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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung einer Fahrzeugklappeneinheit, insbesondere einer Ladeklappeneinheit eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus der
DE 10 2017 212 397 A1 ist eine Verlagerungsmechanik für ein bewegliches Karosserieteil zum Abdecken eines Tank- und/oder eines Lademuldenbereiches eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das bewegliche Karosserieteil stellt eine Klappe dar, die in eine den Lademuldenbereich vollständig freigebende Position gegenüber einem feststehenden Karosseriebereich absenkbar und unter den feststehenden Karosseriebereich verlagerbar ist. Zur Realisierung der Absenkbewegung der Klappe und anschließenden Verlagerungsbewegung unter den feststehenden Karosseriebereich ist eine Doppel-Kulissenführung vorgesehen, bei der eine erste Kulissenführung zur Absenkung der Klappe an einem Steuerschlitten angeordnet ist, welcher selbst entlang einer fahrzeugfesten Führungsbahn linear beweglich ist.
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Diese bekannte Verlagerungsmechanik ist konstruktiv aufwendig, weist eine hohe Bauteilanzahl auf und erfordert einen hohen Montageaufwand sowie einen hohen Abdichtungsaufwand von Helixkabelkanälen, Gleitsteinführungen und Kulissen.
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Die
DE 44 40 814 A1 offenbart eine Tankklappe, die von einer Schließstellung in eine unterhalb der Fahrzeugkarosserie verbrachte Offenstellung überführbar ist. Hierzu sind an der Tankklappe angeordnete Führungselemente mit Führungsbolzen vorgesehen, die jeweils in einer Führungsbahn mit einem geraden und mit einem gekrümmten Führungsabschnitt aufgenommen sind. Der gekrümmte Führungsabschnitt sorgt für eine Hubbewegung, während der gerade Führungsabschnitt eine Verschiebebewegung bewirkt. Die Verstellbewegung wird beispielsweise über eine Stange, welche mit einem Übertragungsteil gekoppelt ist, und über einen zwischen dem Übertragungsteil und dem Führungselement angeordneten Koppelhebel auf die Tankklappe übertragen.
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Diese Lösung ist aufgrund der linearen Verstellbewegung der Stange durch einen unerwünscht hohen Bauraumbedarf gekennzeichnet.
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Aus der Praxis bekannte und bauraumgünstiger ausgeführte Verlagerungsmechanismen für Tankklappen und dergleichen nutzen oftmals sogenannte Steigekabel bzw. Zug-Druck-Seile, um die Tankklappen zwischen ihrem die Tanköffnung verschließenden Betriebszustand und ihrem die Tankmulde freigebenden Betriebszustand zu verlagern.
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Eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen einer Zugriffsöffnung in einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Zug-Druck-Seil ist beispielsweise in der
DE 10 2016 110 869 A1 beschrieben.
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Lösungen mit Steigekabeln bzw. mit Zug-Druck-Seilen sind jedoch problematisch, wenn sich derart ausgestaltete Verlagerungsmechaniken im Nassbereich eines Fahrzeugs befinden. Dann ist ein unerwünscht hoher Dichtaufwand erforderlich, um ein Verschmutzen und/oder Vereisen der Steigekabel bzw. der Zug-Druck-Seile zu vermeiden. Zusätzlich werden Steigekabel beflockt, um Betriebsgeräusche zu reduzieren, die eine Qualitätsanmutung beeinträchtigen. Beflockte Steigekabel erfordern jedoch erhöhte Kräfte und Drehmomente, um die Steigekabel gegenüber gehäusefesten Führungen zu verschieben.
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Es ist Aufgabe der erfindungsgemäßen Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere Aufgabe der hier offenbarten Technologie, eine Antriebsvorrichtung einer Fahrzeugklappeneinheit, insbesondere einer Ladeklappeneinheit eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, zur Verfügung zu stellen, mittels der eine Öffnung einer Fahrzeugkarosserie verschließ- und freigebbar ist und die hinsichtlich mindestens eines der folgenden Faktoren verbessert ist: Herstellungszeit, Herstellungskosten, Komplexität der Herstellung, Montageaufwand, Bauraumausnutzung, Betriebssicherheit, Nachhaltigkeit, Bauteilzuverlässigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen.
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Die Aufgabe wird mit einer Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und einem hiermit ausgebildeten Fahrzeug gemäß Anspruch 13 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
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Es wird mithin eine Antriebsvorrichtung einer Fahrzeugklappeneinheit, insbesondere einer Ladeklappeneinheit eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs vorgeschlagen, mittels der eine Öffnung einer Fahrzeugkarosserie verschließ- und freigebbar ist. Die Fahrzeugklappeneinheit kann zum Schutz einer elektrischen Ladeschnittstelle bzw. Ladedose im Bereich der Öffnung an der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein.
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Die Fahrzeugklappeneinheit ist zur Verlagerung aus einer die Öffnung verschließenden Schließstellung in eine die Öffnung freigebende Freigabestellung innerhalb der Fahrzeugkarosserie ausgelegt, wobei die nach innen öffnende Fahrzeugklappeneinheit über eine Hebelanordnung von einer Antriebseinheit antreibbar und verstellbar ist. Dabei wird die Fahrzeugklappeneinheit zum Freigeben der Öffnung aus der Schließstellung nach Innen verfahren, ohne dass die Klappe die Begrenzung der Karossiere nach außen verlässt.
