WO2010097133A1 - Staufach - Google Patents

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WO2010097133A1
WO2010097133A1 PCT/EP2009/067754 EP2009067754W WO2010097133A1 WO 2010097133 A1 WO2010097133 A1 WO 2010097133A1 EP 2009067754 W EP2009067754 W EP 2009067754W WO 2010097133 A1 WO2010097133 A1 WO 2010097133A1
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WO
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storage compartment
lid
compartment according
locking
region
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/067754
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Friedrich Wingert
Original Assignee
Faurecia Innenraumsysteme Gmbh
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Publication date
Application filed by Faurecia Innenraumsysteme Gmbh filed Critical Faurecia Innenraumsysteme Gmbh
Priority to EP09801212A priority Critical patent/EP2401457A1/de
Publication of WO2010097133A1 publication Critical patent/WO2010097133A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R7/00—Stowing or holding appliances inside vehicle primarily intended for personal property smaller than suit-cases, e.g. travelling articles, or maps
    • B60R7/04—Stowing or holding appliances inside vehicle primarily intended for personal property smaller than suit-cases, e.g. travelling articles, or maps in driver or passenger space, e.g. using racks
    • B60R7/06—Stowing or holding appliances inside vehicle primarily intended for personal property smaller than suit-cases, e.g. travelling articles, or maps in driver or passenger space, e.g. using racks mounted on or below dashboards
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B83/00—Vehicle locks specially adapted for particular types of wing or vehicle
    • E05B83/28—Locks for glove compartments, console boxes, fuel inlet covers or the like
    • E05B83/30—Locks for glove compartments, console boxes, fuel inlet covers or the like for glove compartments

Definitions

  • the invention relates to a storage compartment, in particular a motor vehicle storage compartment, such as a glove box.
  • the invention is the object of the invention to provide an improved storage compartment, in particular a motor vehicle storage compartment, such as a glove boxes.
  • a storage compartment is provided with a lid for closing a removal opening of the storage compartment and with a device for damping an opening movement of the lid.
  • the device has an elastic element which deforms during the opening movement is that it exerts a restoring force on the lid.
  • the device is further acted upon by a pneumatic pressure, wherein the lid is moved due to the application of the pneumatic pressure from its open position to its closed position.
  • Embodiments of the invention are particularly advantageous, since the complex and heavy mechanism hitherto usual in the state of the art for realizing an electromotive drive for opening and closing the lid can be dispensed with.
  • the drive for closing the lid is integrated into the device for damping the opening movement by this device is formed so that it can be acted upon by a pneumatic pressure, due to which the lid is moved to its closed position.
  • this also has the advantage that such a drive for the lid can be realized particularly cost-effectively.
  • a pressure vessel already present in the motor vehicle can be used for pressurizing the device with the pneumatic pressure.
  • Embodiments of the invention are also particularly advantageous because even with manual closing of the lid there is no risk of damage to the drive of the lid, since this is indeed integrated into the device for damping. This solves an unresolved problem in the prior art in an efficient and cost-effective manner, since due to the omission of the complex and heavy mechanism for the electromotive drive, it can not be damaged even when a user attempts to manually insert the cover into his To bring closed position.
  • Embodiments of the invention are also particularly advantageous because the closing of the lid is largely silent, since this only the device for damping the pneumatic pressure is applied. In contrast to the prior art, for example, eliminates the noise of an electric motor drive.
  • Embodiments of the invention are also particularly advantageous because of the formation of the drive of the lid a pinching protection is given.
  • lid-acting force resulting from the restoring force of the elastic member and the pneumatic pressure may be dimensioned so that injury to the user can be precluded by pinching, for example, a finger in the closing movement of the lid.
  • this can be done without damaging the storage compartment.
  • the elastic element is compressed when opening the lid, whereas for closing the lid, the device is subjected to a negative pressure.
  • the elastic element may also be formed as a retraction element, which is stretched at the opening of the lid.
  • embodiments are possible in which the device is subjected to an overpressure instead of a negative pressure.
  • the damping of the opening movement of the lid takes place solely on account of the elastic element.
  • the closing movement results due to the restoring force of the elastic member and the pneumatic pressure with which the device is applied, a resulting restoring force which is large enough to move the lid from the open position to the closed position.
  • the elastic element is designed so that the cover performs the opening movement against the restoring force of the elastic element due to its own weight.
  • the elastic element may be advantageous for the elastic element to have a non-linear force-displacement characteristic in order to allow an opening movement with an approximately constant angular velocity.
  • an axis is arranged at the lower edge of the lid, as common practice in the art for glove boxes.
  • the lid can then be pivoted from top to bottom from its substantially vertical closed position into its substantially horizontal opening position.
  • the elastic element has a first characteristic region with a first gradient and a second characteristic region with a second gradient, wherein the second gradient is greater than the first gradient.
  • the elastic element is thus stiffer in the second characteristic area than in the first characteristic area.
  • the non-linear elastic element is designed as a helical spring with regions of different pitches or as a plastic element.
  • the device for damping via a controllable valve with a pressure vessel is connectable to pressurize the device by switching the valve with the pneumatic pressure. For example, in a first switching state of the valve, the device is separated from the pressure vessel, so that the device is not pressurized, that is, the atmospheric pressure in the device is substantially present. In a second switching state of the valve, however, the device is connected to the pressure vessel, so that the device is subjected to the pneumatic pressure.
  • the storage compartment has an actuating element which can be arranged, for example, on the cover or on the instrument panel of the motor vehicle.
  • the actuating element may be a mechanical switch or a sensor, such as a proximity sensor, in particular a capacitive proximity sensor or an optical sensor.
