of the coil spring unit 21, since the translational tensioning device 27 and the shaft 4 or its longitudinal central axis 6 are arranged parallel to one another. Because the coil spring unit 21 is supported at its first end 22 along the shaft 4 on the support unit 8, and via its second end 23 on the brake unit 18, in particular on a portion of the brake unit 18 that can be displaced translationally along the shaft 4. In this state the coil spring unit 21 is tensioned between the brake unit 18 and the support unit 8 in the translational tensioning direction 27, so that a translational spring force acting along the central longitudinal axis 6 tensions the braking structures 19, 20 against one another or tensions them towards one another. This is because one of the braking structures 19 , 20 is attached to the shaft 4 in a rotationally fixed manner in relation to the pivot axis 7 of the joint device 1 .
  • the second brake structure 20 is arranged on the shaft 4 in a translationally displaceable manner in relation to the shaft 4 or in relation to its longitudinal central axis 6 .
  • the first brake structure 19 is in this case fixed in translation or fixed against displacement, i.e. immovable in translation, along the central longitudinal axis 6 on the shaft 4, in that in this case the pivot unit 11 is arranged on the shaft 4 fixed against displacement in relation to the central longitudinal axis 6 .
  • the flap element 14 can be rotated about the longitudinal center axis 6 , but is fastened to the shaft 4 in a translationally fixed manner in relation to the longitudinal center axis 6 .
  • the second brake structure 20 is clamped by the helical spring unit 21 against the translational clamping direction 27 and along the shaft 4 in the direction towards the first brake structure 19 or towards this.
  • FIG 2 shows a schematic outline sketch of a further embodiment or a second alternative of the flap unit 2 having the joint device 1.
  • first braking structure 19 is attached to the shaft 4 in a translationally displaceable manner in relation to the longitudinal central axis 6 .
  • second brake structure 20 is attached to the shaft 4 in a rotationally fixed and translatory fixed manner.
  • the braking structures 19 , 20 are tensioned towards one another or against one another by means of the helical spring unit 21 , in that the translational spring force presses the pivoting unit 11 along the longitudinal central axis 6 in the direction towards the second braking structure 20 .
  • the coil spring unit 21 is then arranged directly between the support unit 8 and the pivoting unit 11, on which—as already explained above—the first brake structure 19 is attached or fixed.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the flap unit 2 with the joint device 1, wherein the flap unit 2, in particular the flap element 14, is shown partially broken away.
  • the pivot unit 11 and accordingly the flap element 14 arranged thereon is arranged in the first end position P1, so that an access opening 29 of the storage compartment 16 is blocked by the flap element 14 or by the cover element 15 against reaching through. That means it's the first End position P1 can be a closed position of the flap element 14 or the cover element 15 .
  • the access opening 29 of the storage compartment 16 is completely closed by means of the cover element 15 or the flap element 14 when the pivoting unit 11 is arranged in the first end position P1.
  • the joint device 1 or the flap unit 2 provides that the pivoting unit 11 can be locked or arrested in the first end position P1, for example by means of a locking device (not shown), so that the pivoting unit 11 can be reversed in the first end position P1 in a non-destructive manner is releasably lockable.
  • the braking structures 19, 20 are tensioned towards one another by means of the coil spring unit 21 along the shaft 4, that is to say along the pivot axis 7. This is because in the first end position P1 the coil spring unit 21 generates a translational spring force which acts counter to the translational tensioning direction 27 . It can thus be seen that the coil spring unit 21 is clamped along the shaft 4 between the support unit 8 and the brake unit 18 and thereby drives the pivot unit 11 and consequently the first brake structure 19 fixed thereto along the longitudinal central axis 6 towards the second brake structure 20.
  • the braking structures 19, 20 are in direct contact with one another and—when the pivoting unit 11 is pivoted about the pivot axis 7—rub against one another.
  • a braking torque 30 (see figure 5 ) generated, which is oriented against the pivoting of the pivoting unit 11.
  • the braking torque 30 counteracts the pivoting of the pivoting unit 11, for example when the pivoting unit 11 is pivoted from the first end position P1 towards the second end position P2.
  • the coil spring unit 21 Since the coil spring unit 21 is also clamped in the torsion clamping direction 28 between the pivot unit 11 and the non-rotatable support unit 8 on the shaft 4, the coil spring unit 21 exerts a torsion spring moment 31 (see FIG figure 5 ) on the swivel unit 11, whereby the swivel unit 11 is driven out of the first end position P1 by means of the torsion spring moment 31, in particular when the swivel unit 11 is no longer locked in the first end position P1.
  • the coil spring unit 21 thus has a dual functionality.
  • the torsional spring moment 31 is generated by means of the helical spring unit 21 and, on the other hand, the translatory spring force is generated by means of the helical spring unit 21 .
  • the helical spring unit 21 has a translational spring constant and a torsional spring constant. where are the translational spring constants and the torsional spring constant is designed or selected in such a way that the braking moment 30 is overcome by the torsional spring moment 31 at least for a portion of the swivel path of the swivel unit 11 between the end positions P1, P2.
  • the result is that - in particular after the pivoting unit 11 has been unlocked - the pivoting unit 11 is pivoted about the shaft 4 or about the pivot axis 7 at least far enough or at least for so long in the direction towards the second end position P2 until the torsion spring moment 31 and a counter-torque cancel each other out.
  • the counter-torque is a sum of the braking torque 30 counteracting the torsion spring torque 31 and a mass-related torque of the swivel unit 11 (possibly including the flap element 14).
  • the pivoting unit 11 being shown in the first end position P1, in the second end position P2, in a first intermediate pivoting position P3 and in a second intermediate pivoting position P4.
  • the first end position P1 corresponds to an angular position of the swivel unit 11 of 0 degrees.
  • the second end position P2 is reached when the pivoting unit 11—starting from the first end position P1—is pivoted by more than 90 degrees, in particular 135 degrees, about the shaft 4 or about the pivot axis 7 .
  • the first intermediate pivoting position P3 is provided between the first end position P1 and the second end position P2, which is reached in the present example when the pivoting unit 11 or the flap element 14—starting from the first end position P1—is pivoted by less than 45 degrees.
  • the first intermediate pivoting position P3 of the joint device 1 is reached when the pivoting unit 11 or the flap element 14 is pivoted out of the first end position P1 by less than 30 degrees, preferably by 20 degrees to 25 degrees, more preferably by exactly 25 degrees .
  • the joint device 1 further has the second intermediate pivoting position P4, which is arranged between the first end position P1 and the second end position P2, in particular between the first intermediate pivoting position P3 and the second end position P2.
  • the pivoting unit 11 or the flap element 14 is arranged in the second intermediate pivoting position P4 when the pivoting unit 11 or the flap element 14 is pivoted through 90 degrees about the pivot axis 7 starting from the first end position P1.
  • the pivoting unit 11 and in particular the flap element 14 arranged thereon can be pivoted out of the first end position P1 against the torsional tensioning direction due to relaxation of the coil spring unit 21 .
  • the pivoting unit 11 can be pivoted automatically or independently from the first end position P1 into the first intermediate pivoting position P3. All that is required for this purpose--if present--is to release the locking device, for example by means of a user.
  • figure 5 shows a side view of the flap unit 2 with the hinge device 1, with the flap unit 2 being shown partially broken away.
  • the shaft 4 extends through the coil spring unit 21, in particular through its helical portion 26. This is because the shaft 4 is encompassed by the helix portion 26 in the outer circumferential direction of the shaft 4 , the shaft 4 running through a spring clearance 32 of the coil spring unit 21 .
  • the shaft 4 and the helical portion 26 of the coil spring unit 21 are arranged coaxially with one another. This means that a longitudinal center axis of the coil spring unit 21 and the longitudinal center axis 6 of the shaft 4 coincide.
  • the translational clamping direction 27, the torsional clamping direction 28, the braking moment 30 and the torsion spring moment 31 are shown as a corresponding arrow in figure 5 drawn.
  • the flap unit 2 with the joint device 1 is shown in a top view, with the flap unit 2 being shown partially broken away.
  • the braking structures 19, 20 have a respective friction surface 33, 34 which—for example as the respective braking structures 19, 20—are facing or opposed to one another. This means that the friction surfaces 33, 34, for example in the first end position P1, are tensioned towards one another by means of the coil spring unit 21, namely along the pivot axis 7 or along the longitudinal center axis 6.
  • FIG 7 shows a sectional side view (rear view) of the flap unit 2 having the joint device 1.
  • the corresponding sectional plane VII-VII is in FIG 6 shown.
  • the brake unit 18 has a brake structure body 35 and a brake structure body receptacle 36 .
  • the brake structural body 35 and the brake structural body receptacle 36 correspond to one another, so that the brake structural body 35 is arranged within the brake structural body receptacle 36 when the joint device 1 is in the assembled state.
  • the brake structural body 35 is accommodated in the brake structural body receptacle 36 .
  • the brake structural body 35 and the brake structural body receptacle 36 each have a right circular cylinder shape.
  • the structural brake body 35 and the structural brake body receptacle 36 each have the shape of a right truncated circular cone.
  • the brake structural body 35 engages in the brake structural body receptacle 36 along the shaft 4 or along the longitudinal center axis 6 and/or along the pivot axis 7, so that the brake structural body 35 is surrounded by the brake structural body receptacle 36 along the outer circumferential direction of the shaft 4.
  • the brake structural body 35 is completely encompassed by the brake structural body receptacle 36 along the outer peripheral direction of the shaft 4 .
  • the braking torque 30 depends at least in part on a selected or formed geometry of the brake structure body receptacle 36 and/or the brake structure body 35 .
  • the form-fitting element pair 37 has a first form-fitting element 38 and a second form-fitting element 39 .
  • the first form-fitting element 38 is formed on the first brake structure 19
  • the second form-fitting element 39 being formed on the second brake structure 20 .
  • the pair of form-fitting elements 37 is configured to form a form-fitting connection that can be released in a reversible, non-destructive manner.
  • the form-fitting elements 38, 39 for closing or forming the reversibly non-destructively releasable form-fitting connection between the swivel unit 11 and the shaft 4 correspond to one another.
  • the first form-fitting element 38 formed on the first brake structure 19 protrudes beyond the first friction surface 33 in the direction of the second brake structure 20.
  • the second form-fitting element 39 is formed as a depression in the second friction surface 33 of the second brake structure 20.
  • a shape of one of the form-fitting elements 38, 39 is designed as a negative of the shape of the corresponding other of the form-fitting elements 38, 39, so that it is possible for one of the form-fitting elements 38, 39 to engage in the other of the form-fitting elements 38, 39.
  • the form-fitting elements 38, 39 are arranged at a distance from one another, since the pivoting unit 11 is pivoted by 0 degrees in relation to the shaft 4, that is to say is arranged in the first end position P1.
  • the two form-fitting elements 38, 39 can be brought into engagement with one another, as a result of which the form-fitting connection between the pivoting unit 11 and the shaft 4 is then closed.
  • the pivoting unit 11 is arranged in a form-fitting position.
  • the form-fitting position is arranged in particular between the first end position P1 and the second end position P2.
  • the form-fitting element mediated by the form-fitting elements 38, 39 is designed to be releasable in a reversible non-destructive manner, the form-fitting elements 38, 39 can be detached from one another as a result of pivoting the pivoting unit 11 out of the form-fitting position, with the coil spring unit 21 being tensioned in the translational tensioning direction 27 at the same time.
  • the form-fitting elements 38, 39 slide off one another while the coil spring unit 21 relaxes, as a result of which the form-fitting elements 38, 39 intervene.
  • the first form-fitting element 38 is first rotated in the direction of the second form-fitting element 39 while pivoting the pivoting unit 11 about the pivot axis 7, until the first form-fitting element 38 engages in the second form-fitting element 39 and the form-fitting elements 38, 39 at their Flanks slide against each other.
  • the helical spring unit 21 relaxes against the translational tensioning direction 27, with the two form-fitting elements 38, 39 being moved closer to one another.
  • the pivoting unit 11 is displaced translationally along the pivoting axis 7 in the direction toward the second brake structure 20 as the coil spring unit 21 relaxes.
  • the braking structures 19, 20, in particular their friction surfaces 33, 34 are spaced apart from one another along the shaft 4 or along its longitudinal central axis 6 via one of the form-fitting elements 38, 39.
  • the helical spring unit 21 is more tightly tensioned along the translational tensioning direction 27 than in the form-fitting position.
  • the positive-locking elements 38, 39 are arranged in such a way that the pivoting unit 11 can be locked in the first pivoting intermediate position P3 by means of the positive-locking element pair 37 in a reversible, non-destructive manner.
  • a (further) form-fitting element pair can be provided, by means of which the pivoting unit 11 can be locked in the second intermediate pivoting position P4 in a reversible, non-destructive, detachable manner.