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Die Hebelanordnung umfasst einen Zweischlag mit einem ersten Hebelelement und mit einem zweiten Hebelelement. Dabei kann der Zweischlag als eine Kniehebelanordnung ausgeführt sein. Das erste Hebelelement ist von der Antriebseinheit um eine vorzugsweise gehäusefeste Drehachse rotatorisch antreibbar und über ein Zweischlag-Drehgelenk drehbar mit dem zweiten Hebelelement verbunden.
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Das zweite Hebelelement ist über ein Hebelelement-Drehgelenk mit einem Hebel eines ersten Mehrgelenkmechanismus verbunden, über den die Fahrzeugklappeneinheit zwischen einer die Öffnung teilweise freigebenden Stellung und der Freigabestellung verschwenkbar ist,. Dieser Hebel des ersten Mehrgelenkmechanismus ist über ein Klappen-Drehgelenk drehbar mit der Fahrzeugklappeneinheit und über ein Koppel-Drehgelenk drehbar mit einem Koppelelement verbunden.
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Hebel eines zweiten Mehrgelenkmechanismus, über den die Fahrzeugklappeneinheit zwischen der Schließstellung und der die Öffnung teilweise freigebenden Stellung verstellbar ist, sind im Bereich von festen Drehgelenken, insbesondere Gehäuse-Drehgelenken, drehbar festgelegt und jeweils über weitere Koppel-Drehgelenke mit dem Koppelelement drehbar verbunden.
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Mit anderen Worten umfasst die erfindungsgemäße Technologie zwei Teilmechanismen bzw. Mehrgelenksmechanismen, die beispielsweise jeweils als ein Viergelenk ausgeführt sein können und über das Koppelelement miteinander verbunden sind. Der Antrieb ist lediglich mittels eines einzigen Aktuators möglich, der beide Teilmechanismen über einen Kniehebel antreibt.
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Mittels des ersten Mehrgelenkmechanismus wird die Fahrzeugklappeneinheit derart nach innen verschwenkt, dass die Fahrzeugklappeneinheit nach Innen abhebt, das heißt sich eher normal zur Außenseite der Fahrzeugkarosserie nach Fahrzeuginnen und dabei aus dem Eingriff mit der Fahrzeugkarosserie verlagert.
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Über den zweiten Teilmechanismus bzw. Mehrgelenkmechanismus wird die Fahrzeugklappeneinheit in die eigentliche Endposition im Inneren der Fahrzeugkarosserie verfahren.
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Die Anordnung der Drehachsen des Zweischlag-Drehgelenks, des Hebelelement-Drehgelenks, des Klappen-Drehgelenks, der Koppel-Drehgelenke und der festen Drehgelenke bzw. Gehäuse-Drehgelenke zueinander ist so ausgelegt, dass die Fahrzeugklappeneinheit ausgehend von Schließstellung in Richtung der vollständigen Freigabestellung zunächst in die die Öffnung teilweise freigebende Stellung verschwenkt und daran anschließend in die vollständige Freigabestellung verstellt wird.
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Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ist durch eine gewünscht hohe Robustheit sowie einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichnet, da die Fahrzeugklappeneinheit zwischen der Schließstellung und der die Öffnung teilweise freigebenden Stellung im Wesentlichen lediglich eine, insbesondere hubartige, Bewegung aus dem Eingriff der Öffnung der Fahrzeugkarosserie durchführt. Dabei ist die Fahrzeugklappeneinheit auf konstruktiv einfache Art zunächst aus der Schließstellung, in der die Fahrzeugklappeneinheit vom Rand der Öffnung umfangsseitig formschlüssig umgriffen ist, in die die Öffnung teilweise freigebende Stellung überführbar, in der die Fahrzeugklappeneinheit nur noch bereichsweise umfangsseitig von der Öffnung umgriffen ist. Daran anschließend ist die Fahrzeugklappeneinheit innerhalb der Fahrzeugkarosserie mit hohem Freiheitsgrad in die Freigabestellung überführbar.
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Des Weiteren kann die Antriebsvorrichtung eine Kulissenführung umfassen, die einenends offen ausgeführt ist und gehäuseseitig festgelegt ist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Hebel des ersten Mehrgelenkmechanismus und das zweite Hebelelement zwischen der Schließstellung und der die Öffnung teilweise freigebenden Stellung über das Hebelelement-Drehgelenk in die Kulissenführung eingreifen und zwischen dieser teilweise freigebenden Stellung und der Freigabestellung außer Eingriff mit der Kulissenführung sind. Durch den Eingriff in die Kulissenführung kann der erste Mehrgelenkmechanismus gesperrt werden und die Fahrzeugklappeneinheit vom zweiten Mehrgelenkmechanismus in die Schließstellung mit geringem Betätigungsaufwand verstellt werden.