  • the actuating element is connected to a controller which can generate a switching signal for switching the controllable valve. For example, a user may operate the actuator to close the lid. Then, a control signal is generated by the controller to bring the controllable valve in its second switching state in which the device is subjected to the pneumatic pressure to close the lid.
  • the device has a hollow body in which a piston is located.
  • the piston is urged by the elastic element with the restoring force when the lid is moved out of its closed position.
  • the elastic member may also be mounted with a bias so that a restoring force acts on the piston even when the lid is in its closed position.
  • the piston divides the hollow body into a first and a second region, wherein the elastic element is located in the first region.
  • the second area is to be exposed to the pneumatic pressure, i. in this embodiment, a negative pressure, formed.
  • the first area can be subjected to an overpressure.
  • the elastic element can be arranged in the second region, where it is then stretched instead of compressed during the opening movement of the lid.
  • the piston is mechanically coupled via a cable to the cover. Due to this mechanical coupling, the opening movement of the lid is damped and the lid is driven via the cable to be moved from an open position to the closed position.
  • the storage compartment has a locking device, which has a locking element for locking the lid in the closed position.
  • the locking element may be formed as a trap which is movable against the force of a spring from a locking position to an unlocking position.
  • the locking element can be brought into its unlocked position by application of a pneumatic pressure.
  • a second controllable valve can be provided, by which the locking device can be connected to the pressure vessel, to pressurize the locking device with the pneumatic pressure, by which the locking element is moved to its unlocked position.
  • an actuator is actuated to open the lid, which is connected to the controller. It may be the same or another actuator, which is actuated to close the lid. Due to the actuation of the actuator to open the lid, the controller generates a switching signal to the second controllable valve, whereby the locking device is subjected to the pneumatic pressure, so that the locking member moves to its unlocked position. Then the lid opens due to its own weight.
  • the unlocking of the locking device by acting on the pneumatic pressure is particularly advantageous, since this is feasible with low design cost, low cost and low weight. It is particularly advantageous if the locking device can be connected via the second controllable valve to the same pressure vessel with which the first controllable valve is also connected.
  • a further particular advantage is that unlocking the Verriegelungsvor- direction is only possible if the control device is supplied with electrical energy. After actuation, for example, the central locking of the motor vehicle, the controller is separated from the battery voltage, so then so that the lid can not be opened. This has the further particular advantage that a separate lock for closing the lid is not required.
  • the locking device has an electrical, in particular a piezoelectric, actuator for moving the locking element into an unlocking position.
  • the actuator can be controlled by the controller.
  • the storage compartment is a motor vehicle storage compartment which is arranged, for example, in the area of the instrument panel, on a center console or in the rear area of the motor vehicle.
  • the storage compartment may be a glove box.
  • Figure 1 is a block diagram of a first embodiment of the invention when the lid is in its closed position.
  • FIG. 2 is a block diagram of the embodiment of FIG. 1 when the cover is moved from its closed position to an open position.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a further embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a flow chart for illustrating an operation of the embodiment according to FIGS. 1 and 2,
  • Figure 5 is a characteristic of an embodiment of the elastic element.
  • FIG. 1 schematically shows a storage compartment 100, such as a glove box, which has a cover 102.
  • a storage compartment 100 such as a glove box
  • an axis 104 is arranged around which the lid 102 can be swung out of its closed position shown in FIG. 1 in the direction of the arrow 106.
  • the lid 102 is connected via a cable 108 with a piston 110, which is located in a hollow body 112.
  • the hollow body 112 may be cylindrical, for example.
  • the piston 110 can move along the longitudinal axis of the hollow body 112 and lies pressure-tight at the edges of the hollow body 112. By the piston 110, the hollow body 112 is thus divided into a first region 114 and a second region 116.
  • an elastic element 118 is arranged in the region 114.
  • the elastic element 118 can be mounted with prestress, so that it already exerts a restoring force FR on the piston 110 in the closed position of the cover 102 shown in FIG.
  • F R the restoring force
  • the region 116 of the hollow body 112 is connected via a pressure line 120 to a first controllable valve 122.
  • the valve 122 is connected via a pressure line 124 to a container 126. In the container 126 there is a negative pressure.
  • the container Via a pressure line 128, the container is connected to a second controllable valve 130, which is connected via a pressure line 132 to a locking device 134.
  • the locking device 134 has a locking element 136, which may be formed, for example, as a spring-loaded latch. In its locking position, the locking element 136 locks the cover 102. When the locking element 136 is moved to its position shown in phantom in FIG. 1, it is in its unlocking position, in which the opening movement of the cover 102 in the direction of the arrow 106 is released.
  • the valve 122 When the lid 102 is in its closed position, the valve 122 has a first switching state, in which the region 116 is not acted upon by the negative pressure of the container 126. In this switching state prevails in the region 116 of the atmospheric pressure. Furthermore, the valve 130 is also in its first switching state, in which the locking device 134 is not acted upon by the negative pressure of the container 126, that is, in the locking device 134, there is also the atmospheric pressure.
  • the valves 120 and 130 may be controlled by a controller 138.
  • the controller 138 may be, for example, a so-called electronic
  • Control unit (ECU) of the motor vehicle act.
  • the controller 138 is connected to at least one actuator 142 via a data bus 140, for example.
  • the actuator 142 may, for example, on the lid 102 or on the
  • Instrument panel of the motor vehicle to be arranged.
  • a user actuates the actuating element 142.
  • the controller 138 then generates a switching signal for the valve 130, so that it changes from its first switching state into its second switching state, whereby the locking device 134 is connected to the container 126, and thus the locking device 134 is subjected to the negative pressure of the container 126.
  • the locking element 136 is moved from its locking position to its unlocked position.
  • the cover 102 then pivots due to its own weight in the direction of arrow 106 and thereby compresses the elastic element 118.