  • a (further) form-fitting element pair is conceivable, by means of which the pivoting unit 11 can be locked in the second end position P2 in a reversible, non-destructive, detachable manner.
  • the joint device 1 can have more than the pair of form-fitting elements 37 .
  • the joint device 1 can comprise a large number of form-fitting element pairs, so that the pivoting unit 11 can be in a large number of form-fitting positions can be respectively reversibly non-destructively detached and held in a form-fitting manner.
  • the joint device 1 or the brake unit 18 has a large number of positive-locking elements on the second brake structure 20, which is non-rotatably connected to the shaft 4, with only a single positive-locking element being formed on the first brake structure 19 fixed to the pivoting unit 11 is, which corresponds to the form-fitting elements on the second brake structure 20.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkvorrichtung (1), mit einer drehfest mit einer Wellenaufnahme (5) des Kraftfahrzeugs verbindbaren Welle (4); einer fest daran angeordneten Stützeinheit (8); einer an der Welle (4) angeordneten Schwenkeinheit (11), die um die Welle (4) zwischen einer ersten Endposition (P1) und einer zweiten Endposition (P2) schwenkbar ist; einer Bremseinheit (18), welche eine an der Schwenkeinheit (11) fixierte Bremsstruktur (19) und eine drehfest an der Welle (4) angeordnete Bremsstruktur (20) umfasst, wobei die Bremsstrukturen (19, 20) unmittelbar einander zugewandt sind. Weiter umfasst die Gelenkvorrichtung (1) eine Schraubenfedereinheit (21), welche entlang Torsionsspannrichtung (28) unmittelbar an der Stützeinheit (8) und an der Schwenkeinheit (11) angeordnet und in der ersten Endposition (P1) der Schwenkeinheit (11) eingespannt ist, wobei die Schwenkeinheit (11) mittels der Schraubenfedereinheit (21) entlang einer Außenumfangsrichtung der Welle (4) in Torsionsspannrichtung (28) gespannt ist. Weiter ist die Schraubenfedereinheit (21) entlang einer Translationsspannrichtung (27) zwischen der Stützeinheit (8) und der Bremseinheit (18) angeordnet und eingespannt, wobei die Bremsstrukturen (19, 20) mittels der Schraubenfedereinheit (21) entlang der Welle (4) entgegen der Translationsspannrichtung (27) zueinander hin gespannt sind. Ferner ist eine Klappeneinheit (2) mit einer Gelenkvorrichtung (1) vorgeschlagen.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkvorrichtung für eine Klappeneinheit eines Kraftfahrzeugs sowie eine Klappeneinheit für ein Kraftfahrzeug, wobei die Klappeneinheit eine Gelenkvorrichtung aufweist.
    • Stand der Technik
  • Im Fahrzeugbau, insbesondere Serienfahrzeugbau, besteht heutzutage der Bedarf, einen Innenraum, insbesondere einen Fahrgastraum, eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel Personenkraftwagens und/oder Lastkraftwagens, mit einer Vielzahl von Klappenelementen auszurüsten, welche beispielsweise dazu ausgebildet sind, als Deckel eines Staufachs zu dienen und/oder unterschiedliche Einstellungsmöglichkeiten für einen Nutzer des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Bei einem solchen Klappenelement kann es sich beispielsweise um eine verstellbare Armauflage, insbesondere einer Mittelkonsole, im Innenraum des Kraftfahrzeugs handeln. Des Weiteren ist es im Automobilsektor bekannt, dass eine derartige verstellbare Armauflage in Baueinheit mit einem Deckelelement für das Staufach ausgebildet sein kann. Damit ein Nutzer des Klappenelements bzw. der Nutzer, insbesondere Fahrer, eines mit dem entsprechenden Klappenelement ausgerüsteten Kraftfahrzeugs das Klappenelement besonders einfach bewegen kann - beispielsweise zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung -, sind Einrichtungen für das Klappenelement bekannt, mittels derer das Bewegen, insbesondere ein Öffnen, des Klappenelements, unterstützt werden. Gleichzeitig soll jedoch verhindert werden, dass sich das Klappenelement unerwünscht, beispielsweise unabsichtlich, bewegt, was wiederum eine Einrichtung für das Klappenelement erfordert, mittels derer das Bewegen des Klappenelements bremsbar ist. Folglich liegt für das herkömmliche Klappenelement bzw. für ein Bewegen desselben ein Zielkonflikt vor.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verstellen bzw. Bewegen eines Klappenelements, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, besonders vorteilhaft zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gelenkvorrichtung sind als Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Klappeneinheit anzusehen und umgekehrt. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.
  • Erfindungsgemäß ist eine Gelenkvorrichtung für eine Klappeneinheit eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Bei der Klappeneinheit handelt es sich zum Beispiel um eine Deckeleinheit eines Staufachs des Kraftfahrzeugs, wobei dieses Staufach insbesondere in einem Innenraum bzw. in einer Fahrgastzelle oder in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen. Des Weiteren kann die Klappeneinheit als ein Armauflageelement einer Konsole, zum Beispiel Mittelkonsole, des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein, vorzugsweise als eine Mittelarmlehne, über welche zwei nebeneinanderliegende Sitzplätze einer Sitzanlage des Kraftfahrzeugs bzw. Personenkraftwagens voneinander beabstandet sind. Beispielsweise kann eine derartige Mittelarmlehne bzw. Armauflage zwischen einem Fahrersitz und einem Beifahrersitz einer ersten Sitzreihe des Personenkraftwagens angeordnet sein. Das Deckelelement bzw. die Armauflage ist zumindest zwischen zwei Stellungen verstellbar, insbesondere manuell durch den Nutzer verstellbar.
  • Die Gelenkvorrichtung, insbesondere der Klappeneinheit, weist hierzu eine Welle auf, welche drehfest mit einer Wellenaufnahme des Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Das bedeutet, dass das Kraftfahrzeug, das mit der Gelenkvorrichtung bzw. mit der Klappeneinheit ausgerüstet ist, die Wellenaufnahme umfasst, die mit der Welle korrespondiert. Es ist denkbar, dass die Welle als ein länglicher, polygonaler Balken ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Welle länglich und gerade kreiszylindrisch ausgebildet ist. Die Welle weist weiter eine Längsmittenachse auf, durch welche eine Schwenkachse der Gelenkvorrichtung gebildet bzw. definiert ist. Mit anderen Worten fallen die Längsmittenachse der Welle und die Schwenkachse der Gelenkvorrichtung zusammen. Hierbei ist für die Funktion der Klappeneinheit (und folglich für die vorliegende Beschreibung) zu verstehen, dass die Welle in Bezug zu allen anderen Elementen der Klappeneinheit drehfest angeordnet ist. Wird also beispielsweise beschrieben, dass ein Element "um die Welle rotiert", erfolgt dieses Rotieren bzw. Schwenken in Bezug zu der Längsmittenachse der Welle, das heißt in Bezug zu der Schwenkachse der Gelenkvorrichtung.
  • Ferner umfasst die Gelenkvorrichtung eine fest an der Welle angeordnete Stützeinheit. Die Stützeinheit weist ein Stützelement auf, welches insbesondere als ein Stützzapfen ausgebildet ist, welcher sich quer von der Welle wegerstreckt. Das bedeutet, dass eine Längsmittenachse des Stützzapfens und die Längsmittenachse der Welle bzw. die Schwenkachse der Gelenkvorrichtung zueinander quer, insbesondere senkrecht zueinander, angeordnet sind. Hierbei überragt der Stützzapfen in radialer Richtung eine Außenumfangsfläche der Welle. Alternativ oder zusätzlich weist die Stützeinheit ein (weiteres) Stützelement auf, welches insbesondere als ein die Welle quer durchdringendes Loch ausgebildet ist, wobei es sich bei diesem Loch um ein Sackloch oder um ein Durchgangsloch handeln kann. Eine Längsmittenachse dieses Lochs ist quer, insbesondere senkrecht, zu der Längsmittenachse der Welle bzw. zu der Schwenkachse der Gelenkvorrichtung angeordnet. Ferner kann für die Stützeinheit vorgesehen sein, dass diese eine Vielzahl von Stützelementen aufweist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass das jeweilige Stützelement in Bezug zu der Längsmittenachse der Welle bzw. in Bezug zu der Schwenkachse der Gelenkvorrichtung drehfest und translatorisch fest in/an der Welle fixiert ist.
  • Die Gelenkvorrichtung weist des Weiteren eine Schwenkeinheit auf, die um die Welle zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition schwenkbar ist. Das bedeutet, dass die Schwenkeinheit schwenkbar an der Welle angeordnet ist, sodass die Schwenkeinheit unter einem Schwenken bzw. Verstellen zwischen den Endpositionen um die Welle bzw. deren Längsmittenachse - also um die Schwenkachse der Gelenkvorrichtung - rotiert bzw. geschwenkt wird. Insbesondere weist die Schwenkeinheit einen an der Welle angeordneten Nabenanteil auf sowie einen direkt mit dem Nabenanteil verbundenen Hebelanteil, wobei der Hebelanteil in Bezug zu der Welle quer, insbesondere senkrecht, angeordnet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Nabenanteil und der Hebelanteil kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise einstückig miteinander ausgebildet sind. Wie weiter unten noch genauer dargelegt wird, ist es für die Schwenkeinheit denkbar, dass diese in Bezug zu der Welle translatorisch fest oder translatorisch verschiebbar an/auf der Welle sitzt.
  • Zudem weist die Gelenkvorrichtung eine Bremseinheit auf, welche eine an der Schwenkeinheit, insbesondere am Nabenanteil der Schwenkeinheit, fixierte, erste Bremsstruktur umfasst. Das bedeutet, dass, indem die Schwenkeinheit um die Welle bzw. um die Schwenkachse der Gelenkvorrichtung schwenkbar ist, die am Nabenanteil fest fixierte, erste Bremsstruktur mit der Schwenkeinheit bzw. mit dem Nabenanteil mitverschwenkbar ist. Die Bremsstruktur wird also unter einem Schwenken bzw. Rotieren der Schwenkeinheit um die Welle bzw. um die Schwenkachse entlang der Außenumfangsrichtung der Welle mitrotiert. Des Weiteren weist die Bremseinheit eine drehfest an der Welle angeordnete, zweite Bremsstruktur auf. Die zweite Bremsstruktur sitzt - wie weiter unten noch genauer ausgeführt wird - translatorisch fest oder translatorisch verschiebbar an/auf der Welle. Hierbei sind die Bremsstrukturen entlang der Welle bzw. entlang einer Längserstreckungsrichtung der Welle unmittelbar einander zugewandt.
  • Die Gelenkvorrichtung weist des Weiteren eine Schraubenfedereinheit auf, welche entlang einer der Schraubenfedereinheit innewohnenden Torsionsspannrichtung unmittelbar an der Stützeinheit und an der Schwenkeinheit angeordnet und in der ersten Endposition der Schwenkeinheit eingespannt ist. Hierdurch ist die Schwenkeinheit, insbesondere deren Hebelanteil, mittels der Schraubenfedereinheit entlang der Außenumfangsrichtung der Welle in Torsionsspannrichtung, das heißt entgegen der Torsionsentspannrichtung, gespannt. Beispielsweise sind ein erstes Ende der Schraubenfedereinheit, etwa ein erster Endschenkel der Schraubenfedereinheit, und die Stützeinheit derart miteinander in Zusammenwirkung gebracht, dass die Schraubenfeder über ihr erstes Ende an/in der Stützeinheit abgestützt ist. Beispielsweise greift der erste Endschenkel der Schraubenfedereinheit in das als das Durchgangsloch oder Sackloch ausgebildete Stützelement der Stützeinheit ein. Alternativ oder zusätzlich ist das erste Ende der Schraubenfedereinheit bzw. deren erster Endschenkel an dem als der Stützzapfen ausgebildeten Stützelement der Stützeinheit abgestützt. Auf diese Weise ist ein Rotieren des Endschenkels bzw. des ersten Endes der Schraubenfedereinheit um die Welle bzw. um die Schwenkachse der Gelenkvorrichtung verhindert. An einem dem ersten Ende der Schraubenfedereinheit gegenüberliegenden, zweiten Ende der Schraubenfedereinheit, beispielsweise an einem zweiten Endschenkel der Schraubenfedereinheit, ist diese insoweit an der Schwenkeinheit, insbesondere an dem Hebelanteil der Schwenkeinheit angeordnet, als das das zweite Ende der Schraubenfedereinheit bzw. deren zweiter Endschenkel mit dem Hebelanteil mitrotiert wird, wenn dieser um die Schwenkachse der Gelenkvorrichtung bzw. um die Welle rotiert wird. In der ersten Endposition der Schwenkeinheit ist die Schraubenfedereinheit in Torsionsspannrichtung gespannt, da der zweite Endschenkel der Schraubenfedereinheit mittels der Schwenkeinheit bzw. mittels des Hebelanteils entsprechend gehalten ist. Mit anderen Worten ist die Schraubenfedereinheit zwischen der Stützeinheit und der Schwenkeinheit in Torsionsspannrichtung gespannt, wenn die Schwenkeinheit in der ersten Endposition angeordnet ist.