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Damit ist die Antriebsvorrichtung mit einem einfachen und robusten Mechanismus für eine nach innen öffnende Fahrzeugklappeneinheit ausgeführt, der aufgrund des im Vergleich zu bekannten Lösungen zusätzlichen Freiheitsgrades mit geringem Aufwand an verschiedene Bauraumsituationen anpassbar bzw. adaptierbar ist.
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Der Verlauf der Kulissenführung kann sich in Einbaulage in Richtung des Fahrzeuginneren erstrecken und beispielsweise senkrecht zur Öffnung ausgerichtet sein. Dadurch ist der Fahrzeugklappeneinheit eine im Wesentlichen in Richtung des Fahrzeuginneren gerichtete Hubbewegung aufprägbar, mittels der die Fahrzeugklappeneinheit möglichst verschleißfrei aus dem Eingriff mit der Fahrzeugkarosserie führbar ist.
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Bei einer Ausführungsform der Antriebsvorrichtung weist die Kulissenführung im Bereich ihres offenen Endes einen Anlagebereich für das Hebelelement-Drehgelenk auf. Mittels des Anlagebereiches ist das Hebelelement-Drehgelenk während eines Antriebes der Antriebseinheit, der die Fahrzeugklappeneinheit in Richtung der Schließstellung verstellt, entlang des Anlagebereiches mit geringem Steuer- und Regelaufwand in die erste Kulissenführung einführbar.
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Bei einer weiteren einfachen Ausführungsform der Antriebsvorrichtung kann ein geschlossenes Ende der Kulissenführung in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit einen Stellweg der Fahrzeugklappeneinheit begrenzen. Dadurch sind unzulässig hohe Kräfte, die im Anlagebereich zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugklappeneinheit wirken, mit geringem konstruktiven Aufwand begrenzbar.
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Bei einer einfach betreibbaren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung kann einer der Hebel des zweiten Mehrgelenkmechanismus mit einer Steuerbahn des ersten Hebelelements zusammenwirken. Dabei ist der Verlauf der Steuerbahn derart ausgelegt, dass eine Drehbewegung der Hebel des zweiten Mehrgelenkmechanismus um die festen Drehgelenke bzw. Gehäuse-Drehgelenke während einer Verstellung der Fahrzeugklappeneinheit zwischen der die Öffnung teilweise freigebenden Stellung und der Freigabestellung der Fahrzeugklappeneinheit gesperrt ist. Dadurch wird erreicht, dass der zweite Mehrgelenkmechanismus während der Stellbewegung der Fahrzeugklappeneinheit zwischen der die Öffnung teilweise freigebenden Position und der Freigabestellung gesperrt ist und die Fahrzeugklappeneinheit von dem dann entsperrten bzw. dem nicht mehr mit der Kulissenführung in Eingriff stehenden ersten Merkgelenkmechanismus zwischen diesen Positionen verstellbar ist.
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Das erste Hebelelement kann kürzer ausgeführt sein als das zweite Hebelelement. Damit ist gewährleistbar, dass die Fahrzeugklappeneinheit kurz vor Erreichen der Schließstellung mit geringer Stellgeschwindigkeit bei gleichzeitig hohen Stellkräften bewegbar ist und zwischen der die Öffnung teilweise freigebenden Stellung und der die Öffnung vollständig freigebenden Position mit höheren Stellgeschwindigkeiten verfahrbar ist.
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Wenn die Hebelelemente der Kniehebelanordnung in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit in einer Strecklage zueinander angeordnet sind, ist die Fahrzeugklappeneinheit auf einfache Art und Weise von der Antriebsvorrichtung in der Schließstellung sicher gehalten.
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Die Hebelelemente der Kniehebelanordnung können in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit nahe der Strecklage in einer Übertotpunktlage zueinander angeordnet sein. Dadurch wird ein unerwünschtes Öffnen der Fahrzeugklappeneinheit bzw. der Öffnung durch die Fahrzeugklappeneinheit im Betrieb eines Fahrzeuges oder durch Kräfte vermieden, die in Öffnungsrichtung der Fahrzeugklappeneinheit angreifen.
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Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform können die Hebelelemente zwischen Stellungen, die die Hebelelemente in der Übertotpunktlage aufweisen, und Stellungen, die die Hebelelemente in der die Öffnung teilweise freigebenden Position der Fahrzeugklappeneinheit aufweisen, gegen die Federkraft einer die Hebelelemente verbindenden Federeinheit zueinander verdrehbar sein.
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Der Stellweg der Hebelelemente kann über die Übertotpunktlage hinaus durch einen Anschlag begrenzt sein.
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Die Fahrzeugklappeneinheit kann eine Fahrzeugklappe aufweisen, die fest mit einem Blendenträger verbunden ist und die in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit umfangsseitig bündig mit der Öffnung abschließt. Dabei besteht die Möglichkeit, dass insbesondere eine Außenseite der Fahrzeugklappe bündig mit der die Öffnung umfangsseitig begrenzenden Außenseite der Fahrzeugkarosserie abschließt.