  • the controller 138 can generate a further switching signal for the valve 130 to this again in to bring its first switching state, so that the locking element 136 falls back into its locking position.
  • FIG. 2 shows the cover 102 during its opening movement. Further, Figure 2 shows the lid 102 with dashed lines in its open position.
  • the piston 110 is moved within the hollow body 112 along the x-axis 144. For example, in the half-open position of the lid 102, the piston 110 reaches the position x2.
  • the elastic member 118 is increasingly compressed by the piston 110, so that the restoring force FR corresponding to the force-displacement characteristic of the elastic member 118 increases accordingly.
  • the restoring force F R has its maximum.
  • the force-displacement characteristic of the elastic element 118 is chosen so that the lid 102 can open only due to its weight. Because of the weight of the lid 102, a moment acts on the cover 102 about the axis 104, this moment becoming larger as the opening angle of the cover 102 increases when pivoting in the direction of the arrow 106.
  • the elastic element 118 preferably has a non-linear force-displacement characteristic which corresponds to the non-linear course of the torque acting on the cover 102 as a function of the opening angle, so that the cover 102 opens at approximately constant speed due to its weight force.
  • the controller 138 may be designed such that a further time after the switching of the valve 122 into its second switching state, a further switching signal is generated in order to return the valve 122 to its first switching state. namely, after the lid 102 has been moved back to its closed position and it has been locked there by the locking device 134.
  • the container 126 may be connected or connectable to other units of the motor vehicle, such as the braking system of the motor vehicle, which requires a negative pressure.
  • the locking device 134 is designed for manual operation. In this embodiment, therefore, the locking member 136 is brought by a manual operation of its locking position in its unlocked position. The valve 130 and the pressure lines 128 and 132 can then be omitted.
  • FIG. 3 shows an embodiment of a storage compartment according to the invention, in which the locking device 134 is unlocked by an actuator 146.
  • the actuator 146 may be, for example, an electric motor, an electromagnet, or a piezoelectric actuator.
  • the controller 138 To open the cover 102, the user actuates the actuating element 142, whereupon the controller 138 generates a control signal for the actuator 146, which then moves the locking element 136 from its locking position to its unlocked position so that the cover 102 can open.
  • To close the lid 102 is the procedure as in the embodiments of Figures 1 and 2.
  • FIG. 4 shows a flow chart of an operation of the storage compartment, in particular of the embodiments of FIGS. 1 and 2.
  • the cover is in its closed position.
  • an actuator is actuated by the user to open the lid.
  • an unlocking of the lid takes place in step 204, so that in step 206 it carries out an opening movement due to its own weight until it has reached its opening position.
  • the actuator may be a mechanical element for manual operation by the user.
  • the actuating element is a switch or a sensor, which is connected to the controller, which then generates a switching signal for unlocking the locking device.
  • the locking device is for example subjected to a negative pressure, so that the locking element is moved to its unlocked position.
  • an actuator is switched on by the switching signal, which moves the locking element into its unlocking position.
  • an actuator is actuated in step 208, which is connected to the controller.
  • the controller then generates a switching signal, by which a valve is activated in step 210, so that due to a negative pressure, the piston is moved in step 212 into its closed position.
  • a valve is activated in step 210, so that due to a negative pressure, the piston is moved in step 212 into its closed position.
  • FIG. 5 schematically shows a force-displacement characteristic of an embodiment of the elastic element 118 which is mounted with a prestress in the hollow body 112.
  • the characteristic In the first characteristic region of this characteristic between positions x1 and x2, the characteristic has a first slope, whereas the characteristic between positions x2 and x3 has a second slope which is greater than the first slope.
  • Reference numeral 1 is ⁇

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Step Arrangements And Article Storage (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Staufach mit einem Deckel (102) zum Verschließen einer Entnahmeöffnung und mit einer Vorrichtung (112) zur Dämpfung einer Öffnungsbewegung des Deckels, wobei die Vorrichtung ein elastisches Element (118) aufweist, welches bei der Öffnungsbewegung so verformt wird, dass es eine Rückstellkraft auf den Deckel ausübt, wobei die Vorrichtung mit einem pneumatischen Druck beaufschlagbar ist, aufgrund dessen der Deckel aus seiner Öffnungsposition in seine Schließposition bewegt wird.

Description

Staufach
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Staufach, insbesondere ein Kraftfahrzeugstaufach, wie zum Beispiel einen Handschuhkasten.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verriegelungsvorrichtungen zur Verriegelung des Deckels eines Handschuhkastens in seiner Schließposition bekannt, wie zum Beispiel aus DE 20 2005 020 853 U1 , DE 100 36 945 A1 , DE 10 2007 000 899, DE 10 2006 004 629 A1 sowie der zum Anmeidezeitpunkt unveröffentlichten DE 10 2008 043 229.
Aus der zum Anmeldezeitpunkt ebenfalls unveröffentlichten DE 10 2008 000 802 ist ferner ein Handschuhkasten mit einem elektrischen Antrieb zum Öffnen und Schließen des Deckels bekannt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Staufach, insbesondere ein Kraftfahrzeugstaufach, wie zum Beispiel einen Handschuh- kästen zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Nach Ausführungsformen der Erfindung wird ein Staufach mit einem Deckel zum Verschließen einer Entnahmeöffnung des Staufachs geschaffen sowie mit einer Vorrichtung zur Dämpfung einer Öffnungsbewegung des Deckels. Die Vorrichtung weist ein elastisches Element auf, welches bei der Öffnungsbewegung so verformt wird, dass es eine Rückstellkraft auf den Deckel ausübt. Die Vorrichtung ist ferner mit einem pneumatischen Druck beaufschlagbar, wobei der Deckel aufgrund der Beaufschlagung mit dem pneumatischen Druck von seiner Öffnungsposition in seine Schließposition bewegt wird.