  • Für die Schraubenfedereinheit der Gelenkvorrichtung gilt des Weiteren, dass diese entlang einer der Schraubenfedereinheit innewohnenden Translationsspannrichtung zwischen der Stützeinheit und der Bremseinheit angeordnet und eingespannt ist. Hierbei werden die Bremsstrukturen mittels der Schraubenfedereinheit entlang einer Längserstreckungsrichtung der Welle entgegen der Translationsspannrichtung, das heißt in Translationsentspannrichtung, zueinander hin gespannt. Hierbei ist die Schraubenfedereinheit über ihr erstes Ende an der Stützeinheit abgestützt und über ihr zweites Ende - direkt oder indirekt - an der ersten Bremsstruktur oder an der zweiten Bremsstruktur - nämlich an der derjenigen der Bremsstrukturen, welche in Bezug zu der Längserstreckungsrichtung der Welle bzw. in Bezug zu der Schwenkachse der Gelenkvorrichtung translatorisch verschiebbar angeordnet ist - abgestützt.
  • Aufgrund der Anordnung der beschriebenen Elemente der Gelenkvorrichtung ist die Schraubenfedereinheit entlang der Torsionsspannrichtung unter einem Schwenken der Schwenkeinheit zwischen einer ersten Spannstellung und wenigstens einer zweiten Spannstellung verstellbar. Das bedeutet, dass die Schraubenfedereinheit aus der ersten Spannstellung in Richtung hin zu einer zweiten Spannstellung und/oder in die zweite Spannstellung verstellbar ist, indem die Schwenkeinheit aus der ersten Endposition in Richtung hin zu der zweiten Endposition und/oder in die zweite Endposition in die zweite Spannstellung verstellbar ist.
  • Die Schraubenfedereinheit weist demnach eine Doppelfunktionalität auf, nämlich - erstens - ist durch die Schraubenfedereinheit eine Torsionsfederwirkung bereitgestellt, und - zweitens - ist mittels der Schraubenfedereinheit eine Druckfederwirkung bereitgestellt.
  • Die Druckfederwirkung der Schraubenfedereinheit wird wie folgt eingesetzt bzw. ausgenutzt: In fertig montiertem Zustand der Gelenkvorrichtung liegen die Bremsstrukturen direkt aneinander an. Hierdurch reiben die Bremsstrukturen aneinander, beispielsweise mittels jeweiliger Reibflächen der Bremsstrukturen, wenn die Schwenkeinheit um die Welle bzw. um die Schwenkachse der Gelenkvorrichtung geschwenkt wird, wobei aufgrund dieses Reibens zwischen den Bremsstrukturen ein Bremsmoment erzeugt wird, dessen Betrag gegen das Schwenken der Schwenkeinheit orientiert ist. Hierbei ist das Bremsmoment maßgeblich von einer translatorischen Federkraft, das heißt von der Druckfederwirkung, und einem jeweiligen Reibbeiwert der Bremsstrukturen bzw. Reibflächen abhängig. Dementsprechend: Je stärker die Schraubenfedereinheit in Translationsspannrichtung gespannt ist, desto stärker ist die durch die Schraubenfedereinheit erzeugte translatorische Federkraft bzw. Druckwirkung und desto größer ist der Betrag des Bremsmoments. Besonders bevorzugt ist die translatorische Federkraft der Schraubenfedereinheit derart gewählt oder ausgebildet, dass die Bremsstrukturen bzw. Reibflächen mittels der Schraubenfedereinheit so fest aneinander angedrückt werden, dass das Bremsmoment und ein massebedingtes Drehmoment der Schwenkeinheit (gegebenenfalls inklusive eines Klappenelements) um die Welle einander aufheben. Hierdurch sind/ist die Schwenkeinheit und/oder das Klappenelement zwischen den Endpositionen halterbar, wodurch ein unbeabsichtigtes Schwenken der Schwenkeinheit (zum Beispiel ein unabsichtliches Zufallen des an der Schwenkeinheit angeordneten Klappenelements) verhindert ist.
  • Dabei wird die Torsionsfederwirkung der Schraubenfedereinheit wie folgt eingesetzt bzw. ausgenutzt: Im fertig montierten Zustand der Gelenkvorrichtung wirkt ein Torsionsfedermoment der Schraubenfedereinheit entgegen der Torsionsspannrichtung, das heißt in Torsionsentspannrichtung, auf die Schwenkeinheit, insbesondere auf dessen Hebelanteil. Hierdurch ist die Schwenkeinheit über deren Hebelanteil in der ersten Endposition in Richtung hin zu der zweiten Endposition gespannt, wobei das massebedingte Drehmoment der Schwenkeinheit zumindest teilweise durch das entsprechend entgegengesetzte Torsionsfedermoment aufgehoben wird. Mit anderen Worten ist ein Verstellen der Schwenkeinheit aus der ersten Endposition in Richtung hin zu der zweiten Endposition bzw. in die zweite Endposition mittels der Schraubenfedereinheit unterstützt, indem mittels der Torsionsfederwirkung bzw. mittels des Torsionsfedermoments der Schraubenfedereinheit die Schwenkeinheit um die Welle bzw. um die Schwenkachse der Gelenkvorrichtung antreibbar ist. Hierbei ist zu beachten, dass das Torsionsfedermoment das Bremsmoment nicht übersteigt, sodass das letztendliche Schwenken der Schwenkeinheit mittels einer externen Betätigungskraft, beispielsweise durch einen Nutzer, erfolgt. Mit anderen Worten ist für die Gelenkvorrichtung zum Beispiel vorgesehen, dass ein selbsttätiges bzw. unerwünschtes oder unbeabsichtigtes Bewegen bzw. Schwenken der Schwenkeinheit um die Schwenkachse mittels der Schraubenfedereinheit - insbesondere mittels deren Druckfederwirkung - verhindert ist, wobei dennoch mittels der Schraubenfedereinheit - insbesondere durch deren Torsionsfederwirkung - das Schwenken der Schwenkeinheit auf der ersten Endposition in Richtung hin zu der zweiten Endposition unterstützt ist. So ist eine Möglichkeit geschaffen, ein Klappenelement, welches mit der Gelenkvorrichtung ausgerüstet ist, besonders vorteilhaft und sicher zu verstellen bzw. zu bewegen.
  • Insbesondere sind die Endpositionen, zwischen welchen die Schwenkeinheit verstellbar ist, entlang der Außenumfangsrichtung der Welle um ein Winkelmaß von mehr als 90 Grad voneinander entfernt. Insbesondere sind die beiden Endpositionen voneinander entlang der Au-βenumfangsrichtung der Welle um 135 Grad entfernt. Hieraus ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise ein besonders großer Verstellbereich der Schwenkeinheit und gegebenenfalls des daran befestigten bzw. angeordneten Klappenelements. Insbesondere in Bezug zu einer X-Y-Ebene des mit der Gelenkvorrichtung bzw. Klappeneinheit ausgerüsteten Kraftfahrzeugs ist die Schwenkeinheit, insbesondere deren Hebelanteil, in der ersten Endposition parallel zu dieser X-Y-Ebene angeordnet, das heißt um 0 Grad um die Schwenkachse bzw. um die Welle verstellt bzw. verschwenkt. Vereinfacht ausgedrückt ist in der ersten Endposition die Schwenkeinheit bzw. deren Hebelanteil in Bezug zu dem Kraftfahrzeug waagerecht angeordnet. Dahingegen ist die Schwenkeinheit, insbesondere deren Hebelanteil, in der zweiten Endposition um mehr als 90 Grad, insbesondere um 135 Grad, in Bezug zu der Schwenkachse bzw. Welle verstellt. Diese zweite Endposition ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Schwenkeinheit (gegebenenfalls inklusive des Klappenelements) zwischen zwei Einzelsitzen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise als Teil einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs, ausgebildet ist. Denn ist es dem Nutzer der Gelenkvorrichtung bzw. der mit der Gelenkvorrichtung ausgerüsteten Klappeneinheit ermöglicht, die Schwenkeinheit um mehr als 90 Grad zu verschwenken, stößt der Nutzer nicht in unerwünschter Weise mit seinem der Gelenkvorrichtung zugewandten Arm an die Schwenkeinheit, insbesondere nicht an das daran befestigte Klappenelement. Dementsprechend ermöglicht die Gelenkvorrichtung ein besonders ergonomisches und vorteilhaftes Bedienen der Klappeneinheit bzw. des Klappenelements.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Gelenkvorrichtung ist zwischen der ersten Endposition und der zweiten Endposition eine erste Schwenkzwischenposition angeordnet, welche entlang der Außenumfangsrichtung der Welle um ein erstes Zwischenpositionswinkelmaß von weniger als 45 Grad von der ersten Endposition entfernt ist. Insbesondere beträgt das Zwischenpositionswinkelmaß weniger als 30 Grad, vorzugsweise 20 Grad bis 25 Grad. Es ist hierbei vorgesehen, dass die Schwenkeinheit mittels der Schraubenfedereinheit in der ersten Schwenkzwischenposition entlang der Torsionsspannrichtung der Schraubenfedereinheit gehalten ist. Da - wie bereits weiter oben dargelegt - in der ersten Endposition die Schraubenfedereinheit entlang der Torsionsspannrichtung zwischen der Schwenkeinheit, insbesondere deren Hebelanteil, und dem Stützelement gespannt ist, bedeutet das für die erste Schwenkzwischenposition, dass diese erreicht ist, wenn das Torsionsfedermoment der Schraubenfedereinheit und ein Gegendrehmoment sich gegenseitig aufheben. Das Gegendrehmoment ist dabei eine Summe aus dem dem Torsionsfedermoment entgegenwirkenden, massebedingten Drehmoment der Schwenkeinheit (gegebenenfalls inklusive des Klappenelements) und dem mittels der Bremseinheit erzeugten Bremsmoment.
  • Es korrespondieren also die Masse und die Schwenkeinheit, insbesondere des Hebelanteils (gegebenenfalls inklusive des daran angeordneten Klappenelements), eine Gestalt der Bremsstrukturen sowie sowohl eine Torsionsfederkonstante als auch eine Translationsfederkonstante der Schraubenfedereinheit derart miteinander, dass in der Schwenkzwischenposition das Torsionsfedermoment, das Drehmoment der Schwenkeinheit und das Bremsmoment einander aufheben. Anders ausgedrückt ist die Schwenkeinheit bei zumindest teilweise gegenüber der ersten Endposition entspannter Schraubenfedereinheit in der Schwenkzwischenposition gehalten, indem ein resultierendes, auf die Schwenkeinheit wirkendes Drehmoment gleich null ist.
  • In diesem Zusammenhang ist es insbesondere bevorzugt, wenn aufgrund eines Entspannens der Schraubenfedereinheit entgegen Torsionsspannrichtung, das heißt in Torsionsentspannrichtung, die Schwenkeinheit in die erste Schwenkzwischenposition schwenkbar ist. Hierbei ist insbesondere die Translationsfederkonstante derart ausgewählt bzw. ausgebildet, dass das Bremsmoment unter einem Entspannen der Schraubenfedereinheit überwindbar ist, wodurch die Schwenkeinheit ohne extern auf die Gelenkvorrichtung aufgebrachte Betätigungskraft, etwa eines Nutzers der Gelenkvorrichtung, selbsttätig in Richtung hin zu der zweiten Endposition - beispielsweise in Richtung hin zu der ersten Schwenkzwischenposition und/oder in die erste Schwenkzwischenposition - schwenkbar ist.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Gelenkvorrichtung ein Verriegelungselement auf, mittels dessen die Schwenkeinheit in der ersten Endposition reversibel zerstörungsfrei lösbar gegen ein Schwenken aus der ersten Endposition sperrbar ist. Beispielsweise ist das Verriegelungselement direkt oder indirekt an der Schwenkeinheit angeordnet. Ferner korrespondiert das Verriegelungselement mit einem im/am Kraftfahrzeug angeordneten, weiteren Verriegelungselement, wobei die Verriegelungselemente insbesondere zum Vermitteln einer reversibel zerstörungsfrei lösbaren Verbindungseinrichtung ausgebildet sind. Diese Verbindungseinrichtung ist zum Beispiel gebildet, wenn die Schwenkeinheit in der ersten Endposition angeordnet ist, wobei die Verbindungseinrichtung beispielsweise durch eine Betätigungshandlung des Nutzers öffenbar ist. Es ist dann insbesondere vorgesehen, dass - aufgrund der Betätigungshandlung des Nutzers - die Schwenkeinheit ohne weiteres Zutun des Nutzers, das heißt, automatisch, aus der ersten Endposition aufspringt, insbesondere in die erste Schwenkzwischenposition.
