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Die
Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Eine
derartige Betätigungsvorrichtung
ist aus der gattungbildenden
DE 198 35 994 A1 für den Fall bekannt, daß der als
Auswerfer für
die Klappe (nach Entriegelung eines Schlosses) dienenden Stange
ein motorischer Antrieb zugeordnet ist, der zugleich zum Schwenken
der Klappe zwischen ihrer Schließstellung und ihrer Öffnungsstellungen
dient. Über
eine als Kulisse ausgebildete Schwenkverbindung steht eine Schwenkachse
des Handgriffs mit diesem motorischen Antrieb in Antriebsverbindung,
so daß bei
in ihrer Schließstellung
befindlicher Klappe der Handgriff innerhalb der Klappe liegt, also
bei einem Kraftfahrzeug nicht in ein verschmutzungsgefährdetes Gebiet
außerhalb
der Karosserie ragt, dagegen bei in einer Teilöffnungsstellung befindlicher
Klappe die untere Kante der Klappe gleichsam untergreifend den Spalt
zwischen dieser und dem Rand der Öffnung durchsetzt, so daß der Handgriff über den
Deckel vorsteht und manuell ergriffen werden kann. Im bevorzugten
Einsatzfall der Erfindung, also als Betätigungsvorrichtung für eine Heckklappe
eines Kraftfahrzeugs, bedeutet dies, daß der Bedienungsperson stets
eine ”unverschmutzte” Möglichkeit
zum Anheben der Klappe zur Verfügung
steht, während
der Handgriff im Fahrbetrieb des Fahrzeugs verschmutzungsgeschützt innerhalb
der Klappe liegt. Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion ist darin
zu sehen, daß der
Handgriff – wenn
man wiederum den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung betrachtet – nie zu
Verletzungen Anlaß geben
kann, da er nur bei zumindest teilgeöffneter Klappe aus dieser herausragt
bzw. über diese übersteht.
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In
der genannten Offenlegungsschrift wird nun, wie dargelegt, davon
ausgegangen, daß ein
motorischer Antrieb vorhanden ist. Dies ist jedoch nicht immer der
Fall. Daher sind auch bereits Griffanordnungen bzw. Handgriffe für Kraftfahrzeug-Heckklappen
bekanntgeworden, die ebenfalls eine Stange in der Heckklappe verwenden,
die sich bei geschlossener Klappe auf dem Öffnungsrand abstützt und
dadurch in einer in den Deckel zurückgeschobenen Ruhestellung
gehalten wird, dagegen bei geöffneter Heckklappe
unter Federkraft in eine weiter ausgefahrene Lage verschoben ist,
in der sie den Handgriff zum Schwenken in eine Lage freigegeben
hat, in der der Handgriff manuell ergriffen werden kann. So beschreiben
die
DE 28 54 423 A1 und
die
DE 198 05 509
A1 entsprechende Konstruktionen, die aber nicht ohne weiteres
die Möglichkeit
einer solchen Anordnung des Handgriffs bieten, daß dieser
in seiner Betriebsstellung den Spalt zwischen Klappe und Öffnungsrand
durchsetzt. Die eigentlichen Bewegungsantriebe für den Handgriff bilden in diesen
Konstruktionen Federn, und so wie bei einem motorischen Antrieb
der Ausfall der Spannung die Funktionsweise des schwenkbaren Handgriffs
zumindest beeinträchtigt,
macht der Ausfall von Federn bei den zuletzt genannten Konstruktionen
diese praktisch unbrauchbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Betätigungsvorrichtung
unter Wahrung ihrer Vorteile zu schaffen, die mit einem rein mechanischen
Antrieb in Synchronismus mit Schwenkbewegungen der Klappe auskommt,
ohne daß zur
Erzeugung der erforderlichen Schwenkmomente des Handgriffs Federn
Einsatz finden müssen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs,
vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
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Die
Erfindung nutzt also die beim gattungbildenden Stand der Technik
als Auswerfer für
die Klappe vorhandene Stange gleichsam als Sensor dafür aus, ob
die Klappe geöffnet
oder geschlossen ist. Befindet sich die Klappe in einer zumindest
teilgeöffneten
Lage, ist also die Stange zur Bewegung aus ihrer in die Klappe zurückgezogenen
Schließlage
in ihre demgegenüber
weiter ausgefahrene Öffnungslage freigegeben,
bewegt sie sich unter dem Einfluß ihrer Masse sowie der Massen
von Handgriff und Schwenkverbindung zwischen beiden in ihre Öffnungslage
und nimmt dabei den Handgriff mit, so daß dieser in seine Arbeitsstellung
geschwenkt wird, in der er unter Durchsetzen des Spalts zwischen
Deckel und Öffnungsrand