Ausführungsformen der Erfindung sind besonders vorteilhaft, da die bisher im Stand der Technik übliche aufwändige und schwere Mechanik zur Realisierung eines elektromotorischen Antriebs zum Öffnen und Schließen des Deckels entfallen kann. Erfindungsgemäß wird vielmehr der Antrieb zum Schließen des Deckels in die Vor- richtung zur Dämpfung der Öffnungsbewegung integriert, indem diese Vorrichtung so ausgebildet wird, dass sie mit einem pneumatischen Druck beaufschlagbar ist, aufgrund dessen der Deckel in seine Schließposition bewegt wird. Neben der Gewichtsersparnis hat dies ferner den Vorteil, dass ein solcher Antrieb für den Deckel besonders kostengünstig realisiert werden kann. Insbesondere kann zur Beauf- schlagung der Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck ein in dem Kraftfahrzeug ohnehin vorhandener Druckbehälter verwendet werden.
Ausführungsformen der Erfindung sind ferner besonders vorteilhaft, da auch bei manuellem Schließen des Deckels nicht die Gefahr einer Beschädigung des An- triebs des Deckels besteht, da dieser ja in die Vorrichtung zur Dämpfung integriert ist. Damit wird ein in dem Stand der Technik bisher ungelöstes Problem auf effiziente und kostengünstige Art und Weise gelöst, da aufgrund des Wegfalls der aufwändigen und schweren Mechanik für den elektromotorischen Antrieb diese auch nicht beschädigt werden kann, wenn ein Nutzer versucht, den Deckel manuell in seine Schließposition zu bringen.
Ausführungsformen der Erfindung sind ferner besonders vorteilhaft, da das Schließen des Deckels weitgehend geräuschlos erfolgt, da hierzu lediglich die Vorrichtung zur Dämpfung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik entfällt beispielsweise das Geräusch eines elektromotorischen Antriebs.
Ausführungsformen der Erfindung sind ferner besonders vorteilhaft, da aufgrund der Ausbildung des Antriebs des Deckels ein Einklemmschutz gegeben ist. Die auf den Deckel wirkende Kraft, die aus der Rückstellkraft des elastischen Elements und des pneumatischen Drucks resultiert, kann nämlich so dimensioniert sein, dass eine Verletzung des Nutzers durch Einklemmen zum Beispiel eines Fingers bei der Schließbewegung des Deckels ausgeschlossen werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass der Nutzer während des Schließvorgangs den Deckel entgegen der Schließrichtung manuell in Richtung auf die Öffnungsposition ziehen kann, wodurch ein Einklemmschutz gegeben ist. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass dies ohne Beschädigung des Staufachs erfolgen kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das elastische Element beim Öffnen des Deckels gestaucht, wohingegen zum Schließen des Deckels die Vorrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. Das elastische Element kann aber auch als Rückzugselement ausgebildet sein, das bei der Öffnung des Deckels gedehnt wird. Ebenso sind Ausführungsformen möglich, bei denen die Vorrichtung mit einem Überdruck statt mit einem Unterdruck beaufschlagt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Dämpfung der Öffnungsbewegung des Deckels allein aufgrund des elastischen Elements. Bei der Schließbewegung resultiert aufgrund der Rückstellkraft des elastischen Elements und des pneumatischen Drucks, mit dem die Vorrichtung beaufschlagt wird, eine resultierende Rückstellkraft, die groß genug ist, um den Deckel von der Öffnungsposition in die Schließposition zu bewegen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das elastische Element so ausgebil- det, dass der Deckel die Öffnungsbewegung entgegen der Rückstellkraft des elastischen Elements aufgrund seines Eigengewichts durchführt. Je nach Anordnung des Deckels kann es vorteilhaft sein, dass das elastische Element eine nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie aufweist, um eine Öffnungsbewegung mit annähernd konstanter Winkelgeschwindigkeit zu ermöglichen.
Beispielsweise ist an dem unteren Rand des Deckels eine Achse angeordnet, wie im Stand der Technik für Handschuhkästen allgemein üblich. Der Deckel kann dann von oben nach unten aus seiner im Wesentlichen vertikalen Schließposition in seine im Wesentlichen horizontale Öffnungsposition aufschwenkbar sein. Nach einer Aus- führungsform der Erfindung hat das elastische Element einen ersten Kennlinienbereich mit einer ersten Steigung und einen zweiten Kennlinienbereich mit einer zweiten Steigung, wobei die zweite Steigung größer ist als die erste Steigung. Mit anderen Worten ist das elastische Element also in dem zweiten Kennlinienbereich steifer als in dem ersten Kennlinienbereich. Bei einer Öffnungsbewegung des Deckels wird von der Schließposition ausgehend zunächst der erste Kennlinienbereich durchfahren, da zunächst das auf den Deckel aufgrund des Eigengewichts wirkende Drehmoment relativ gering ist, wenn der Deckel aus seiner nahezu horizontalen Schließposition geschwenkt wird. Mit größer werdendem Öffnungswinkel des Deckels steigt auch dieses Drehmoment. Zur Erreichung einer zumindest näherungsweise konstanten Winkelgeschwindigkeit bei der Öffnung des Deckels wird daher nach einer Initialen Öffnung des Deckels der zweite Kennlinienbereich durchfahren.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das nichtlineare elastische Element als einer Schraubenfeder mit Bereichen unterschiedlicher Steigungen oder als Kunststoffelement ausgebildet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zur Dämpfung über ein steuerbares Ventil mit einem Druckbehälter verbindbar, um die Vorrichtung durch Schalten des Ventils mit dem pneumatischen Druck zu beaufschlagen. Beispielsweise wird die Vorrichtung in einem ersten Schaltzustand des Ventils von dem Druckbehälter getrennt, sodass die Vorrichtung nicht mit einem Druck beaufschlagt wird, das heißt es liegt im Wesentlichen der Atmosphärendruck in der Vorrichtung vor. In einem zweiten Schaltzustand des Ventils wird die Vorrichtung dagegen mit dem Druckbehälter verbunden, sodass die Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird.