  • Im Betrieb der Gelenkvorrichtung wird also die Schwenkeinheit unter einem Lösen bzw. Entriegeln der Verbindungseinrichtung aus der ersten Endposition herausgeschwenkt. Denn die Schwenkeinheit wird durch die sich entspannende Schraubenfedereinheit entlang der Au-ßenumfangsrichtung der Welle bzw. in Torsionsentspannrichtung angetrieben, so lang bzw. so weit, bis das Torsionsfedermoment der Schraubenfedereinheit das Gegendrehmoment (Drehmoment der Schwenkeinheit + Bremsmoment) ausgleicht oder ausgeglichen hat.
  • Weiter ist für die Verbindungseinrichtung vorgesehen, dass diese über ein Betätigungselement entriegelbar ist, indem, unter Aufbringen einer Betätigungskraft von mindestens 5 N (Newton) und maximal 25 N über einen Betätigungsweg von 5 mm (Millimeter) auf das Betätigungselement, dieses entsprechend betätigbar ist. Hierbei ist der Betätigungsweg, insbesondere in Bezug zu dem Koordinatensystem des Kraftfahrzeugs parallel zu einer Längsachse (x) des Kraftfahrzeugs. Hierbei ist es denkbar, dass das Betätigungselement an dem Klappenelement oder am/im Kraftfahrzeug angebracht ist, jedenfalls in einem Zugriffsbereich des Nutzers der Gelenkvorrichtung bzw. des Kraftfahrzeugs.
  • So ist ein besonders effizientes Verstellen der Schwenkeinheit der Gelenkvorrichtung gewährleistet, wobei der Nutzer lediglich die Verbindungseinrichtung zu öffnen hat, sodass dann die Schwenkeinheit aus der ersten Position aufspringt. Insbesondere springt hierbei die Schwenkeinheit - und insbesondere das daran befestigte Klappenelement - so weit auf, dass es dem Nutzer problemlos ermöglicht ist, mit einer (insbesondere behandschuhten) Hand das Klappenelement zu untergreifen und besonders einfach weiter in Richtung hin zu der zweiten Endposition zu verschwenken.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Gelenkvorrichtung ist vorgesehen, dass zwischen der ersten Endposition und der zweiten Endposition eine zweite Schwenkzwischenposition angeordnet ist, welche entlang der Außenumfangsrichtung der Welle um ein zweites Zwischenpositionswinkelmaß von mehr als 45 Grad von der ersten Endposition entfernt ist. In Bezug auf die Außenumfangsrichtung der Welle bzw. in Bezug auf die erste Endposition ist die zweite Schwenkzwischenposition zwischen der ersten Schwenkzwischenposition und der zweiten Endposition angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, wenn das zweite Zwischenpositionswinkelmaß 90 Grad beträgt.
  • Die Welle und die Schraubenfedereinheit sind insbesondere koaxial zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass die Längsmittenachse der Welle und eine Längsmittenachse der Schraubenfedereinheit miteinander zusammenfallen. Hierbei ist die Welle durch die Schraubenfedereinheit, insbesondere durch einen Helixanteil der Schraubenfedereinheit, entlang der Au-βenumfangsrichtung der Welle umgriffen. Denn die Welle erstreckt sich im montierten Zustand der Gelenkvorrichtung durch einen Federinnenraum der Schraubenfedereinheit hindurch. Hierbei ist der Federinnenraum ein von Windungen des Helixanteils der Schraubenfedereinheit radial nach außen abgegrenzter Raum. Der Federinnenraum ist - wenn die Schraubenfedereinheit bzw. deren Helixanteil allein betrachtet wird - frei von einem Material. Auf diese Weise ergibt sich ein Bauraumvorteil, da die Schraubenfedereinheit und die Welle besonders platzsparend bzw. bauraumeffizient aneinander angeordnet sind.
  • Einer weiteren Ausgestaltung der Gelenkvorrichtung zufolge ist die Bremseinheit entlang der Welle bzw. entlang der Längserstreckungsrichtung der Welle unmittelbar zwischen der Schraubenfedereinheit und der Schwenkeinheit angeordnet. In diesem Fall weist dann die Gelenkvorrichtung, insbesondere die Bremseinheit, die zweite Bremsstruktur auf, welche entlang der Welle bzw. entlang der Schwenkachse unter einem translatorischen Spannen bzw. Entspannen der Schraubenfedereinheit bewegbar angeordnet ist. Dahingegen ist die erste Bremsstruktur, welche der zweiten Bremsstruktur entlang der Schwenkachse bzw. entlang der Welle der ersten Bremsstruktur entgegengesetzt ist, in Bezug zu der Welle translatorisch fest angeordnet. Das bedeutet, dass die Schraubenfedereinheit entgegen Translationsspannrichtung bzw. in Translationsentspannrichtung direkt an der ersten Bremsstruktur anliegt, wodurch diese entlang der Schwenkachse in Richtung hin zu der verschiebefest angeordneten ersten Bremsstruktur gespannt ist. Hierbei ist es insbesondere ermöglicht, dass die Schwenkeinheit und das Klappenelement aneinander befestigt, insbesondere einstückig miteinander ausgebildet sind. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schwenkeinheit zumindest teilweise durch das Klappenelement gebildet ist. Hieraus ergibt sich in vorteilhafter Weise ein besonders einfacher bzw. wenig komplizierter Aufbau der Gelenkvorrichtung, insbesondere der Klappeneinheit.
  • In alternativer Ausgestaltung der Gelenkvorrichtung ist die Schwenkeinheit entlang der Welle bzw. entlang deren Längsmittenachse unmittelbar zwischen der Schraubenfedereinheit und der Bremseinheit angeordnet. Hierbei ist vorgesehen, dass die erste Bremsstruktur entlang der Längsmittenachse der Welle und unter einem translatorischen Spannen bzw. Entspannen der Schraubenfedereinheit translatorisch verschiebbar ist. Dahingegen ist die zweite Bremsstruktur in dieser zweiten Alternative der Gelenkvorrichtung in Bezug zu der Schwenkachse bzw. in Bezug zu der Längsmittenachse der Welle translatorisch fest angeordnet. Beispielsweise sind die zweite Bremsstruktur und die Welle einstückig miteinander ausgebildet.
  • Es hat sich für die Gelenkvorrichtung weiter als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine der Bremsstrukturen einen Bremsstrukturkörper umfasst, wobei die andere der Bremsstrukturen eine korrespondierende Bremsstrukturkörperaufnahme umfasst. Das bedeutet, dass der Bremsstrukturkörper und die Bremsstrukturkörperaufnahme derart miteinander korrespondieren, dass der Bremsstrukturkörper, zumindest teilweise, in der Bremsstrukturkörperaufnahme anordenbar ist. Dementsprechend greift bei fertig montierter Gelenkvorrichtung der Bremsstrukturkörper entlang der Welle in die Bremsstrukturkörperaufnahme ein, sodass der Bremsstrukturkörper entlang der Außenumfangsrichtung der Welle von der Bremsstrukturkörperaufnahme umgriffen ist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Bremsstrukturkörper und die Bremsstrukturaufnahme innenseitig der Bremsstrukturkörperaufnahme direkt aneinander angrenzen. Dabei weist der Bremsstrukturkörper eine Außenumfangsfläche auf, wobei die Bremsstrukturkörperaufnahme eine Innenumfangsfläche aufweist, welche in montiertem Zustand der Gelenkvorrichtung flächenparallel zueinander ausgebildet sind. Denn es ist insbesondere vorgesehen, dass der Bremsstrukturkörper und die Bremsstrukturkörperaufnahme unter einem Schwenken bzw. Verstellen der Schwenkeinheit innenseitig aneinander abgleiten. Das bedeutet, dass die Außenumfangsfläche des Bremsstrukturkörpers und die Innenumfangsfläche der Bremsstrukturkörperaufnahme die Reibflächen der jeweiligen Bremsstruktur aufweisen können oder aus dieser gebildet sein können.
  • Beispielsweise weisen der Bremsstrukturkörper und die Bremsstrukturkörperaufnahme jeweils eine Gestalt eines geraden Kreiszylinders auf. Ferner ist es denkbar, dass der Bremsstrukturkörper und die Bremsstrukturkörperaufnahme jeweils eine Gestalt eines geraden Kreiskegelstumpfs aufweisen. Je nach Geometrie bzw. Gestalt der Bremsstrukturkörperaufnahme und des Bremsstrukturkörpers ist ein zwischen den Bremsstrukturen wirkendes und einem Schwenken der Schwenkeinheit entgegengesetztes Bremsmoment erzeugbar, welches dann von einer Translationsfederkraft bzw. Druckwirkung der Schraubenfedereinheit, einem jeweiligen Reibbeiwert der Bremsstrukturen bzw. Reibflächen sowie von einem Stoßwinkel der Bremseinheit abhängt. Unter einem Stoßwinkel ist in diesem Zusammenhang ein Winkel in Bezug zu der Translationsspannrichtung der Schraubenfedereinheit zu verstehen, unter welchem die Bremsstruktur und die Bremsstrukturkörperaufnahme aneinander angrenzen oder anliegen. Auf diese Weise lässt sich die Gelenkvorrichtung, insbesondere die Bremseinheit der Gelenkvorrichtung, besonders einfach und aufwandsarm, beispielsweise mittels einer entsprechenden Auswahl der Gestalt der Bremsstrukturkörperaufnahme und des Bremsstrukturkörpers an einen vorgegebenen bzw. vorgebbaren Einsatzzweck der Gelenkvorrichtung anpassen.
  • Ferner ist es bei der Gelenkvorrichtung von Vorteil, wenn die Bremseinheit ein Formschlusselementpaar umfasst, das ein erstes Formschlusselement und ein zweites Formschlusselement aufweist. Hierbei ist das erste Formschlusselement an der ersten Bremsstruktur ausgebildet und demnach um die Welle bzw. um die Schwenkachse rotierbar, indem die Schwenkeinheit um die Schwenkachse rotierbar ist. Das zweite Formschlusselement ist an der zweiten Bremsstruktur ausgebildet und demnach drehfest mit der Welle verbunden. Die beiden Formschlusselemente korrespondieren zum Schließen eines reversibel zerstörungsfrei lösbaren Formschlusses zwischen der Schwenkeinheit und der Welle miteinander. Des Weiteren sind die Formschlusselemente - aufgrund eines Schwenkens der Schwenkeinheit in eine Formstellung - unter gleichzeitigem Entspannen der Schraubenfedereinheit entgegen Translationsspannrichtung (das heißt in eine dritte Spannstellung) miteinander in Eingriff bringbar. Darüber sind die Formschlusselemente - aufgrund eines Schwenkens der Schwenkeinheit aus der Formschlussstellung heraus - unter gleichzeitigem Spannen der Schraubenfedereinheit in Translationsspannrichtung (das heißt in eine vierte Spannstellung) voneinander lösbar. Daraus folgt, dass die Schraubenfedereinheit unter einem Schwenken der Schwenkeinheit zwischen der ersten Spannstellung und der zweiten Spannstellung verstellbar ist und gleichzeitig zwischen der dritten Spannstellung und der vierten Spannstellung. Die Formschlusselemente greifen also ineinander ein bzw. bilden miteinander den reversibel zerstörungsfrei lösbaren Formschluss, wenn die Schwenkeinheit in die Formschlussstellung geschwenkt ist. Auf diese Weise ist eine Möglichkeit geschaffen, die Schwenkeinheit, insbesondere zwischen der ersten Endposition und der zweiten Endposition formschlüssig zu arretieren, sodass die Schwenkeinheit in der Formschlussstellung noch sicherer gegen ein unbeabsichtigtes oder unerwünschtes Bewegen, insbesondere ein Zufallen, sicherbar ist.
  • Insbesondere sind die Formschlusselemente entlang der Schwenkachse bzw. entlang der Translationsspannrichtung einander gegenüber angeordnet, sodass die Formschlusselemente mittels der Schraubenfedereinheit in der Formschlussstellung direkt aneinander gespannt sind. Das bedeutet, dass die Formschlusselemente in der Formschlussstellung der Schwenkeinheit mittels der Schraubenfedereinheit formschlüssig aneinander gesichert sind, indem die Schraubenfedereinheit die Formschlusselemente entlang der Translationsentspannrichtung aneinander oder ineinander drückt. Auf diese Weise ist der mittels der Formschlusselemente gebildete bzw. bildbare Formschluss zuverlässig gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert, wodurch die Schwenkeinheit noch zuverlässiger in der Formschlussstellung reversibel lösbar und arretierbar ist.