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Dadurch ist ein mit der Fahrzeugklappeneinheit ausgeführtes Fahrzeug mit einem gewünscht hohen optischen Gesamteindruck ausführbar. Darüber hinaus werden durch Strömungsablösungen verursachte Fahrgeräusche vermieden.
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Der Blendenträger kann zwischen der die Öffnung teilweise freigebenden Stellung und der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit mit einem Bereich in eine gehäuseseitig festgelegte und einenends offen ausgeführte Kulissenbahn eingreifen. Der Bereich kann dabei von einer Drehachse des Hebelelement-Drehgelenks derart beabstandet sein, dass die Fahrzeugklappeneinheit während einer Verstellung aus der Schließstellung in Richtung der die Öffnung teilweise freigebenden Position vom Hebel des ersten Mehrgelenkmechanismus im Wesentlichen aus dem Eingriff mit der Öffnung verstellt wird.
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Die Fahrzeugklappe oder der Blendenträger kann auf der der Innenseite der Fahrzeugkarosserie zugewandten Seite eine Dichteinheit aufweisen, mit der die Fahrzeugklappe in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit dichtend an der Innenseite der Fahrzeugkarosserie anliegt. Dann ist der von der Öffnung freigebbare Innenraum der Fahrzeugkarosserie in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit sicher vor Umwelteinflüssen geschützt.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich im Rahmen der Ansprüche darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch die Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 eine vereinfachte dreidimensionale Ansicht eines Fahrzeuges mit einer Ladeschnittstelle, bei der eine Antriebsvorrichtung eine Fahrzeugklappeneinheit zum Verschließen und Freigeben einer Öffnung einer Fahrzeugkarosserie betätigt;
- 2 eine schematische Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung und die Fahrzeugklappeneinheit in Betriebszuständen, in den die Fahrzeugklappeneinheit die Öffnung der Fahrzeugkarosserie verschließt;
- 3 eine 2 entsprechende Darstellung der Antriebsvorrichtung und die Fahrzeugklappeneinheit, wobei die Fahrzeugklappeneinheit von der Antriebsvorrichtung in eine die Öffnung teilweise freigebende Position verstellt ist;
- 4 eine 2 entsprechende Darstellung der Antriebsvorrichtung und die Fahrzeugklappeneinheit, wobei die Fahrzeugklappeneinheit von der Antriebsvorrichtung in eine vollständige Freigabestellung verstellt ist;
- 5 eine 2 entsprechende Darstellung einer Weiterbildung der Antriebsvorrichtung und die Fahrzeugklappeneinheit, wobei die Fahrzeugklappeneinheit die Öffnung verschließt;
- 6 eine dreidimensionale Rückansicht der Antriebsvorrichtung und der Fahrzeugklappeneinheit gemäß 2, wobei die Öffnung von der Fahrzeugklappeneinheit verschlossen ist;
- 7 eine 6 entsprechenden Darstellung der Antriebsvorrichtung und der Fahrzeugklappeneinheit, wobei sich die Fahrzeugklappeneinheit in einer Stellung zwischen der die Öffnung teilweise freigebenden Stellung und der Freigabestellung befindet;
- 8 eine dreidimensionale Vorderansicht der Antriebsvorrichtung und der Fahrzeugklappeneinheit gemäß 2, wobei die Öffnung von der Fahrzeugklappeneinheit freigegeben ist; und
- 9 eine dreidimensionale Seitenansicht der Antriebsvorrichtung und der Fahrzeugklappeneinheit, wobei sich die Fahrzeugklappeneinheit in ihrer Schließstellung befindet.
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Bezug nehmend auf 1 ist ein rein elektrisch antreibbares oder als sogenanntes Hybridfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 2 gezeigt, welches heckseitig eine Ladeschnittstelle zum Laden wenigstens einer als Fahrzeugbatterie ausgebildeten elektrischen Speichereinrichtung 3 aufweist, von der ein nicht näher dargestellter Fahrzeugantrieb mit elektrischer Energie versorgbar ist. Die Ladeschnittstelle umfasst eine sogenannte Lademulde im Bereich einer Öffnung 5 der Fahrzeugkarosserie 2, durch die ein elektrisches Steckersystem mit einem entsprechenden Koppelelement bzw. einer Ladedose, die innerhalb der Fahrzeugkarosserie 2 unterhalb der Außenhaut des Fahrzeuges 1 angeordnet ist, in Wirkverbindung bringbar ist, um die Fahrzeugbatterie 3 aufladen zu können oder von dieser Strom an eine externe Ladeeinrichtung abgeben zu können.
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Zum Abdecken der Öffnung 5 im Nichtgebrauchszustand ist eine Fahrzeugklappeneinheit 4 bzw. Ladeklappeneinheit vorgesehen. Die Fahrzeugklappeneinheit 4 umfasst unter anderem ein in 2 bis 9 näher dargestelltes ebenes bzw. plattenartiges Element, das hier einen Teil der Fahrzeugaußenkontur bildet und nachfolgend als Fahrzeugklappe 15 bezeichnet wird. Die Fahrzeugklappe 15, welche auch als Blende bezeichnet wird, ist mit einem sogenannten Blendenträger 16 verbunden.