Nach Ausführungsformen der Erfindung hat das Staufach ein Betätigungselement, welches beispielsweise an dem Deckel oder an der Instrumententafel des Kraftfahr- zeugs angeordnet sein kann. Bei dem Betätigungselement kann es sich um einen mechanischen Schalter oder einen Sensor, wie zum Beispiel einen Näherungssensor, insbesondere einen kapazitiven Näherungssensor oder einen optischen Sensor handeln. Das Betätigungselement ist mit einer Steuerung verbunden, welche ein Schaltsignal zum Schalten des steuerbaren Ventils generieren kann. Beispielsweise kann ein Nutzer das Betätigungselement zum Schließen des Deckels betätigen. Dann wird von der Steuerung ein Schaltsignal generiert, um das steuerbare Ventil in seinen zweiten Schaltzustand zu bringen, in dem die Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird, um den Deckel zu schließen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung einen Hohlkörper, in dem sich ein Kolben befindet. Der Kolben wird von dem elastischen Element mit der Rückstellkraft beaufschlagt, wenn der Deckel aus seiner Schließposition heraus bewegt wird. Das elastische Element kann auch mit einer Vorspannung montiert sein, sodass auch dann eine Rückstellkraft auf den Kolben wirkt, wenn sich der Deckel in seiner Schließposition befindet. Der Kolben unterteilt den Hohlkörper in einen ersten und in einen zweiten Bereich, wobei sich in dem ersten Bereich das elastische Element befindet. Der zweite Bereich ist dagegen zur Beaufschlagung mit dem pneumatischen Druck, d.h. bei dieser Ausführungsform einem Unterdruck, ausge- bildet. Alternativ kann der erste Bereich mit einem Überdruck beaufschlagt werden. Als weitere Alternative kann das elastische Element in dem zweiten Bereich angeordnet sein, wo des dann bei der Öffnungsbewegung des Deckels gedehnt statt gestaucht wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben über ein Seil mit dem Deckel mechanisch gekoppelt. Aufgrund dieser mechanischen Kopplung wird die Öffnungsbewegung des Deckels gedämpft und der Deckel wird über das Seil angetrieben, um aus einer Öffnungsposition in die Schließposition bewegt zu werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Staufach eine Verriegelungsvorrichtung, die ein Verriegelungselement zur Verriegelung des Deckels in der Schließposition aufweist. Beispielsweise kann das Verriegelungselement als Falle ausgebildet sein, die entgegen der Kraft einer Feder aus einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition bewegbar ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verriegelungselement durch Beaufschlagung mit einem pneumatischen Druck in seine Entriegelungsposition gebracht werden. Hierzu kann ein zweites steuerbares Ventil vorgesehen sein, durch welches die Verriegelungsvorrichtung mit dem Druckbehälter verbindbar ist, um die Verriegelungsvorrichtung mit dem pneumatischen Druck zu beaufschlagen, durch welchen das Verriegelungselement in seine Entriegelungsposition bewegt wird. Beispielsweise wird zur Öffnung des Deckels ein Betätigungselement betätigt, welches mit der Steuerung verbunden ist. Dabei kann es sich um dasselbe oder um ein anderes Betätigungselement handeln, welches zum Schließen des Deckels betätigt wird. Aufgrund der Betätigung des Betätigungselements zum Öffnen des Deckels generiert die Steuerung ein Schaltsignal für das zweite steuerbare Ventil, wodurch die Verriegelungsvorrichtung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird, sodass sich das Verriegelungselement in seine Entriegelungsposition bewegt. Daraufhin öffnet sich der Deckel aufgrund seines Eigengewichts.
Die Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung durch Beaufschlagung mit dem pneumatischen Druck ist besonders vorteilhaft, da dies mit geringem konstruktiven Aufwand, geringen Kosten und geringem Gewicht realisierbar ist. Besonders vor- teilhaft ist, wenn die Verriegelungsvorrichtung über das zweite steuerbare Ventil mit demselben Druckbehälter verbindbar ist, mit dem auch das erste steuerbare Ventil verbunden ist.
Von weiterem besonderem Vorteil ist, dass eine Entriegelung der Verriegelungsvor- richtung nur dann möglich ist, wenn die Steuerungsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt wird. Nach Betätigung zum Beispiel der Zentralverriegelung des Kraftfahrzeugs wird die Steuerung aber von der Batteriespannung getrennt, sodass dann also der Deckel nicht geöffnet werden kann. Dies hat den weiteren besonderen Vorteil, dass ein separates Schloss zum Verschließen des Deckels nicht erfor- derlich ist.
Von weiterem Vorteil ist, dass zur Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung es nicht erforderlich ist, dass der Motor des Kraftfahrzeugs läuft. Bleibt beispielsweise im Fall eines Unfalls der Motor des Kraftfahrzeugs stehen, so ist dennoch einen Ent- riegelung des Deckels möglich, da hierfür lediglich die Batteriespannung zur Versorgung des Steuerungsgeräts mit elektrischer Energie und der Druckbehälter mit dem Unterdruck erforderlich sind. Auch im Falle eines Unfalls kann also der Deckel des Handschuhkastens noch geöffnet werden. Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Verriegelungsvorrichtung einen elektrischen, insbesondere einen piezoelektrischen, Aktuator zur Bewegung des Verriegelungselements in eine Entriegelungsposition. Der Aktuator kann von der Steuerung angesteuert werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Staufach um ein Kraftfahrzeugstaufach, welches beispielsweise im Bereich der Instrumententafel, an einer Mittelkonsole oder im Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Staufach um einen Handschuhkasten handeln.