  • Des Weiteren - gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Gelenkvorrichtung - sind die Bremsstrukturen entlang der Welle über eines oder mehr der Formschlusselemente voneinander beabstandet, wenn die Schwenkeinheit außerhalb der Formschlussstellung angeordnet ist. Hierbei ist die Schraubenfedereinheit entlang der Translationsspannrichtung stärker gespannt als in der Formschlussstellung. Ist also die Schwenkeinheit außerhalb der Formschlussstellung angeordnet und/oder wird die Schwenkeinheit außerhalb der Formschlussstellung um die Schwenkachse geschwenkt bzw. rotiert, gleiten die Bremsstrukturen, insbesondere die Reibflächen, nicht mehr direkt aneinander ab, sondern - indirekt - über eines oder mehr der Formschlusselemente. Mit anderen Worten gleitet ein an der ersten Bremsstruktur ausgebildetes Formschlusselement über eine an der zweiten Bremsstruktur ausgebildete Reibfläche der Bremseinheit. Alternativ oder zusätzlich gleitet ein an der zweiten Bremsstruktur ausgebildetes Formschlusselement über eine an der ersten Bremsstruktur ausgebildete Reibfläche. In diesem Fall sind also die Reibflächen der Bremsstrukturen über das Entsprechende der Formschlusselemente voneinander beabstandet, wobei die Schraubenfedereinheit in Translationsspannrichtung gespannt ist. Hierdurch ergibt sich ein besonders geringes Bremsmoment zwischen den Bremsstrukturen, wenn die Schwenkeinheit au-ßerhalb der Formschlussstellung angeordnet ist oder geschwenkt wird. Infolgedessen ist die Schwenkeinheit besonders einfach, beispielsweise mittels des Nutzers, um die Schwenkachse schwenkbar, wobei insbesondere verhindert ist, dass die Schwenkeinheit unerwünscht bzw. unbeabsichtigt weiter als bis zur Formschlussstellung geschwenkt wird.
  • In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Gelenkvorrichtung ist das Formschlusselementpaar derart ausgebildet, dass die Schwenkeinheit mittels des Formschlusselementpaars reversibel zerstörungsfrei lösbar in der ersten Schwenkzwischenposition arretierbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist für das Formschlusselementpaar vorgesehen, dass dieses derart ausgebildet ist, dass die Schwenkeinheit mittels des Formschlusselementpaars reversibel zerstörungsfrei lösbar in der zweiten Schwenkzwischenposition arretierbar ist. Demnach kann die Gelenkvorrichtung mehr als ein Formschlusselementpaar, etwa ein der ersten Schwenkzwischenposition zugeordnetes, erstes Formschlusselementpaar und ein der zweiten Schwenkzwischenposition zugeordnetes, zweites Formschlusselementpaar, aufweisen. Dem Nutzer der Gelenkvorrichtung bzw. dem Nutzer der mit der Gelenkvorrichtung ausgerüsteten Klappeneinheit ist so besonders effizient eine haptische Rückmeldung bereitstellbar, an welcher Position die Schwenkeinheit aktuell einrastet bzw. eingerastet ist.
  • Des Weiteren hat es sich für die Gelenkvorrichtung als vorteilhaft gezeigt, wenn ein weiteres, zum Beispiel drittes Formschlusselementpaar derart ausgebildet ist, dass die Schwenkeinheit mittels des (dritten) Formschlusselementpaars reversibel zerstörungsfrei lösbar in der zweiten Endposition, das heißt, bei 135 Grad, arretierbar ist. Da die zweite Endposition entlang der Außenumfangsrichtung der Welle von der ersten Endposition um mehr als 90 Grad, insbesondere 135 Grad, entfernt ist, ist die Schwenkeinheit so gegen ein weiteres Verschwenken, das heißt, über die zweite Endposition hinaus, wirksam sicherbar, indem das Formschlusselementpaar miteinander einen Formschluss bildet, wenn die Schwenkeinheit in die zweite Endposition, das heißt, um mehr als 90 Grad bzw. um 135 Grad, aus der ersten Endposition verschwenkt ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein weiteres (viertes) Formschlusselementpaar vorgesehen sein, mittels dessen die Schwenkeinheit reversibel zerstörungsfrei lösbar in der ersten Endposition arretierbar ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Verriegelungseinrichtung durch das (vierte) Formschlusselementpaar gebildet ist, wobei dann die Verriegelungseinrichtung vollständig ein Teil der Gelenkvorrichtung ist.
  • Insgesamt kann für die Gelenkvorrichtung vorgesehen sein, dass diese ein an der Schwenkeinheit angeordnetes bzw. befestigtes Klappenelement aufweist. Bei dem Klappenelement handelt es sich beispielsweise um ein Klappenelement eines Interieurelements des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel um eine Armauflage. Diese ist verstellbar/verschwenkbar ausgebildet, indem die Schwenkeinheit zwischen den Endpositionen verstellbar ist. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Klappeneinheit alternativ oder zusätzlich als ein Deckelelement ausgebildet ist, etwa für ein Staufach des Kraftfahrzeugs. Dabei handelt es sich dann bei der ersten Endposition der Schwenkeinheit um eine Geschlossen-Stellung des Deckelelements, in welcher eine Eingriffsöffnung des Staufachs mittels des Deckelelements gegen ein Hindurchgreifen gesperrt ist. Ist die Schwenkeinheit bzw. das Deckelelement aus der ersten Endposition ausgerückt, beispielsweise in die erste Schwenkzwischenposition, in die zweite Schwenkzwischenposition oder in die zweite Endposition geschwenkt, ist das Deckelelement in eine Offenstellung verstellt, in welcher die Eingriffsöffnung für das Hindurchgreifen zumindest teilweise freigegeben ist.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Klappeneinheit für ein Kraftfahrzeug, wobei die Klappeneinheit eine gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildete Gelenkvorrichtung umfasst.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
    • Kurze Figurenbeschreibung
  • Die Zeichnung zeigt in
    • Fig. 1
    eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform einer eine Gelenkvorrichtung aufweisenden Klappeneinheit;
    Fig. 2
    eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform der die Gelenkvorrichtung aufweisenden Klappeneinheit;
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht der Klappeneinheit mit der Gelenkvorrichtung;
    Fig. 4
    eine Seitenansicht der Klappeneinheit, wobei eine Schwenkeinheit in einer ersten Endposition, in einer ersten Schwenkzwischenposition, in einer zweiten Schwenkzwischenposition und in einer zweiten Endposition dargestellt ist;
    Fig. 5
    eine Seitenansicht der Klappeneinheit mit der Gelenkvorrichtung;
    Fig. 6
    eine Draufsicht der Klappeneinheit mit der Gelenkvorrichtung;
    Fig. 7
    eine geschnittene Seitenansicht (Heckansicht) der die Gelenkvorrichtung aufweisenden Klappeneinheit;
    Fig. 8
    eine perspektivische Ansicht der Klappeneinheit, wobei die Gelenkvorrichtung ein Formschlusselementpaar umfasst; und
    Fig. 9
    eine Detailansicht des Formschlusselementpaars der Gelenkvorrichtung.
  • In den Figuren sind gleiche/funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In der vorstehenden Beschreibung werden eine Gelenkvorrichtung 1 und eine Klappeneinheit 2 gemeinsam miteinander beschrieben, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Klappeneinheit 2 die Gelenkvorrichtung 1 aufweist. Die Klappeneinheit 2 ist insbesondere für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) vorgesehen, welches zum Beispiel als ein Kraftwagen, etwa ein Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen, ausgebildet ist. Hierbei ist die Klappeneinheit 2, und infolgedessen die Gelenkvorrichtung 1, in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs anordenbar bzw. angeordnet, wobei dieser Innenraum zum Beispiel als ein Fahrgastraum bzw. als eine Fahrgastzelle ausgebildet ist.
  • Die Klappeneinheit 2 ist mitsamt der Gelenkvorrichtung 1 in Fig. 1 dargestellt, welche eine schematische Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform der die Gelenkvorrichtung 1 aufweisenden Klappeneinheit 2 zeigt. Die Gelenkvorrichtung 1 weist eine Welleneinheit 3 auf, welche eine Welle 4 umfasst, die drehfest mit einer Wellenaufnahme 5 (siehe Fig. 3) verbindbar ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Welle 4 länglich und gerade kreiszylindrisch ausgebildet. Durch eine Längsmittenachse 6 der Welle 4 ist eine Schwenkachse 7 der Gelenkvorrichtung 1 gebildet. Das bedeutet, dass die Gelenkvorrichtung 1 die Schwenkachse 7 aufweist, wobei die Schwenkachse 7 und die Längsmittenachse 6 der Welle 4 miteinander zusammenfallen.
  • Des Weiteren weist die Gelenkvorrichtung 1 eine fest an der Welle angeordnete Stützeinheit 8 auf, welche ein Stützelement 9 oder eine Vielzahl von Stützelementen 9 umfasst. Im vorliegenden Beispiel ist das Stützelement 9 als ein Stützzapfen ausgebildet, wobei sich der Stützzapfen quer von der Welle 4 wegerstreckt. Das bedeutet, dass ein distales Ende des Stützzapfens bzw. des Stützelements 9 eine Außenumfangsfläche 10 der Welle 4 in radialer Richtung überragt.
  • Die Gelenkvorrichtung 1 weist weiter eine schwenkbar an der Welle 4 angeordnete Schwenkeinheit 11 auf, welche einen an der Welle angeordneten Nabenanteil 12 und einen direkt mit dem Nabenanteil 12 verbundenen Hebelanteil 13 umfasst. Hierbei ist der Hebelanteil 13 quer zur Welle 4 bzw. quer zur Längsmittenachse 6 - also quer zur Schwenkachse 7 - angeordnet. Die Schwenkeinheit 11 ist um die Welle 4, insbesondere um deren Längsmittenachse 6, zwischen einer ersten Endposition P1 (siehe Fig. 4) und einer zweiten Endposition P2 (siehe Fig. 4) schwenkbar bzw. rotierbar.
  • Es ist des Weiteren in Fig. 1 dargestellt, dass an der Schwenkeinheit 11, insbesondere an deren Hebelanteil 13, ein Klappenelement 14 angeordnet ist. Das Klappenelement 14 ist in Fig. 1 (und in Fig. 2) transparent dargestellt und lediglich angedeutet. Ferner ist das Klappenelement 14 in Bezug zu der Welle 4 bzw. in Bezug zu der Längsmittenachse 6, das heißt in Bezug zu der Schwenkachse 7, schwenkbar angeordnet, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass das Klappenelement 14 entlang der Welle 4 bzw. entlang der Längsmittenachse 6 verschiebefest angeordnet ist. Vorliegend handelt es sich bei dem Klappenelement 14 um ein Deckelelement 15 eines Staufachs 16 bzw. für das Staufach 16 (siehe Fig. 3). Bei dem Klappenelement 14 handelt es sich insbesondere um ein Klappenelement der Klappeneinheit 2, wobei es sich bei der Klappeneinheit 2 zum Beispiel um ein Interieur-Element des Kraftfahrzeugs handeln kann. Beispielsweise ist die Klappeneinheit 2 in/an einer Mittelkonsole im Innenraum des Personenkraftwagens angeordnet und/oder die Mittelkonsole ist zumindest teilweise durch die Klappeneinheit 2 gebildet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Klappeneinheit 2, insbesondere das Klappenelement 14, eine Stützfläche 17 aufweist, die insbesondere als eine Armauflagefläche ausgebildet ist. Demnach ist es einem Nutzer der Klappeneinheit 2, beispielsweise einem Fahrer des Personenkraftwagens, ermöglicht, seinen Arm über die Stützfläche 17 auf der Klappeneinheit 2 aufzustützen. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Klappenelement 14 sowohl das Deckelelement 15 als auch die Stützfläche 17 bildet, sodass die Klappeneinheit besonders flexibel bzw. vielseitig im Innenraum des Personenkraftwagens einsetzbar ist.
  • Die Gelenkvorrichtung 1 weist des Weiteren eine Bremseinheit 18 auf, welche eine erste Bremsstruktur 19 und eine zweite Bremsstruktur 20 umfasst. Die erste Bremsstruktur 19 ist insbesondere am Nabenanteil 12 der Schwenkeinheit 11 angebracht bzw. daran fixiert. Dementsprechend ist die erste Bremsstruktur 19 in Bezug zu der Schwenkachse 7 der Gelenkvorrichtung 1 schwenkbar bzw. drehbar an der Welle 4 gelagert. Beispielsweise ist die erste Bremsstruktur 19 mit der Schwenkeinheit 11 bzw. mit deren Nabenanteil 12 mit verschwenkbar, indem die Schwenkeinheit 11 um die Welle 4 bzw. um die Schwenkachse 7 schwenkbar ist. Die zweite Bremsstruktur 20 ist in Bezug zu der Schwenkachse 7 drehfest mit der Welle 4 verbunden. Hierbei sind die beiden Bremsstrukturen 19, 20, wie aus Fig. 1 hervorgeht, einander gegenüberliegend bzw. einander entgegengesetzt entlang der Welle 4 angeordnet.