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2 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Antriebsvorrichtung 6, mittels der die Fahrzeugklappeneinheit 4 aus einer die Öffnung 5 verschließenden Schließstellung in eine die Öffnung 5 freigebende Position bzw. Freigabestellung und aus dieser wieder in die Schließstellung verstellbar ist. Dabei ist die Fahrzeugklappeneinheit 4 in 2 in der Schließstellung dargestellt. 3 und 4 zeigen jeweils eine 2 entsprechende Darstellung der Antriebsvorrichtung 6 und der Fahrzeugklappeneinheit 4, wobei die Fahrzeugklappeneinheit in 3 in einer die Öffnung 5 teilweise freigebenden Position und in 4 in ihrer die Öffnung 5 vollständig freigebenden Freigabestellung angeordnet ist.
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Während der Verstellung aus der Schließstellung in Richtung der Freigabestellung wird die Fahrzeugklappeneinheit 4 unter den angrenzenden Bereich der Fahrzeugkarosserie 2 bewegt. Die somit nach innen öffnende Fahrzeugklappeneinheit 4 ist über eine Hebelanordnung 7 von einer, z. B. elektromotorischen, Antriebseinheit 8 antreibbar und zum Teil entlang einer Kulissenführung 9 verstellbar.
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Die Kulissenführung 9 ist einenends offen ausgeführt und anderenends geschlossen, wobei sie sich hier in Fahrzeuginnenrichtung erstreckt und ihr offenes Ende in Fahrzeuginnenrichtung weist. Die Fahrzeugklappeneinheit 4 wird zwischen der Schließstellung und der die Öffnung 5 teilweise freigebenden Stellung von der Kulissenführung 9 geführt verstellt. Bei einer Öffnungsbewegung zwischen der die Öffnung 5 teilweise freigebenden Zwischenstellung und der Freigabestellung ist die Wirkverbindung zwischen der Fahrzeugklappeneinheit 4 und der Kulissenführung 9 aufgehoben.
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Die Hebelanordnung 7 umfasst zwei über ein Zweischlag-Drehgelenk 10 gelenkig miteinander verbundene Hebelelemente 11, 12, die eine Kniehebelanordnung bilden. Das längere Hebelelement 12 ist über ein Hebelelement-Drehgelenk 13 drehbar mit einem Hebel 14 eines ersten Mehrgelenkmechanismus 17 verbunden, der über ein Klappen-Drehgelenk 18 mit dem Blendenträger 16 drehbar in Verbindung steht. Das kürzere Hebelelement 11 ist mit der Antriebseinheit 8 verbunden und von dieser rotatorisch antreibbar. Die Hebelelemente 11 und 12 der Kniehebelanordnung sind in der die Öffnung 5 verschließenden Position der Fahrzeugklappeneinheit 4 nahe einer Strecklage in einer sogenannten Übertotpunktlage zueinander angeordnet.
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Solange die Fahrzeugklappeneinheit 4, vorzugsweise mit einem fest mit dem längeren Hebelelement 12 verbundenen Pin 19 oder einen anderen beliebig ausgeführten Mitnehmer, in Eingriff mit der Kulissenführung 9 steht und die Fahrzeugklappeneinheit 4 zwischen der Schließstellung und der die Öffnung 5 teilweise freigebenden Stellung verfahren wird, führt die Fahrzeugklappe 15 der Fahrzeugklappeneinheit 4 im Wesentlichen eine nach Fahrzeuginnen gerichtete Hubbewegung gegenüber der Fahrzeugkarosserie 2 aus und wird dabei aus dem Eingriff mit der Öffnung 5 geführt. Dies ist der Fall, da eine Drehbewegung des Hebels 14 des ersten Mehrgelenkmechanismus 17 solange gesperrt ist, solange sich der Pin 19 in Eingriff mit der Kulissenführung 9 befindet. Eine Längsachse des Pins 19 verläuft dabei koaxial zu einer Drehachse 20 des Hebelelement-Drehgelenks 13, und die Kulissenführung 9 weist in Einbaulage im Fahrzeug 1 einen im Wesentlichen senkrecht zur Öffnung 5 stehenden und sich in Richtung des Fahrzeuginneren erstreckenden Verlauf auf.
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Die Fahrzeugklappe 15 schließt in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit 4 umfangsseitig bündig mit dem karosserieseitigen Rand der Öffnung 5 ab. Eine Außenseite 21 der Fahrzeugklappe 15 ist in der die Öffnung 5 verschließenden Position der Fahrzeugklappeneinheit 4 bündig mit der die Öffnung 5 umfangsseitig begrenzenden Außenseite 22 der Fahrzeugkarosserie 2. Der Blendenträger 16 ist auf seiner Seite, die einer Innenseite 23 der Fahrzeugkarosserie 2 zugewandt ist, mit einer nicht näher dargestellten Dichteinheit ausgeführt, mit der Blendenträger 16 in der die Öffnung 5 verschließenden Position der Fahrzeugklappeneinheit 4 dichtend an der Innenseite 23 der Fahrzeugkarosserie 2 anliegt.