Im Weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wenn sich der Deckel in seiner Schließposition befindet,
Figur 2 das Blockdiagramm der Ausführungsform der Figur 1 , wenn der Deckel aus seiner Schließposition in eine Öffnungsposition bewegt wird,
Figur 3 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 4 ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2,
Figur 5 eine Kennlinie einer Ausführungsform des elastischen Elements.
Elemente der nachfolgenden Figuren, die einander entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Figur 1 zeigt schematisch ein Staufach 100, wie zum Beispiel einen Handschuhkasten, das einen Deckel 102 aufweist. An dem unteren Rand des Deckels 102 ist eine Achse 104 angeordnet, um die der Deckel 102 aus seiner in der Figur 1 gezeigten Schließposition in Pfeilrichtung 106 aufgeschwenkt werden kann. Der Deckel 102 ist über ein Seil 108 mit einem Kolben 110 verbunden, der sich in einem Hohlkörper 112 befindet. Der Hohlkörper 112 kann zum Beispiel zylinderförmig ausgebildet sein. Der Kolben 110 kann sich entlang der Längsachse des Hohlkörpers 112 bewegen und liegt druckdicht an den Rändern des Hohlkörpers 112 an. Durch den Kolben 110 wird der Hohlkörper 112 also in einen ersten Bereich 114 und einen zweiten Bereich 116 unterteilt. Wenn sich der Deckel 102 in seiner Schließposition befindet, so befindet sich der Kolben 110 an der Position x1 auf der x-Achse 144. Der Deckel 102 ist in seiner Schließposition leicht nach vorne geneigt, so dass auch in der Schließposition bereits aufgrund des Eigegenwichts des De- ckels 102 ein Moment um die Achse 104 in Pfeilrichtung 106 wirkt.
In dem Bereich 114 ist ein elastisches Element 118 angeordnet. Das elastische Element 118 kann mit Vorspannung montiert sein, sodass es bereits in der in der Figur 1 gezeigten Schließposition des Deckels 102 eine Rückstellkraft FR auf den Kolben 110 ausübt. Durch diese Rückstellkraft FR wird das Seil 108 gespannt, wenn sich der Deckel 102 in seiner Schließposition befindet. Hierdurch werden Klappergeräusche beim Betrieb des Kraftfahrzeugs verhindert.
Der Bereich 116 des Hohlkörpers 112 ist über eine Druckleitung 120 mit einem ers- ten steuerbaren Ventil 122 verbunden. Das Ventil 122 ist über eine Druckleitung 124 mit einem Behälter 126 verbunden. In dem Behälter 126 herrscht ein Unterdruck.
Über eine Druckleitung 128 ist der Behälter mit einem zweiten steuerbaren Ventil 130 verbunden, welches über eine Druckleitung 132 mit einer Verriegelungsvorrich- tung 134 verbunden ist.
Die Verriegelungsvorrichtung 134 hat ein Verriegelungselement 136, welches beispielsweise als federbelastete Falle ausgebildet sein kann. In seiner Verriegelungsposition verriegelt das Verriegelungselement 136 den Deckel 102. Wenn das Ver- riegelungselement 136 in seine in der Figur 1 gestrichelt gezeigte Position bewegt wird, so befindet es sich in seiner Entriegelungsposition, in der die Öffnungsbewegung des Deckels 102 in Pfeilrichtung 106 freigegeben wird. Wenn sich der Deckel 102 in seiner Schließposition befindet, so hat das Ventil 122 einen ersten Schaltzustand, in dem der Bereich 116 nicht mit dem Unterdruck des Behälters 126 beaufschlagt wird. In diesem Schaltzustand herrscht in dem Bereich 116 der Atmosphärendruck. Ferner befindet sich das Ventil 130 ebenfalls in seinem ersten Schaltzustand, bei dem die Verriegelungsvorrichtung 134 nicht mit dem Unterdruck des Behälters 126 beaufschlagt wird, d.h. in der Verriegelungsvorrichtung 134 herrscht ebenfalls der Atmosphärendruck.
Die Ventile 120 und 130 können von einer Steuerung 138 angesteuert werden. Bei der Steuerung 138 kann es sich zum Beispiel um eine sogenannte Electronic
Control Unit (ECU) des Kraftfahrzeugs handeln. Die Steuerung 138 ist zum Beispiel über einen Datenbus 140 mit zumindest einem Betätigungselement 142 verbunden.
Das Betätigungselement 142 kann zum Beispiel auf dem Deckel 102 oder auf der
Instrumententafel des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
Zur Öffnung des Deckels 102 wird beispielsweise wie folgt vorgegangen:
Ein Nutzer betätigt das Betätigungselement 142. Daraufhin generiert die Steuerung 138 ein Schaltsignal für das Ventil 130, sodass dieses aus seinem ersten Schaltzu- stand in seinen zweiten Schaltzustand übergeht, wodurch die Verriegelungsvorrichtung 134 mit dem Behälter 126 verbunden wird, und sodass also die Verriegelungsvorrichtung 134 mit dem Unterdruck des Behälters 126 beaufschlagt wird. Hierdurch wird das Verriegelungselement 136 aus seiner Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition bewegt. Der Deckel 102 schwenkt daraufhin aufgrund seines Eigengewichts in Pfeilrichtung 106 auf und komprimiert dabei das elastische Element 118. Nach einem definierten Zeitraum nach der Generierung des Schaltsignals für das Ventil 130 kann die Steuerung 138 ein weiteres Schaltsignal für das Ventil 130 generieren, um dieses wieder in seinen ersten Schaltzustand zu bringen, sodass das Verriegelungselement 136 wieder in seine Verriegelungsposition zurück- fällt.