  • Überdies weist die Gelenkvorrichtung 1 eine Schraubenfedereinheit 21 auf, welche ein erstes Ende 22 und ein dem ersten Ende 22 entgegengesetztes bzw. gegenüberliegendes, zweites Ende 23 umfasst. An dem ersten Ende 22 weist die Schraubenfedereinheit 21 einen ersten Endschenkel 24 auf, und an dem zweiten Ende 23 weist die Schraubenfedereinheit 21 einen zweiten Endschenkel 25 auf. Zwischen den Enden 22, 23 bzw. zwischen den Endschenkeln 24, 25 weist die Schraubenfedereinheit 21 einen Helixanteil 26 auf, wobei sich der Helixanteil 26 zwischen den Enden 22, 23 erstreckt. Mit anderen Worten ist der Helixanteil 26 entlang einer Translationsspannrichtung 27 der Schraubenfedereinheit 21 beidseitig durch die Enden 22, 23 begrenzt. Die Schraubenfedereinheit 21 ist weiter entlang einer Torsionsspannrichtung 28 der Schraubenfedereinheit 21 unmittelbar an der Stützeinheit 8 und an der Schwenkeinheit 11 angeordnet und in der ersten Endposition P1 gespannt. Hierbei ist die Schwenkeinheit 11, insbesondere deren Hebelanteil 13, mittels der Schraubenfedereinheit 21 entlang einer Außenumfangsrichtung der Welle 4 in Torsionsspannrichtung 28 gespannt. Das bedeutet, dass bei fertig montierter Gelenkvorrichtung 1 ein Entspannen der Schraubenfedereinheit 21 entgegen Torsionsspannrichtung 28 blockiert bzw. verhindert ist, wenn die Schwenkeinheit 11 in der ersten Endposition P1 angeordnet ist. Des Weiteren ist die Schraubenfedereinheit 21, insbesondere deren Helixanteil 26, zwischen der Stützeinheit 8 und der Bremseinheit 18 angeordnet, wobei die Schraubenfedereinheit 21 entlang der Translationsspannrichtung 27 zwischen der Stützeinheit 8 und der Bremseinheit 18 eingespannt ist. Hierbei bzw. hierdurch sind die Bremsstrukturen 19, 20 mittels der Schraubenfedereinheit 21 entlang der Welle 4, das heißt entlang einer Längserstreckungsrichtung der Welle 4, entgegen der Translationsspannrichtung 27 zueinander hin gespannt.
  • Indem die Schraubenfedereinheit 21, insbesondere über deren zweiten Endschenkel 25, an der Schwenkeinheit 11 bzw. an deren Hebelanteil 13 angeordnet ist, wobei die Schraubenfedereinheit 21 in Torsionsspannrichtung 28 gegen ein Entspannen gespannt ist, ist die Schraubenfedereinheit 21 entgegen der Torsionsspannrichtung 28 entspannbar, indem die Schwenkeinheit 11 entgegen Torsionsspannrichtung 28 um die Schwenkachse 7 geschwenkt wird. Das bedeutet, dass die Schraubenfedereinheit 21 entgegen Torsionsspannrichtung 28 entspannt wird, wenn die Schwenkeinheit 11 aus der ersten Endposition P1 ausgerückt wird, indem die Schwenkeinheit 11 aus der ersten Endposition P1 in Richtung hin zu der zweiten Endposition P2 um die Welle 4 geschwenkt wird.
  • Des Weiteren sind mittels der Schraubenfedereinheit 21 die Bremsstrukturen 19, 20 entlang der Welle 4 zueinander hin gespannt, da die Translationsspannrichtung 27 und die Welle 4 bzw. deren Längsmittenachse 6 parallel zueinander angeordnet sind. Denn die Schraubenfedereinheit 21 stützt sich an deren erstem Ende 22 entlang der Welle 4 an der Stützeinheit 8 ab, und über ihr zweites Ende 23 an der Bremseinheit 18, insbesondere an einem entlang der Welle 4 translatorisch verschiebbaren Anteil der Bremseinheit 18. In diesem Zustand ist die Schraubenfedereinheit 21 zwischen der Bremseinheit 18 und der Stützeinheit 8 in Translationsspannrichtung 27 gespannt, sodass eine entlang der Längsmittenachse 6 wirkende Translationsfederkraft die Bremsstrukturen 19, 20 aneinander spannt oder zueinander hin spannt. Denn eine der Bremsstrukturen 19, 20 ist in Bezug zu der Schwenkachse 7 der Gelenkvorrichtung 1 drehfest an der Welle 4 angebracht.
  • Gemäß einer ersten Alternative der Gelenkvorrichtung 1 bzw. der Klappeneinheit 2 ist die zweite Bremsstruktur 20 in Bezug zu der Welle 4 bzw. in Bezug zu deren Längsmittenachse 6 translatorisch verschiebbar an der Welle 4 angeordnet. Demgegenüber ist die erste Bremsstruktur 19 in diesem Fall translatorisch fest bzw. verschiebefest, das heißt translatorisch unbewegbar, entlang der Längsmittenachse 6 an der Welle 4 angebracht, indem in diesem Fall die Schwenkeinheit 11 verschiebefest in Bezug zu der Längsmittenachse 6 an der Welle 4 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist das Klappenelement 14 zwar um die Längsmittenachse 6 drehbar, aber translatorisch fest in Bezug zu der Längsmittenachse 6 an der Welle 4 befestigt. Vereinfacht ausgedrückt ist die zweite Bremsstruktur 20 mittels der Schraubenfedereinheit 21 entgegen Translationsspannrichtung 27 und entlang der Welle 4 in Richtung hin zu der ersten Bremsstruktur 19 bzw. an diese gespannt.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform bzw. einer zweiten Alternative der die Gelenkvorrichtung 1 aufweisenden Klappeneinheit 2. Im Unterschied zu der gemäß Fig. 1 ausgebildeten Ausgestaltung der Gelenkvorrichtung 1 ist gemäß dieser Alternative (siehe Fig. 2) vorgesehen, dass die erste Bremsstruktur 19 in Bezug zu der Längsmittenachse 6 translatorisch verschiebbar an der Welle 4 angebracht ist. Dahingegen ist gemäß der zweiten Alternative der Gelenkvorrichtung 1 vorgesehen, dass die zweite Bremsstruktur 20 drehfest und translatorisch fest an der Welle 4 angebracht ist. In diesem Fall sind die Bremsstrukturen 19, 20 mittels der Schraubenfedereinheit 21 zueinander hin bzw. aneinander gespannt, indem die Translationsfederkraft die Schwenkeinheit 11 entlang der Längsmittenachse 6 in Richtung hin zu der zweiten Bremsstruktur 20 drückt. Denn gemäß der zweiten Alternative der Gelenkvorrichtung 1 ist die Schraubenfedereinheit 21 dann direkt zwischen der Stützeinheit 8 und der Schwenkeinheit 11 angeordnet, an welcher - wie bereits weiter oben dargelegt - die erste Bremsstruktur 19 angebracht bzw. fixiert ist.
  • Bei einer Zusammenschau der Fig. 1 mit der Fig. 2 wird deutlich, dass zumindest zwei unterschiedliche Anordnungen der Elemente der Gelenkvorrichtung 1 denkbar sind. Jeweils entlang der Längsmittenachse 6 bzw. Schwenkachse 7 und von der Stützeinheit 8 ausgehend, ist es so zum einen denkbar, dass nach der Stützeinheit 8 die Schraubenfedereinheit 21, nach der Schraubenfedereinheit 21 die Schwenkeinheit 11 und nach der Schwenkeinheit 11 die Bremseinheit 18 angeordnet sind. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass die Schwenkeinheit 11 entlang der Welle 4 unmittelbar zwischen der Schraubenfedereinheit 21 und der Bremseinheit 18 angeordnet ist. Zum anderen ist es denkbar, dass nach der Stützeinheit 8 die Schraubenfedereinheit 21, nach der Schraubenfedereinheit 21 die Bremseinheit 18 und nach der Bremseinheit 18 die Schwenkeinheit 11 angeordnet sind. Das bedeutet, dass die Bremseinheit 18 entlang der Welle 4 unmittelbar zwischen der Schraubenfedereinheit 21 und der Schwenkeinheit 11 angeordnet ist. Die beiden Alternativen der Gelenkvorrichtung 1 sind funktionell gleich, sodass das Folgende für beide Alternativen in gegebenenfalls analoger Weise gilt.
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Klappeneinheit 2 mit der Gelenkvorrichtung 1, wobei die Klappeneinheit 2, insbesondere das Klappenelement 14, teilweise ausgebrochen dargestellt ist. In Fig. 3 ist die Schwenkeinheit 11 und dementsprechend das daran angeordnete Klappenelement 14 in der ersten Endposition P1 angeordnet, sodass eine Eingriffsöffnung 29 des Staufachs 16 durch das Klappenelement 14 bzw. durch das Deckelelement 15 gegen ein Hindurchgreifen gesperrt ist. Das bedeutet, dass es sich bei der ersten Endposition P1 um eine Geschlossenstellung des Klappenelements 14 bzw. des Deckelelements 15 handeln kann. Mit anderen Worten ist die Eingriffsöffnung 29 des Staufachs 16 vollständig mittels des Deckelelements 15 oder des Klappenelements 14 verschlossen, wenn die Schwenkeinheit 11 in der ersten Endposition P1 angeordnet ist. Insbesondere ist bei der Gelenkvorrichtung 1 bzw. bei der Klappeneinheit 2 vorgesehen, dass die Schwenkeinheit 11 in der ersten Endposition P1 verriegelbar ist bzw. arretierbar ist, etwa mittels einer Verriegelungseinrichtung (nicht dargestellt), sodass die Schwenkeinheit 11 in der ersten Endposition P1 reversibel zerstörungsfrei lösbar arretierbar ist.
  • Des Weiteren ist in Fig. 3 zu erkennen, dass die Bremsstrukturen 19, 20 mittels der Schraubenfedereinheit 21 entlang der Welle 4, das heißt, entlang der Schwenkachse 7, zueinander hin gespannt sind. Denn in der ersten Endposition P1 erzeugt die Schraubenfedereinheit 21 eine translatorische Federkraft, die entgegen der Translationsspannrichtung 27 wirkt. Es ist also zu erkennen, dass die Schraubenfedereinheit 21 entlang der Welle 4 zwischen der Stützeinheit 8 und der Bremseinheit 18 eingespannt ist und dadurch die Schwenkeinheit 11 und infolgedessen die daran fixierte, erste Bremsstruktur 19 entlang der Längsmittenachse 6 hin zu der zweiten Bremsstruktur 20 treibt. Im fertig montierten Zustand der Gelenkvorrichtung 1 bzw. der Klappeneinheit 2 liegen also die Bremsstrukturen 19, 20 direkt aneinander an und - wenn die Schwenkeinheit 11 um die Schwenkachse 7 geschwenkt wird - reiben aneinander. Hierbei wird aufgrund des Reibens ein Bremsmoment 30 (siehe Fig. 5) erzeugt, das gegen das Schwenken der Schwenkeinheit 11 orientiert ist. Mit anderen Worten wirkt das Bremsmoment 30 dem Schwenken der Schwenkeinheit 11 entgegen, beispielsweise wenn die Schwenkeinheit 11 aus der ersten Endposition P1 in Richtung hin zu der zweiten Endposition P2 geschwenkt wird. Da die Schraubenfedereinheit 21 des Weiteren in Torsionsspannrichtung 28 zwischen der Schwenkeinheit 11 und der drehfesten Stützeinheit 8 an der Welle 4 eingespannt ist, übt die Schraubenfedereinheit 21 ein Torsionsfedermoment 31 (siehe Fig. 5) auf die Schwenkeinheit 11 aus, wodurch die Schwenkeinheit 11 mittels des Torsionsfedermoments 31 aus der ersten Endposition P1 getrieben wird, insbesondere wenn die Schwenkeinheit 11 nicht länger in der ersten Endposition P1 verriegelt ist.