aus dem Deckel herausragt und von Hand ergriffen werden kann. Sobald
die Klappe wieder geschlossen wird, verlagert sich die Stange weiter
in die Klappe hinein, da sie sich auf dem Öffnungsrand abstützt, und
nimmt dabei den Handgriff mit, der dadurch wieder in seine Ruhestellung
geschwenkt wird. Da demgemäß die Kräfte zur
Erzeugung der Schwenkmomente des Handgriffs teils aus den Massenverhältnissen
der verschiedenen Teile der Betätigungsvorrichtung,
teils aus den Schließkräften für die Klappe
(durch Abstützung
der Stange am Öffnungsrand)
erzeugt werden, erübrigen
sich motorische Antriebe bzw. Federantriebe, so daß die eingangs
beschriebenen Fehlerquellen (Spannungsausfall, Federbruch) ausgeschaltet
sind.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es
zeigen:
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die 1, 2 und 3 Längsschnitte durch
den hier interessierenden Heckklappenbereich eines Kraftfahrzeugs
bei geschlossener Heckklappe (1) bei Beginn
der Öffnungsbewegung
der Heckklappe (2) und bei teilgeöffneter
Heckklappe (3),
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4 eine
Explosionsdarstellung eines ersten kompletten Ausführungsbeispiels
und
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5 eine
Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung
sowie
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6 die
Schwenkverbindung gemäß 5 bei
geschlossener Heckklappe und
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7 die
Schwenkverbindung bei geschlossener Heckklappe.
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Betrachtet
man zunächst
die 1, 2 und 3, so ist
von der Heckklappe 1 nur der hier interessierende hintere
Bereich angedeutet, unter dem der hintere Stoßfänger bzw. die hintere Stoßfängerabdeckung 2 des
Fahrzeugs liegt; der eigentliche Rand der sich in Richtung nach
links anschließenden,
durch die Klappe 1 verschließbaren Ladeöffnung wird durch den mit der
umlaufenden Dichtung 3 bestückten Schweißflansch 4 gebildet.
Im Rahmen der Erfindung wird aber die obere Seite der Stoßfängerabdeckung 2 als
zum Rand der Öffnung
gehörig angesehen.
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Bei 5 ist
ein übliches
und daher im einzelnen weder dargestelltes noch beschriebenes Drehfallenschloß gezeichnet,
dem karosserieseitig der Schließbolzen 6 zugeordnet
ist; wie bekannt, umgreift bei geschlossener Klappe 1 die
Drehfalle des Schlosses 5 den Schließbolzen 6.
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Wesentlich
für die
Erfindung ist die Stange 7, die sich bei in Schließlage befindlicher
Klappe 1 (1) und bei im Anfang ihrer Öffnungsbewegung befindlicher
Klappe 1 (2) bis zum Erreichen einer vorgegebenen
Teilöffnungsstellung
der Klappe 1 (3) am Öffnungsrand, hier an der Oberseite
der Stoßfängerabdeckung 2,
abstützt
und dadurch in den Klappenstellungen gemäß den 1 und 2 etwas
nach oben in das klappenseitige Gehäuse 8 verschoben ist.
In der teilgeöffneten
Stellung der Klappe 1 (3) ist die
Stange 7 dagegen in ihre Öffnungsstellung weiter aus
dem Deckel 1 bzw. dem Gehäuse 8 herausgefahren.
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Einen
zweiten wesentlichen Bestandteil der Erfindung bildet der Handgriff 9,
der in dem Gehäuse 8 drehfest
auf der querverlaufenden Schwenkachse 10 angeordnet ist,
die ihrerseits drehbar im Gehäuse gelagert
ist. Über
eine noch zu beschreibende Schwenkverbindung zwischen den Teilen 7 und 10 wird
der Handgriff 9 bei gemäß 1 geschlossener Klappe 1 in
einer Ruheschwenklage gehalten, in der er praktisch vollständig innerhalb
des Gehäuses 8 liegt,
das bei 11 mit einer Öffnung
zum Durchtritt des Handgriffs 9 versehen ist. Das hierfür erforderliche Schwenkmoment
wird aus der Abstützkraft
für die Stange 7 an
der Stoßfängerabdeckung 2 hergeleitet.
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Sobald
nun die Klappe 1 in Richtung Öffnen verschwenkt wird, kann – siehe 2 – die Stange 7 etwas
weiter aus ihrer Ruhelage innerhalb des Deckels 1 bzw.
des Gehäuses 8 nach
unten herausfahren, und demgemäß kann auch
der Handgriff 9 in der Darstellung der 1 bis 3 entgegen
dem Uhrzeigersinn schwenken, jedoch im Falle der 2 bis in
eine Stellung, in der er noch nicht in der Darstellung der Figuren
nach rechts aus dem Deckel 1 herausragt.