Die Figur 2 zeigt den Deckel 102 während seiner Öffnungsbewegung. Ferner zeigt die Figur 2 den Deckel 102 mit gestrichelten Linien in seiner Öffnungsposition. Während der Öffnungsbewegung des Deckels 102 wird der Kolben 110 innerhalb des Hohlkörpers 112 entlang der x-Achse 144 verfahren. Beispielsweise erreicht der Kolben 110 in der halb geöffneten Position des Deckels 102 die Position x2. Während der Öffnungsbewegung des Deckels 102 wird das elastische Element 118 durch den Kolben 110 zunehmend gestaucht, sodass die Rückstellkraft FR entsprechend der Kraft-Weg-Kennlinie des elastischen Elements 118 entsprechend zunimmt. Nachdem der Deckel 102 seine Öffnungsposition erreicht hat, d.h. wenn sich der Kolben 110 in der Position x3 befindet, hat die Rückstellkraft FR ihr Maximum.
Die Kraft-Weg-Kennlinie des elastischen Elements 118 ist dabei so gewählt, dass sich der Deckel 102 nur aufgrund seiner Gewichtskraft öffnen kann. Aufgrund der Gewichtskraft des Deckels 102 wirkt nämlich ein Moment um die Achse 104 auf den Deckel 102, wobei dieses Moment mit größer werdendem Öffnungswinkel des Deckels 102 bei Aufschwenken in Pfeilrichtung 106 größer wird. Das elastische EIe- ment 118 hat vorzugsweise eine nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie, welche dem nichtlinearen Verlauf des auf den Deckel 102 wirkenden Moments in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel entspricht, sodass sich der Deckel 102 aufgrund seiner Gewichtskraft mit näherungsweise konstanter Geschwindigkeit öffnet.
Zum Schließen des Deckels 102 wird beispielsweise wie folgt vorgegangen: Der Benutzer betätigt erneut das Betätigungselement 142 oder ein anderes Betätigungselement, welches mit der Steuerung 138 verbunden ist. Die Steuerung 138 generiert daraufhin ein Schaltsignal für das Ventil 122, sodass der Bereich 116 mit dem Behälter 126 verbunden wird, sodass also der Bereich 116 mit dem Unterdruck des Behälters 126 beaufschlagt wird. Aufgrund des Unterdrucks in dem Bereich 116 resultiert eine weitere Kraft FD auf den Kolben 110, und zwar additiv zu der Rückstellkraft FR. Auf den Kolben 110 wirkt daher insgesamt die resultierende Kraft F = FD + FR, die hinreichend groß ist, um den Deckel 102 aus seiner Öffnungsposition in seine Schließposition zurückzuschwenken.
Die Steuerung 138 kann so ausgebildet sein, dass eine definierte Zeitdauer nach dem Schalten des Ventils 122 in dessen zweiten Schaltzustand ein weiteres Schaltsignal generiert wird, um das Ventil 122 in seinen ersten Schaltzustand zurückzu- schalten, nachdem nämlich der Deckel 102 in seine Schließposition zurückbewegt worden ist und er dort durch die Verriegelungsvorrichtung 134 arretiert worden ist.
Nach Ausführungsformen der Erfindung kann der Behälter 126 mit weiteren Aggre- gaten des Kraftfahrzeugs verbunden oder verbindbar sein, wie zum Beispiel mit dem Bremssystem des Kraftfahrzeugs, welches einen Unterdruck benötigt.
Nach Ausführungsformen der Erfindung ist die Verriegelungsvorrichtung 134 für eine manuelle Betätigung ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform wird also das Verriegelungselement 136 durch eine manuelle Betätigung von seiner Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition gebracht. Das Ventil 130 und die Druckleitungen 128 und 132 können dann entfallen.
Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Staufachs, bei dem die Verriegelungsvorrichtung 134 durch einen Aktuator 146 entriegelt wird. Bei dem Aktuator 146 kann es sich zum Beispiel um einen Elektromotor, einen Elektromagneten oder um einen piezoelektrischen Antrieb handeln. Zur Öffnung des Deckels 102 betätigt der Nutzer das Betätigungselement 142, woraufhin die Steuerung 138 ein Steuerungssignal für den Aktuator 146 generiert, der daraufhin das Verrie- gelungselement 136 aus seiner Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition bewegt, sodass sich der Deckel 102 öffnen kann. Zum Schließen des Deckels 102 wird so wie bei den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 vorgegangen.
Die Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Arbeitsweise des Staufachs, insbesondere der Ausführungsformen der Figuren 1 und 2. In dem Schritt 200 befindet sich der Deckel in seiner Schließposition. In dem Schritt 202 wird ein Betätigungselement von dem Benutzer betätigt, um den Deckel zu öffnen. Daraufhin erfolgt in dem Schritt 204 eine Entriegelung des Deckels, sodass dieser in dem Schritt 206 auf- grund seines Eigengewichts eine Öffnungsbewegung durchführt, bis er seine Öffnungsposition erreicht hat. Bei dem Betätigungselement kann es sich um ein mechanisches Element für eine manuelle Betätigung durch den Nutzer handeln. Bei dieser Ausführungsform wird das Verriegelungselement der Verriegelungsvorrich- tung manuell aus seiner Verriegelungsposition in seine Entriegelungsposition gebracht.