  • Die Schraubenfedereinheit 21 weist also eine Doppelfunktionalität auf. Zum einen wird mittels der Schraubenfedereinheit 21 das Torsionsfedermoment 31 erzeugt und zum anderen wird mittels der Schraubenfedereinheit 21 die translatorische Federkraft erzeugt. Das bedeutet, dass die Schraubenfedereinheit 21 zum einen eine Translationsfederkonstante und zum anderen eine Torsionsfederkonstante aufweist. Hierbei sind die Translationsfederkonstante und die Torsionsfederkonstante derart ausgebildet bzw. ausgewählt, dass das Bremsmoment 30 zumindest für einen Anteil des Schwenkwegs der Schwenkeinheit 11 zwischen den Endpositionen P1, P2 durch das Torsionsfedermoment 31 überwunden wird. So ergibt sich, dass - insbesondere nach einem Entriegeln der Schwenkeinheit 11 - die Schwenkeinheit 11 um die Welle 4 bzw. um die Schwenkachse 7 zumindest so weit bzw. zumindest so lange in Richtung hin zu der zweiten Endposition P2 geschwenkt wird, bis das Torsionsfedermoment 31 und ein Gegendrehmoment sich gegenseitig aufheben. Das Gegendrehmoment ist dabei eine Summe aus dem dem Torsionsfedermoment 31 entgegenwirkenden Bremsmoment 30 und einem massebedingten Drehmoment der Schwenkeinheit 11 (gegebenenfalls inklusive des Klappenelements 14).
  • Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Klappeneinheit 2, wobei die Schwenkeinheit 11 in der ersten Endposition P1, in der zweiten Endposition P2, in einer ersten Schwenkzwischenposition P3 und in einer zweiten Schwenkzwischenposition P4 dargestellt ist. Bei der Gelenkvorrichtung 1 bzw. bei der Klappeneinheit 2 ist vorgesehen, dass die erste Endposition P1 (siehe Fig. 3) einer Winkelstellung der Schwenkeinheit 11 von 0 Grad entspricht. Des Weiteren gilt für die Gelenkvorrichtung 1, dass die zweite Endposition P2 erreicht ist, wenn die Schwenkeinheit 11 - ausgehend von der ersten Endposition P1 - um mehr als 90 Grad, insbesondere 135 Grad, um die Welle 4 bzw. um die Schwenkachse 7 verschwenkt ist. Zwischen der ersten Endposition P1 und der zweiten Endposition P2 ist die erste Schwenkzwischenposition P3 vorgesehen, welche im vorliegenden Beispiel erreicht ist, wenn die Schwenkeinheit 11 bzw. das Klappenelement 14 - ausgehend von der ersten Endposition P1 - um weniger als 45 Grad verschwenkt ist. Im vorliegenden Beispiel ist die erste Schwenkzwischenposition P3 der Gelenkvorrichtung 1 erreicht, wenn die Schwenkeinheit 11 bzw. das Klappenelement 14 um weniger als 30 Grad, vorzugsweise um 20 Grad bis 25 Grad, noch bevorzugter um genau 25 Grad, aus der ersten Endposition P1 ausgeschwenkt ist. Die Gelenkvorrichtung 1 weist weiter die zweite Schwenkzwischenposition P4 auf, welche zwischen der ersten Endposition P1 und der zweiten Endposition P2, insbesondere zwischen der ersten Schwenkzwischenposition P3 und der zweiten Endposition P2 angeordnet ist. Vorliegend ist die Schwenkeinheit 11 bzw. das Klappenelement 14 in der zweiten Schwenkzwischenposition P4 angeordnet, wenn die Schwenkeinheit 11 bzw. das Klappenelement 14 ausgehend von der ersten Endposition P1 um 90 Grad um die Schwenkachse 7 geschwenkt ist.
  • Im Zusammenhang mit der ersten Schwenkzwischenposition P3 ist für die Gelenkvorrichtung 1 vorgesehen, dass mittels der Schraubenfedereinheit 21 die Schwenkeinheit 11 und/oder das daran angebrachte Klappenelement 14 in der ersten Schwenkzwischenposition P3 gehalten sind/ist. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass in der ersten Schwenkzwischenposition P3 das Torsionsfedermoment 31, das Bremsmoment 30 und das massebedingte Drehmoment der Schwenkeinheit 11 einander aufheben, wodurch in der ersten Schwenkzwischenposition P3 auf die Schwenkeinheit 11 bzw. auf das Klappenelement 14 in Bezug zur Schwenkachse 7 ein resultierendes Drehmoment von null wirkt. Das bedeutet, dass die Schwenkeinheit 11 bzw. das daran angeordnete Klappenelement 14 ohne Aufbringen einer externen Kraft bzw. ohne Aufbringen eines externen Drehmoments selbsttätig in der ersten Schwenkzwischenposition P3 gehalten ist.
  • Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Schwenkeinheit 11 und insbesondere das daran angeordnete Klappenelement 14 aufgrund eines Entspannens der Schraubenfedereinheit 21 entgegen Torsionsspannrichtung aus der ersten Endposition P1 ausschwenkbar ist. Das bedeutet, dass - insbesondere nach einem Entriegeln des Klappenelements 14 bzw. der Schwenkeinheit 11 - die Schraubenfedereinheit 21 entgegen Torsionsspannrichtung 28 entspannt wird, wodurch das entsprechende Torsionsfedermoment 31 das Bremsmoment 30 überwindet, und zwar insbesondere so weit bzw. so lang, bis die Schwenkeinheit 11 bzw. das Klappenelement 14 in der ersten Schwenkzwischenposition P3 angeordnet ist. Das bedeutet, dass die Schwenkeinheit 11 automatisch bzw. selbsttätig aus der ersten Endposition P1 in die erste Schwenkzwischenposition P3 schwenkbar ist. Hierzu ist lediglich - falls vorhanden - die Verriegelungseinrichtung, beispielsweise mittels eines Nutzers, zu lösen.
  • Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Klappeneinheit 2 mit der Gelenkvorrichtung 1, wobei die Klappeneinheit 2 teilweise ausgebrochen dargestellt ist. In Fig. 5 ist besonders gut zu erkennen, dass die Welle 4 sich durch die Schraubenfedereinheit 21, insbesondere durch deren Helixanteil 26, hindurch erstreckt. Denn die Welle 4 ist mittels des Helixanteils 26 in Au-ßenumfangsrichtung der Welle 4 umgriffen, wobei die Welle 4 durch einen Federfreiraum 32 der Schraubenfedereinheit 21 hindurchläuft. Insbesondere sind die Welle 4 und der Helixanteil 26 der Schraubenfedereinheit 21 koaxial zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass eine Längsmittenachse der Schraubenfedereinheit 21 und die Längsmittenachse 6 der Welle 4 zusammenfallen. Die Translationsspannrichtung 27, die Torsionsspannrichtung 28, das Bremsmoment 30 sowie das Torsionsfedermoment 31 sind als entsprechender Pfeil in Fig. 5 eingezeichnet.
  • In Fig. 6 ist die Klappeneinheit 2 mit der Gelenkvorrichtung 1 in einer Draufsicht gezeigt, wobei die Klappeneinheit 2 teilweise ausgebrochen dargestellt ist. Die Bremsstrukturen 19, 20 weisen eine jeweilige Reibfläche 33, 34 auf, welche - beispielsweise als die jeweiligen Bremsstrukturen 19, 20 - einander zugewandt bzw. entgegengesetzt sind. Das bedeutet, dass die Reibflächen 33, 34, zum Beispiel in der ersten Endposition P1, mittels der Schraubenfedereinheit 21 zueinander hin gespannt sind, und zwar entlang der Schwenkachse 7 bzw. entlang der Längsmittenachse 6.
  • Fig. 7 zeigt eine geschnittene Seitenansicht (Heckansicht) der die Gelenkvorrichtung 1 aufweisenden Klappeneinheit 2. Die entsprechende Schnittebene VII-VII ist in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 7 ist dargestellt, dass die Bremseinheit 18 einen Bremsstrukturkörper 35 sowie eine Bremsstrukturkörperaufnahme 36 aufweist. Der Bremsstrukturkörper 35 und die Bremsstrukturkörperaufnahme 36 korrespondieren miteinander, sodass im montierten Zustand der Gelenkvorrichtung 1 der Bremsstrukturkörper 35 innerhalb der Bremsstrukturkörperaufnahme 36 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Bremsstrukturkörper 35 in der Bremsstrukturkörperaufnahme 36 aufgenommen. Vorliegend weisen der Bremsstrukturkörper 35 und die Bremsstrukturkörperaufnahme 36 jeweils eine Gestalt eines geraden Kreiszylinders auf. Alternativ ist es denkbar, dass der Bremsstrukturkörper 35 und die Bremsstrukturkörperaufnahme 36 jeweils eine Gestalt eines geraden Kreiskegelstumpfs aufweisen. Jedenfalls greift der Bremsstrukturkörper 35 entlang der Welle 4 bzw. entlang der Längsmittenachse 6 und/oder entlang der Schwenkachse 7 in die Bremsstrukturkörperaufnahme 36 ein, sodass der Bremsstrukturkörper 35 entlang der Außenumfangsrichtung der Welle 4 von der Bremsstrukturkörperaufnahme 36 umgriffen ist. Insbesondere ist der Bremsstrukturkörper 35 entlang der Außenumfangsrichtung der Welle 4 vollständig von der Bremsstrukturkörperaufnahme 36 umgriffen. Unter einem Schwenken der Schwenkeinheit 11 bzw. unter einem Schwenken des Klappenelements 14 um die Schwenkachse 7 der Gelenkvorrichtung 1 gleiten eine Außenumfangsfläche des Bremsstrukturkörpers 35 und eine Innenumfangsfläche der Bremsstrukturkörperaufnahme 36 aneinander ab, wobei zwischen der Innenumfangsfläche der Bremsstrukturkörperaufnahme 36 und der Außenumfangsfläche des Bremsstrukturkörpers 35 eine Reibung stattfindet. Durch diese Reibung, das heißt, beim Schwenken der Schwenkeinheit 11 um die Schwenkachse 7, entsteht das Bremsmoment 30 zumindest teilweise. Durch eine entsprechende Auswahl einer jeweiligen Geometrie der Bremsstrukturkörperaufnahme 36 und/oder des Bremsstrukturkörpers 35 lässt sich somit, insbesondere beim Herstellen der Gelenkvorrichtung 1, Einfluss auf das Bremsmoment 30 nehmen. Mit anderen
  • Worten hängt das Bremsmoment 30 zumindest teilweise von einer gewählten bzw. ausgebildeten Geometrie der Bremsstrukturkörperaufnahme 36 und/oder des Bremsstrukturkörpers 35 ab.