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Dies
ist gemäß 3 erst
dann möglich, wenn
der Deckel 1 unter der Wirkung der elastischen Kräfte der
Dichtung 3 in eine Teilöffnungsstellung
geschwenkt wurde, so daß sich
ein zum Durchtritt des Handgriffs 9 ausreichender Spalt 12 zwischen
der nach unten weisenden Kante der Klappe 1 einerseits und
dem Öffnungsrand,
gegeben durch die Stoßfängerabdeckung 2,
gebildet hat. Da sich während
des Fahrbetriebs der Handgriff 9 innerhalb der Klappe 1 befunden
hat, ist er vor Verschmutzung gesichert; da er nicht aus dem Bereich
des Deckels 1 herausragt während des Fahrbetriebs, kann
er auch nicht Anlaß zu
Verletzungen geben.
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Wird
nun der Deckel wieder geschlossen, so beginnt, sobald er seine in 3 dargestellte
Teilöffnungsstellung
erreicht hat, durch Abstützen
der Stange 7 an der Stoßfängerabdeckung 2 wieder
die Bewegung der Stange in Richtung nach oben, die durch die noch
zu erläuternde
Schwenkverbindung zwischen Stange 7 und Schwenkachse 10 zu
einem Zurückschwenken
des Handgriffs 9 aus seiner Betriebsstellung gemäß 3 über Zwischenstellungen
gemäß 2 in
die Ruhestellung gemäß 1 innerhalb
des Deckels 1 führt.
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4 zeigt
in Explosionsdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der kompletten
Betätigungsvorrichtung.
Bereits in den 1, 2 und 3 verwendete
Bezugszeichen finden auch hier Einsatz.
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Die
Schwenkachse 10 für
den Handgriff 9 besteht aus mehreren Teilen, von denen
das Innenteil 13 an seinen Enden zur Lagerung in Ausnehmungen 14 und 15 des
Gehäuses 8 eingerichtet
ist, während
die beiden hülsenartigen
Teile 16 und 17 schwenkbar, aber axial durch Ring 13a gesichert
auf dem beschriebenen Teil 13 gelagert sind. Während das
hülsenförmige Teil 17 der
Schwenkachse 10 einstückig
mit dem Handgriff 9 ist, trägt das ebenfalls hülsenartige
Teil 16 das Zahnsegment 18, das sich nur über einen
der Stange 7 zugekehrten Bereich des Teils 16 erstreckt
und mit der Verzahnung 19 auf der Stange 7 kämmt. Wie
anhand der 1, 2 und 3 erläutert wurde,
befindet sich die Stange 7 bei vollständig geschlossenem Deckel in
ihrer obersten Stellung, der Schließstellung, dagegen bei zumindest in
seine Teilöffnungslage
gemäß 3 verschwenktem
Deckel in ihrer bezüglich
der Darstellung der 4 tiefsten Stellung, so daß beim Öffnen der
Klappe 1 letztlich durch die Stange 7 das Zahnsegment 18 und
damit der Handgriff 9 in der Darstellung der 4 entgegen
dem Uhrzeigersinn aus der in 1 dargestellten
Lage in die Betriebslage gemäß 3 verschwenkt
werden. Da die Feder 20 auf dem Schwenkachsenteil 13,
die sich mit ihrem linken Schenkel an der rechten Begrenzungsfläche des Zahnsegments 18 und
mit ihrem in 4 rechten Schenkel am Gehäuse abstützt, nur
sehr schwach ausgebildet ist, kann sie nur als Klappersicherung
für die
verschiedenen Bestandteile der Schwenkverbindung dienen, nicht aber
zur Gewinnung von Schwenkmomenten für den Handgriff 9.
Dieser wird in seine in 3 dargestellte Betriebsstellung
vielmehr durch die Massen der verschiedenen Teile mit ihren Hebelarmen
verschwenkt, während
Momente zum Zurückschwenken
des Handgriffs 9 in seine in 1 dargestellte
Ruhelage aus den Schließkräften, die
auf die Klappe 1 ausgeübt
werden, mittels der Bewegungen der Stange 7 in Richtung
nach oben abgeleitet werden.
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Die
Erzeugung der in der Darstellung der 4 ”linksdrehenden” Schwenkmomente
für den Handgriff 9 wird
dadurch unterstützt,
daß das
Zahnsegment 18 sich nicht gleichmäßig über den gesamten Umfang des
Schwenkachsenteils 16 erstreckt, sondern nur über den
linken Bereich desselben, so daß sein
Massenmittelpunkt ebenfalls ein linksdrehendes Moment erzeugt. Unterstützt bzw.
wesentlich beeinflußt
wird das linksdrehende Moment durch die im wesentlichen horizontale
Lage des Handgriffs 9 in seiner Ruhestellung. Weiterhin
kann die Wahl der Größe der Ausnehmung 21 im
Hebel 9 zur Bestimmung des linksdrehenden Drehmoments ausgenutzt werden.