Alternativ handelt es sich bei dem Betätigungselement um einen Schalter oder ei- nen Sensor, der mit der Steuerung verbunden ist, die daraufhin ein Schaltsignal zur Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung generiert. Durch dieses Schaltsignal wird die Verriegelungsvorrichtung beispielsweise mit einem Unterdruck beaufschlagt, sodass das Verriegelungselement in seine Entriegelungsposition bewegt wird. Alternativ wird durch das Schaltsignal ein Aktuator eingeschaltet, der das Verriege- lungselement in seine Entriegelungsposition bewegt.
Zum Schließen des Deckels 102 wird in dem Schritt 208 ein Betätigungselement betätigt, welches mit der Steuerung verbunden ist. Die Steuerung generiert daraufhin ein Schaltsignal, durch welches in dem Schritt 210 ein Ventil angesteuert wird, sodass aufgrund eines Unterdrucks der Kolben in dem Schritt 212 in seine Schließposition bewegt wird. Wenn der Deckel in dem Schritt 214 seine Schließposition wieder erreicht hat, wird er dort von der Verriegelungsvorrichtung arretiert.
Die Figur 5 zeigt schematisch eine Kraft-Weg-Kennlinie einer Ausführungsform des elastischen Elements 118, welches mit einer Vorspannung in dem Hohlkörper 112 montiert ist. In dem ersten Kennlinienbereich dieser Kennlinie zwischen den Positionen x1 und x2 hat die Kennlinie eine erste Steigung, wohingegen die Kennlinie zwischen den Positionen x2 und x3 eine zweite Steigung hat, die größer als die erste Steigung ist.
Bezugszeichenl istθ
100 Staufach
102 Deckel
104 Achse
106 Pfeilrichtung
108 Seil
110 Kolben
10 112 Hohlkörper
114 Bereich
116 Bereich
118 elastisches Element
120 Druckleitung
15 122 Ventil
124 Druckleitung
126 Behälter
128 Druckleitung
130 Ventil
20 132 Druckleitung
134 Verriegelungsvorrichtung
136 Verriegelungselement
138 Steuerung
140 Datenbus
25 142 Betätigungselement
144 x-Achse
146 Aktuator

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Staufach mit einem Deckel (102) zum Verschließen einer Entnahmeöffnung und mit einer Vorrichtung (112) zur Dämpfung einer Öffnungsbewegung des
Deckels, wobei die Vorrichtung ein elastisches Element (118) aufweist, welches bei der Öffnungsbewegung so verformt wird, dass es eine Rückstellkraft auf den Deckel ausübt, wobei die Vorrichtung mit einem pneumatischen Druck beaufschlagbar ist, aufgrund dessen der Deckel aus seiner Öffnungs- position in seine Schließposition bewegt wird.
2. Staufach nach Anspruch 1 , wobei das elastische Element so ausgebildet ist, dass der Deckel die Öffnungsbewegung entgegen der Rückstellkraft aufgrund seines Eigengewichts durchführt.
3. Stauchfach nach Anspruch 1 oder 2, wobei das elastische Eiement eine nichtlineare Kraft-Weg-Kennlinie hat.
4. Staufach nach Anspruch 3, wobei an einem unteren Rand des Deckels eine Achse (104) angeordnet ist, sodass der Deckel um die Achse aufschwenkbar ist, wobei das elastische Element einen ersten Kennlinienbereich seiner Kraft-Weg-Kennlinie mit einer ersten Steigung und einen zweiten Kennlinienbereich mit einer zweiten Steigung aufweist, wobei die zweite Steigung größer als die erste Steigung ist und wobei der erste Kennlinienbereich bei der Öffnungsbewegung von der Schließposition in die Öffnungsposition vor dem zweiten Kennlinienbereich durchfahren wird.
5. Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung über ein erstes steuerbares Ventil (122) mit einem Druckbehälter (126) ver- bindbar ist, um die Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck zu beaufschlagen.
6. Staufach nach Anspruch 5, mit einer Steuerung (138) und einem Betätigungselement (142), wobei die Steuerung aufgrund einer Betätigung des Be- tätigungselements ein Schaltsignal generiert, um das Ventil so zu schalten, dass die Vorrichtung mit dem pneumatischen Druck beaufschlagt wird.
7. Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen Hohlkörper aufweist, in dem ein Kolben angeordnet ist, der von dem elastischen Element mit der Rückstell kraft beaufschlagt wird, wobei durch den Kolben der Hohlkörper in einen ersten und einen zweiten Bereich unterteilt wird, wobei das elastische Element in dem ersten Bereich angeordnet ist, und wobei der zweite Bereich mit dem pneumatischen Druck beaufschlagbar ist.
8. Staufach nach Anspruch 7, wobei es sich bei dem Druck um einen Unterdruck handelt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Kolben über ein Seil mit dem Deckel mechanisch gekoppelt ist.
10. Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Verriegelungsvorrichtung, die ein Verriegelungselement (136) zur Verriegelung des Deckels in seiner Schließposition aufweist.
11. Staufach nach Anspruch 10, wobei die Verriegelungsvorrichtung durch Beaufschlagen mit einem pneumatischen Druck entriegelbar ist.
12. Staufach nach Anspruch 11 , mit einem zweiten steuerbaren Ventil, wobei die Verriegelungsvorrichtung über das zweite steuerbare Ventil mit dem Druckbehälter (126) verbindbar ist, um das Verriegelungselement zu entriegeln.
13. Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verriege- lungsvorrichtung von einen elektrischen oder piezoelektrischen Aktuator
(146) entriegelbar ist.
14. Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Staufach als Kraftfahrzeugstaufach ausgebildet ist.
15. Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Staufach als Handschuhkasten ausgebildet ist.
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