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In der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit 4 liegen die Hebelelemente 11 und 12 in der in 2 näher gezeigten Art und Weise an einem karosseriefesten Anschlag 24 an, über den der Stellweg der Hebelelemente 11 und 12 über die Übertotpunktlage der Kniehebelanordnung hinaus begrenzt ist. Zusätzlich begrenzt auch ein geschlossenes Ende 25 der Kulissenführung 9 in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit 4 einen Stellweg der Fahrzeugklappe 15 der Fahrzeugklappeneinheit 4 senkrecht zur Fahrzeugkarosserie 2.
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Wenn eine Anforderung zum Freigeben bzw. Öffnen der Öffnung 5 ergeht, treibt die Antriebseinheit 8 das Hebelelement 11 um eine gehäusefeste Drehachse 26 in eine zur Drehrichtung DR1 entgegengesetzte Drehrichtung DR2 an. Durch den Antrieb der Antriebseinheit 8 in die Drehrichtung DR2 wird das Hebelelement 11 vom Anschlag 24 weg verdreht. Dies führt dazu, dass die Hebelelemente 11 und 12 zunächst in ihre Strecklage überführt werden und das Hebelelement 12 jeweils um das die beiden Hebelelemente 11 und 12 drehbar verbindende Zweischlag-Drehgelenk 10 verstellt wird.
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Diese Bewegung der Hebelelemente 11 und 12 zueinander bewirkt zunächst, dass das Klappen-Drehgelenk 18, über das das zweite Hebelelement 12 drehbar mit dem Blendenträger 16 verbunden ist, und der Blendenträger 16 stärker gegen die Innenseite 23 der Fahrzeugkarosserie 2 gedrückt werden, als dies in der Übertotpunktlage der Hebelelemente 11 und 12 der Fall ist. Sobald die beiden Hebelelemente 11 und 12 die Strecklage überfahren haben, nimmt der Abstand zwischen der gehäusefesten Drehachse 26 des Hebelelementes 11 und dem Klappen-Drehgelenk 18 aufgrund der zunehmenden Verkippung der beiden Hebelelemente 11 und 12 zueinander ab.
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Die Verkippung der beiden Hebelelemente 11 und 12 um die gehäusefeste Drehachse 26 wird durch den Antrieb der Antriebseinheit 8 in die Drehrichtung DR2 bewirkt. Nach dem Überstreichen der Strecklage zwischen den beiden Hebelelementen 11 und 12 wird die Fahrzeugklappe 15 entlang der ersten Kulissenführung 9 im Wesentlichen senkrecht zur Innenseite 23 der Fahrzeugkarosserie 2 nach innen geführt. Wenn der Pin 19 aus dem Eingriff mit der Kulissenführung 9 kommt, wird die Drehbewegung des Hebels 14 freigegeben und die beiden Hebelelemente 11 und 12 haben ihre Kippstellungen erreicht, von denen ausgehend der Blendenträger 16 und die Fahrzeugklappe 15 in Richtung der Schließstellung verstellt werden.
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Um eine exakt geführte Stellbewegung des Blendenträgers 16 und der Fahrzeugklappe 15 über den gesamten Stellwegbereich zwischen der geschlossenen Stellung und der freigebenden Stellung zu gewährleisten, ist der Blendenträger 16 zusätzlich zum ersten Mehrgelenkmechanismus 17 auch über einen zweiten Mehrgelenkmechanismus 27 angelenkt.
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Die beiden Mehrgelenkmechanismen 17 und 27 sind vorliegend jeweils als Viergelenk ausgeführt und umfassen jeweils zwei Hebel 14, 28 bzw. 29, 30. In weiteren Ausführungen ist auch eine hiervon abweichende Anzahl an Gelenken wie z. B. ein Siebengelenk denkbar.
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Der Hebel 14 ist über das Klappendrehgelenk 18 und der Hebel 28 des ersten Mehrgelenkmechanismus 17 über ein weiteres Klappen-Drehgelenk 31 drehbar mit dem Blendenträger 16 verbunden. Zusätzlich sind die Hebel 14 und 28 über Koppel-Drehgelenke 32, 33 mit einem Koppelelement 34 drehbar verbunden. Mit dem Koppelelement 34 sind auch die Hebel 29, 30 des zweiten Mehrgelenkmechanismus 27 im Bereich von weiteren Koppel-Drehgelenken 51, 52 drehbar verbunden, die anderenends im Bereich von zwei fest angeordneten Drehgelenken bzw. Gehäuse-Drehgelenken 35, 36 um zwei gehäusefeste Drehachsen 37, 38 verschwenkbar ausgeführt sind.