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Verständlicherweise
ist man daran interessiert, möglichst
sofort bei Erreichen der in 3 dargestellten
Teilöffnungsstellung
der Klappe 1 den Handgriff 9 zum Ergreifen zur
Verfügung
zu haben. Auf der anderen Seite muß sich die Bewegung des Handgriffs 9 nach
den Platzverhältnissen
richten. Daher kann es zweckmäßig sein,
die Schwenkbewegung des Handgriffs 9 durch entsprechende
Auslegung der Schwenkverbindung zwischen Stange 7 und Handgriff 9 ungleichförmig zu
gestalten. Eine entsprechende Ausbildung der Erfindung wird nun anhand
der 5, 6 und 7 beschrieben:
Aus
den bisher beschriebenen Figuren sind das Bezugszeichen 7 für die Stange
mit der Verzahnung 19, das Bezugszeichen 9 für den Handgriff
mit der Ausnehmung 21, das Bezugszeichen 10 für die Schwenkachse
desselben mit dem zentralen Teil 13 sowie das Gehäuse 8 mit
der Öffnung 11 zum
Durchtritt des Handgriffs 9 übernommen.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
enthält
die Schwenkverbindung zwischen den Teilen 7 und 10 die
Zwischenwelle 22, die drehfest ein mit der Verzahnung 19 der
Stange 7 kämmendes
Zahnrad 23 trägt
sowie drehfest das Zahnsegment 24, das – wie schon das Zahnsegment 18 in 4 – nicht
rotationssymmetrisch bezüglich
der Achse 22 ausgelegt ist und einen einsinnig von einem
Mindestwert zu einem Maximalwert steigenden winkelabhängigen Radius
besitzt. Dieses Zahnsegment kämmt
mit dem Zahnsegment 25 auf der Schwenkachse 10,
dessen Radius winkelabhängig
gegenläufig zu
dem Zahnsegment 24 seine Größe ändert, so daß, wie in 5 gezeigt,
bei in seiner Ruhelage befindlichem Handgriff 9 der minimale
Eingriffsradius des Segments 24 und der maximale Eingriffsradius
des Segments 25 vorliegen, also bei Beginn der Öffnungsbewegung der
Heckklappe 1 die Schwenkbewegung des Handgriffs 9 langsam
verläuft,
und daß bei
Vorliegen des Spalts 12 (3) bei teilgeöffneter
Klappe 1 die Schwenkgeschwindigkeit des Handgriffs 9 ihren
Maximalwert hat. Dies hat verständlicherweise
besondere Bedeutung beim erneuten Schließen der Klappe 1,
da dann der Handgriff 9 schnell aus dem sich verkleinernden
Spalt 12 geschwenkt werden muß.
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Die
wiederum der Klappersicherung dienende Feder 26 ist hier
der Zwischenwelle 22 zugeordnet.
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Betrachtet
man das Gehäuse 8,
so dienen die beiden in der Darstellung vorderen Lager 27 und 28 der
Lagerung der Schwenkachse 10, die beiden hinteren Lager 29 und 30 der
Lagerung der Zwischenwelle 22.
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Während in
der bisherigen Beschreibung der 5 von einer üblichen
Zahnform der Segmente 24 und 25 ausgegangen wurde,
d. h. von Evolventenzähnen,
ist rechts vor dem Segment 25 ein Segment 25a mit
einer Triebstockverzahnung dargestellt, um zu zeigen, daß hinsichtlich
der Ausbildung der verschiedenen Segmente die Erfindung große Freiheit läßt.
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Die 6 und 7 zeigen
nochmals in Längsschnitten
durch das Fahrzeugheck die Verhältnisse
bei der Konstruktion nach 5 im Falle
der geschlossenen Heckklappe (6) und der
teilgeöffneten
Heckklappe (7). Man erkennt deutlich, daß die beiden
Segmente 24 und 25 stets so bezüglich der
Achsen 22 und 13 liegen, daß sie auf die Schwenkachse 10 ein
den Handgriff 9 in Richtung Betriebsstellung zu schwenken
suchendes Moment ausüben.
Daß der
Handgriff 9 möglicherweise
bei vollgeöffneter
Klappe 1 wieder in Richtung auf seine Ruhestellung zu schwenken
sucht oder schwenkt, spielt keine Rolle, da man die zum Schließen der Klappe 1 erforderlichen
Kräfte
auf die Klappe selbst ausübt.
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Mit
der Erfindung ist also eine gattungsgemäße Betätigungsvorrichtung geschaffen,
die mit minimalem Aufwand voll wirksam ist, aber dennoch ohne motorischen
Antrieb oder krafterzeugende Federn auskommt.