  • Fig. 8 zeigt in perspektivischer Ansicht die Klappeneinheit 2, wobei die Gelenkvorrichtung 1 ein Formschlusselementpaar 37 umfasst. Das Formschlusselementpaar 37 weist ein erstes Formschlusselement 38 sowie ein zweites Formschlusselement 39 auf. Das erste Formschlusselement 38 ist an der ersten Bremsstruktur 19 ausgebildet, wobei das zweite Formschlusselement 39 an der zweiten Bremsstruktur 20 ausgebildet ist. Hierbei ist das Formschlusselementpaar 37 zum Bilden eines reversibel zerstörungsfrei lösbaren Formschlusses konfiguriert. Das bedeutet, dass die Formschlusselemente 38, 39 zum Schließen bzw. Bilden des reversibel zerstörungsfrei lösbaren Formschlusses zwischen der Schwenkeinheit 11 und der Welle 4 miteinander korrespondieren. Im vorliegenden Beispiel überragt das an der ersten Bremsstruktur 19 ausgebildete, erste Formschlusselement 38 die erste Reibfläche 33 in Richtung hin zu der zweiten Bremsstruktur 20. Dahingegen ist das zweite Formschlusselement 39 als eine Vertiefung in der zweiten Reibfläche 33 der zweiten Bremsstruktur 20 ausgebildet. Eine Gestalt eines der Formschlusselemente 38, 39 ist als Negativ der Gestalt des entsprechend anderen der Formschlusselemente 38, 39 ausgebildet, sodass ermöglicht ist, dass das eine der Formschlusselemente 38, 39 in das andere der Formschlusselemente 38, 39 eingreift. In Fig. 8 sind die Formschlusselemente 38, 39 entfernt voneinander angeordnet, da die Schwenkeinheit 11 in Bezug zu der Welle 4 um 0 Grad verschwenkt ist, das heißt in der ersten Endposition P1 angeordnet ist. Aufgrund eines Schwenkens der Schwenkeinheit 11 und insbesondere unter gleichzeitigem Entspannen der Schraubenfedereinheit 21 entgegen der Translationsspannrichtung 27 sind die beiden Formschlusselemente 38, 39 miteinander in Eingriff bringbar, wodurch dann der Formschluss zwischen der Schwenkeinheit 11 und der Welle 4 geschlossen wird. In diesem Zustand ist die Schwenkeinheit 11 in einer Formschlussstellung angeordnet. Hierbei ist die Formschlussstellung insbesondere zwischen der ersten Endposition P1 und der zweiten Endposition P2 angeordnet. Da der durch die Formschlusselemente 38, 39 vermittelte Formschluss reversibel zerstörungsfrei lösbar ausgebildet ist, sind die Formschlusselemente 38, 39 aufgrund eines Schwenkens der Schwenkeinheit 11 aus der Formschlussstellung heraus voneinander lösbar, wobei gleichzeitig ein Spannen der Schraubenfedereinheit 21 in Translationsspannrichtung 27 erfolgt. Denn aufgrund der vorliegend dreieckigen Querschnittsfigur des jeweiligen Formschlusselements 38, 39 gleiten die Formschlusselemente 38, 39 unter einem Entspannen der Schraubenfedereinheit 21 aneinander ab, wodurch dann die Formschlusselemente 38, 39 ineinander eingreifen. Im vorliegenden Beispiel wird also unter einem Schwenken der Schwenkeinheit 11 um die Schwenkachse 7 das erste Formschlusselement 38 zunächst in Richtung hin zu dem zweiten Formschlusselement 39 gedreht, bis das erste Formschlusselement 38 in das zweite Formschlusselement 39 eingreift und dabei die Formschlusselemente 38, 39 an ihren Flanken aneinander abgleiten. Indem die Formschlusselemente 38, 39 aneinander abgleiten, entspannt sich die Schraubenfedereinheit 21 entgegen Translationsspannrichtung 27, wobei die beiden Formschlusselemente 38, 39 näher zueinander hinbewegt werden. Da das erste Formschlusselement 38 und die Schwenkeinheit 11, insbesondere deren Nabenanteil 12, miteinander verbunden sind, beispielsweise einstückig miteinander ausgebildet sind, wird unter einem Entspannen der Schraubenfedereinheit 21 die Schwenkeinheit 11 translatorisch entlang der Schwenkachse 7 in Richtung hin zu der zweiten Bremsstruktur 20 verschoben. Das bedeutet, dass, solang die Schwenkeinheit 11 nicht in der Formschlussstellung angeordnet ist, die Bremsstrukturen 19, 20, insbesondere deren Reibflächen 33, 34, entlang der Welle 4 bzw. entlang deren Längsmittenachse 6 über eines der Formschlusselemente 38, 39 voneinander beabstandet sind. In diesem Zustand ist die Schraubenfedereinheit 21 entlang der Translationsspannrichtung 27 stärker gespannt als in der Formschlussstellung. Das bedeutet, dass mittels der Schraubenfedereinheit 21 die Formschlusselemente 38, 39 in der Formschlussstellung durch die translatorische Federkraft der Schraubenfedereinheit 21 in der Formschlussstellung gesichert sind. Dennoch lässt sich der Formschluss besonders einfach lösen, nämlich indem die Schwenkeinheit 11 aus der Formschlussstellung herausbewegt wird, wobei die Schraubenfedereinheit 21 entlang der Translationsspannrichtung 27 gespannt wird. Dieses Bilden bzw. Lösen des Formschlusses zwischen der Welle 4 und der Schwenkeinheit 11 ist in Fig. 9 dargestellt, welche eine Detailansicht des Formschlusselementpaars 37 der Gelenkvorrichtung 1 zeigt.
  • Insbesondere sind die Formschlusselemente 38, 39 derart angeordnet, dass die Schwenkeinheit 11 mittels des Formschlusselementpaars 37 reversibel zerstörungsfrei lösbar in der ersten Schwenkzwischenposition P3 arretierbar ist. Darüber hinaus kann ein (weiteres) Formschlusselementpaar vorgesehen sein, mittels dessen die Schwenkeinheit 11 reversibel zerstörungsfrei lösbar in der zweiten Schwenkzwischenposition P4 arretierbar ist. Ferner ist ein (weiteres) Formschlusselementpaar denkbar, mittels dessen die Schwenkeinheit 11 reversibel zerstörungsfrei lösbar in der zweiten Endposition P2 arretierbar ist. Das bedeutet, dass die Gelenkvorrichtung 1 mehr als das Formschlusselementpaar 37 aufweisen kann. Beispielsweise kann die Gelenkvorrichtung 1 eine Vielzahl von Formschlusselementpaaren umfassen, sodass die Schwenkeinheit 11 in einer Vielzahl von Formschlussstellungen jeweils entsprechend reversibel zerstörungsfrei lösbar und formschlüssig halterbar ist. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Gelenkvorrichtung 1 bzw. die Bremseinheit 18 an der drehfest mit der Welle 4 verbundenen, zweiten Bremsstruktur 20 eine Vielzahl von Formschlusselementen aufweist, wobei an der an der Schwenkeinheit 11 fixierten, ersten Bremsstruktur 19 nur ein einziges Formschlusselement ausgebildet ist, welches mit den Formschlusselementen an der zweiten Bremsstruktur 20 korrespondiert.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Gelenkvorrichtung
    2
    Klappeneinheit
    3
    Welleneinheit
    4
    Welle
    5
    Wellenaufnahme
    6
    Längsmittenachse
    7
    Schwenkachse
    8
    Stützeinheit
    9
    Stützelement
    10
    Außenumfangsfläche
    11
    Schwenkeinheit
    12
    Nabenanteil
    13
    Hebelanteil
    14
    Klappenelement
    15
    Deckelelement
    16
    Staufach
    17
    Stützfläche
    18
    Bremseinheit
    19
    Bremsstruktur
    20
    Bremsstruktur
    21
    Schraubenfedereinheit
    22
    Ende
    23
    Ende
    24
    Endschenkel
    25
    Endschenkel
    26
    Helixanteil
    27
    Translationsspannrichtung
    28
    Torsionsspannrichtung
    29
    Eingriffsöffnung
    30
    Bremsmoment
    31
    Torsionsfedermoment
    32
    Federfreiraum
    33
    Reibfläche
    34
    Reibflächen
    35
    Bremsstrukturkörper
    36
    Bremsstrukturkörperaufnahme
    37
    Formschlusselementpaar
    38
    Formschlusselement
    39
    Formschlusselement
    P1
    Endposition
    P2
    Endposition
    P3
    Schwenkzwischenposition
    P4
    Schwenkzwischenposition

Claims (15)

  1. Gelenkvorrichtung (1) für eine Klappeneinheit (2) eines Kraftfahrzeugs, mit
    - einer Welle (4), welche drehfest mit einer Wellenaufnahme (5) des Kraftfahrzeugs verbindbar ist;
    - einer fest an der Welle (4) angeordneten Stützeinheit (8);
    - einer schwenkbar an der Welle (4) angeordneten Schwenkeinheit (11), die um die Welle (4) zwischen einer ersten Endposition (P1) und einer zweiten Endposition (P2) schwenkbar ist;
    - einer Bremseinheit (18), welche eine an der Schwenkeinheit (11) fixierte, erste Bremsstruktur (19) und eine drehfest an der Welle (4) angeordnete, zweite Bremsstruktur (20) umfasst, wobei die Bremsstrukturen (19, 20) entlang der Welle (4) unmittelbar einander zugewandt sind;
    - einer Schraubenfedereinheit (21),
    - welche entlang einer Torsionsspannrichtung (28) unmittelbar an der Stützeinheit (8) und an der Schwenkeinheit (11) angeordnet und in der ersten Endposition (P1) der Schwenkeinheit (11) eingespannt ist, wobei die Schwenkeinheit (11) mittels der Schraubenfedereinheit (21) entlang einer Außenumfangsrichtung der Welle (4) in Torsionsspannrichtung (28) gespannt ist; und
    - welche entlang einer Translationsspannrichtung (27) zwischen der Stützeinheit (8) und der Bremseinheit (18) angeordnet und eingespannt ist, wobei die Bremsstrukturen (19, 20) mittels der Schraubenfedereinheit (21) entlang der Welle (4) entgegen der Translationsspannrichtung (27) zueinander hin gespannt sind.
  2. Gelenkvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen der ersten Endposition (P1) und der zweiten Endposition (P2) eine erste Schwenkzwischenposition (P3) angeordnet ist, welche entlang der Außenumfangsrichtung der Welle (4) um ein erstes Zwischenpositionswinkelmaß von weniger als 45 Grad von der ersten Endposition (P1) entfernt ist, wobei in der ersten Schwenkzwischenposition (P3) mittels der Schraubenfedereinheit (21) die Schwenkeinheit (11) entlang Torsionsspannrichtung (28) der Schraubenfedereinheit (21) in der ersten Schwenkzwischenposition (P3) gehalten ist.
  3. Gelenkvorrichtung (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass,
    aufgrund eines Entspannens der Schraubenfedereinheit (21) entgegen Torsionsspannrichtung (28), die Schwenkeinheit (11) aus der ersten Endposition (P1) ausschwenkbar ist.
  4. Gelenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    ein Verriegelungselement, mittels dessen die Schwenkeinheit (11) in der ersten Endposition (P1) reversibel zerstörungsfrei lösbar gegen ein Schwenken aus der ersten Endposition (P1) sperrbar ist.
  5. Gelenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen der ersten Endposition (P1) und der zweiten Endposition (P2) eine zweite Schwenkzwischenposition (P4) angeordnet ist, welche entlang der Außenumfangsrichtung der Welle (4) um ein zweites Zwischenpositionswinkelmaß von mehr als 45 Grad von der ersten Endposition (P1) entfernt ist.
  6. Gelenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bremseinheit (18) entlang der Welle (4) unmittelbar zwischen der Schraubenfedereinheit (21) und der Schwenkeinheit (11) angeordnet ist.
  7. Gelenkvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schwenkeinheit (11) entlang der Welle (4) unmittelbar zwischen der Schraubenfedereinheit (21) und der Bremseinheit (18) angeordnet ist.
  8. Gelenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine der Bremsstrukturen (19, 20) einen Bremsstrukturkörper (35) umfasst, und die andere der Bremsstrukturen (19, 20) eine korrespondierende Bremsstrukturkörperaufnahme (36) umfasst, in welche der Bremsstrukturkörper (35) entlang der Welle (4) eingreift, wobei der Bremsstrukturkörper (35) entlang der Außenumfangsrichtung der Welle (4) von der Bremsstrukturkörperaufnahme (36) umgriffen ist.
  9. Gelenkvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bremseinheit (18) ein Formschlusselementpaar (37) umfasst, das ein an der ersten Bremsstruktur (19) ausgebildetes, erstes Formschlusselement (38) und ein an der zweiten Bremsstruktur (20) ausgebildetes, zweites Formschlusselement (39) aufweist, wobei die Formschlusselemente (38, 39) zum Schließen eines reversibel zerstörungsfrei lösbaren Formschlusses zwischen der Schwenkeinheit (11) und der Welle (4) miteinander korrespondieren, und die Formschlusselemente (38, 39),
    - aufgrund eines Schwenkens der Schwenkeinheit (11) in eine Formschlussstellung, unter gleichzeitigem Entspannen der Schraubenfedereinheit (21) entgegen Translationsspannrichtung (27) miteinander in Eingriff bringbar sind; sowie,
    - aufgrund eines Schwenkens der Schwenkeinheit (11) aus der Formschlussstellung heraus, unter gleichzeitigem Spannen der Schraubenfedereinheit (21) in Translationsspannrichtung (27) voneinander lösbar sind.
  10. Gelenkvorrichtung (1) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Formschlusselemente (38, 39) mittels der Schraubenfedereinheit (21)in der Formschlussstellung direkt aneinander gespannt sind.
  11. Gelenkvorrichtung (1) nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bremsstrukturen (19, 20) entlang der Welle (4) über eines der Formschlusselemente (38, 39) voneinander beabstandet sind, wenn die Schwenkeinheit (11) außerhalb der Formschlussstellung angeordnet ist, wobei die Schraubenfedereinheit (21) entlang der Translationsspannrichtung (27) stärker gespannt ist als in der Formschlussstellung.
  12. Gelenkvorrichtung (1) nach Anspruch 2 und Anspruch 9, 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Formschlusselementpaar (37) derart ausgebildet ist, dass die Schwenkeinheit (11) mittels des Formschlusselementpaars (37) reversibel zerstörungsfrei lösbar in der ersten Schwenkzwischenposition (P3) arretierbar ist.
  13. Gelenkvorrichtung (1) nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein weiteres Formschlusselementpaar (37) derart ausgebildet ist, dass die Schwenkeinheit (11) mittels des Formschlusselementpaars (37) reversibel zerstörungsfrei lösbar in der zweiten Schwenkzwischenposition (P4) arretierbar ist.
  14. Gelenkvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein weiteres Formschlusselementpaar (37) derart ausgebildet ist, dass die Schwenkeinheit (11) mittels des Formschlusselementpaars (37) reversibel zerstörungsfrei lösbar in der zweiten Endposition (P2) arretierbar ist.
  15. Klappeneinheit (2) für ein Kraftfahrzeug, mit einer nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildeten Gelenkvorrichtung (1).
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WO2004013439A2 (en) * 2002-08-02 2004-02-12 Amphenol-T & M Antennas Self-contained hinge for flip-style device
US20070039135A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Fih Co.,Ltd Hinge assembly for foldable electronic device

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