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Wenn die Fahrzeugklappeneinheit 4 die teilweise freigebende Position erreicht, wird die Drehbewegung des Hebels 14 gegenüber dem Blendenträger 16 und auch gegenüber dem Koppelelement 34 freigegeben, weil der Pin 19 aus der Kulissenführung 9 austritt. Gleichzeitig fährt ein Sperrpin 39, der fest mit dem Hebel 29 verbunden ist, in eine Steuerbahn 40 des ersten Hebelelementes 11 ein, womit eine Drehbewegung des Hebels 29 um die gehäusefeste Drehachse 37 und auch eine Drehbewegung des Hebels 30 um die gehäusefeste Drehachse 38 gesperrt ist. Dies bewirkt eine gehäuseseitige Arretierung des Koppelelementes 34 und der Koppel-Drehgelenke 51 und 52. Dann wird die Fahrzeugklappeneinheit 4 von der Antriebseinheit 8 und der Hebelanordnung 7 lediglich durch die verschwenkbaren Hebel 14 und 28 um die nun ortsfesten Drehachsen der Koppel-Drehgelenke 32 und 33 aus der teilweise freigebenden Stellung in die Freigabestellung überführt.
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Diese gehäuseseitige Anbindung der Hebel 29 und 30 des zweiten Mehrgelenkmechanismus 28 bewirkt, dass ein weiterer Drehantrieb der Antriebseinheit 8 in die Drehrichtung DR2 nach dem Austritt des Hebelelement-Drehgelenks 13 aus der Kulissenführung 9 eine kombinierte Dreh- und Verschiebebewegung der Fahrzeugklappeneinheit 4 aus der die Öffnung 5 teilweise freigebenden Position in die in 4 dargestellte Position zur Folge hat, in der die Fahrzeugklappeneinheit 4 die Öffnung 5 freigibt.
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Die Mehrgelenkmechanismen 17 und 27 können in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles jeweils auch mehr als zwei Hebelelemente und, wie bereits gesagt, mehr als vier Drehgelenke umfassen, um den Blendenträger 16 sowie die damit verbundene Fahrzeugklappe 15 einfach und bauraumgünstig zwischen der verschließenden Position und der freigebenden Position zu verfahren.
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Wenn die Öffnung 5 durch die Fahrzeugklappeneinheit 4 wieder vollständig verschlossen werden soll, wird die Antriebseinheit 8 entsprechend angesteuert und treibt das Hebelelement 11 in die Drehrichtung DR1 an. Ein solcher rotatorischer Antrieb durch die Antriebseinheit 8 führt dazu, dass die beiden Hebelelemente 11 und 12 von der Antriebseinheit 8 verdreht werden. Dies hat die Wirkung, dass die Fahrzeugklappeneinheit 4 durch die Führung des zweiten Mehrgelenkmechanismus 27 zunächst in Richtung der Position verstellt wird, in der die Fahrzeugklappeneinheit 4 die Öffnung 5 teilweise freigibt und in der der Pin 19 in Anlage mit einem Anlagebereich 41 kommt, der im Bereich des offenen Endes der ersten Kulissenführung 9 vorgesehen ist.
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Sobald der Pin 19 sich in Anlage mit der ersten Kulissenführung 9 im Anlagebereich 41 befindet, bewirkt der rotatorische Antrieb der Antriebseinheit 8 in die Drehrichtung DR1, dass die Hebel 14 und 28 nicht weiter um die Drehachsen der Koppel-Drehgelenke 32 und 33 verdreht werden. Da der Sperrpin 39 gleichzeitig aus der Steuerbahn 40 austritt und die Drehbewegung der Hebel 29 30 des zweiten Mehrgelenkmechanismus 27 um die Drehachsen 37 und 38 der Gehäuse-Drehgelenke 35 und 36 freigibt, wird das Koppelelement 34 durch die Führung der beiden Hebel 29 und 30 gemeinsam mit den Hebeln 14 und 28 des ersten Mehrgelenkmechanismus 17 im Wesentlichen in Richtung Fahrzeugaußen verstellt. Dies ist der Fall, bis die Fahrzeugklappe 15 umfangsseitig von der Fahrzeugkarosserie 2 umgriffen ist und die Außenseite 21 der Fahrzeugklappe 15 bündig mit der Außenseite 22 der Fahrzeugkarosserie abschließt. Wenn die Hebelelemente 11 und 12 am Anschlag 24 anliegen und ihre Übertotpunktlage aufweisen, wird der rotatorische Antrieb der Antriebseinheit 8 beendet.
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5 zeigt eine Weiterbildung der Antriebsvorrichtung 6 gemäß 2 bis 4, wobei sich die Antriebsvorrichtung 65 gemäß 5 lediglich in einem Teilbereich von der Antriebsvorrichtung 6 unterscheidet. In der nachfolgenden Beschreibung zu 5 wird daher zur Vermeidung von Wiederholungen lediglich auf die Unterschiede zwischen den Antriebsvorrichtungen 6 und 65 näher eingegangen und bezüglich der grundlegenden Funktionsweise und dem grundsätzlichen konstruktiven Aufbau der Antriebsvorrichtung 65 auf die vorstehende Beschreibung zu 2 bis 4 verwiesen.
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Die Antriebsvorrichtung 65 umfasst eine gehäusefeste sowie einseitig offen ausgebildete Kulissenbahn 42, die in Fahrzeuglängsrichtung x gegenüberliegend zu der Seite der Fahrzeugklappeneinheit 4 angeordnet ist, in deren Bereich die Fahrzeugklappeneinheit 4 bzw. dessen Blendenträger 16 über das Klappen-Drehgelenk 18 drehbar mit dem Hebel 14 verbunden ist. Die Fahrzeugklappeneinheit 4 bzw. dessen Blendenträger 16 greift mit einem Bereich 43 drehbar in die Kulissenbahn 42 ein, wenn die Fahrzeugklappeneinheit 4 in Richtung der Schließstellung verstellt wird und die teilweise freigebende Stellung erreicht. Dabei stellt ein geschlossenes Ende 44 der Kulissenbahn 42 einen Endanschlag für die Fahrzeugklappeneinheit 4 dar.
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Dadurch wird einerseits eine stabile Lagerung der Fahrzeugklappeneinheit 4 in der Schließstellung erreicht. Andererseits ermöglicht die Kulissenbahn 42 eine exakte Positionierung der Fahrzeugklappeneinheit 4 gegenüber der Öffnung 5 bei Erreichen der teilweise freigebenden Stellung. Denn sobald sich die Fahrzeugklappeneinheit 4 mit dem Bereich 43 im Eingriff mit der Kulissenbahn 43 befindet, ist der Bereich 43 in der Kulissenbahn 42 geführt, und die Fahrzeugklappeneinheit 4 wird zwischen der teilweise freigebenden Stellung und der geschlossenen Position sowohl von der Kulissenführung 9 als auch von der Kulissenbahn 42 exakt in den Eingriff mit der Öffnung 5 geführt. Zusätzlich ist die Fahrzeugklappeneinheit 4 durch den Formschluss zwischen dem Bereich 43 und der Kulissenbahn 42 in geschlossenem Zustand der Öffnung 5 gegen ein Eindrücken in Richtung Fahrzeuginneres abgestützt.
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6 und 7 zeigen die Antriebsvorrichtung 6 und die Fahrzeugklappeneinheit 4 jeweils in einer dreidimensionalen Rückansicht. Dabei ist die Fahrzeugklappeneinheit 4 in 6 in der Schließstellung und in 7 in einer Zwischenstellung zwischen der teilweise freigebenden Position und der freigebenden Stellung angeordnet. Aus den Darstellungen gemäß 6 und 7 geht hervor, dass der erste Mehrgelenkmechanismus 17 und der zweite Mehrgelenkmechanismus 27 in Fahrzeughochrichtung z obere Hebel 14A, 28A bzw. 29A, 30A und untere Hebel 14B, 28B bzw. 29B, 30B umfasst, die jeweils mit einem oberen Koppelelement 34A und einem unteren Koppelelement 34B verbunden sind. Auch die Hebelanordnung 7 umfasst ein oberes erstes Hebelelement 11A und ein unteres erstes Hebelelement 11B, die mit dem einzigen zweiten Hebelelement 12 drehbar gekoppelt sind. Dabei ist die Antriebseinheit 8 in Fahrzeughochrichtung z zwischen dem oberen ersten Hebelelement 11A und dem unteren ersten Hebelelement 11B angeordnet und treibt die Hebelelemente 11A, 11B anforderungsgemäß in die Drehrichtung DR1 oder in die Drehrichtung DR2 an.
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In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht auch die Möglichkeit, dass die Mehrgelenksmechanismen 17 und 27 sowie die Hebelanordnung 7 jeweils lediglich einen Hebel 14, 28, 29 und 30 bzw. ein Hebelelement 11 umfassen und dass die Mehrgelenksmechanismen 17 und 27 lediglich über ein Koppelelement 34 miteinander verbunden sind.
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In 8 ist eine Außenansicht eines Teils der Fahrzeugkarosserie 2 im Bereich der Öffnung 5 gezeigt. Des Weiteren ist die Fahrzeugklappeneinheit 4 in der Freigabestellung dargestellt, so dass durch die Öffnung 5 der Blick auf eine Vorderseite 45 einer Ladedose 45 freigegeben ist. Über die Ladedose 46 ist die Traktionsbatterie bzw. die elektrische Speichereinrichtung 3 des Fahrzeugs 1 zum Austausch von elektrischer Energie mit einem externen Gleich- oder Wechselstromkreis elektrisch koppelbar.
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Zusätzlich zeigt 9 eine dreidimensionale Seitenansicht der Antriebsvorrichtung 6 und der Fahrzeugklappeneinheit 4. Der Darstellung gemäß 9 ist entnehmbar, dass die Fahrzeugklappe 15 der Fahrzeugklappeneinheit 4 über ein Drehgelenk 47 drehbar mit dem Blendenträger 16 verbunden ist. Das Drehgelenk 47 ist bei der dargestellten Ausführungsform der Fahrzeugklappeneinheit 4 in Fahrzeughochrichtung z in einem unteren Bereich der Fahrzeugklappe 15 und des Blendenträgers 16 angeordnet. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Fahrzeugklappe 15 in einem oberen Bereich durch eine von außen auf die Fahrzeugklappe 15 aufgebrachte Druckkraft in Richtung des dahinterliegenden Blendenträgers 16 um die Drehachse 48 zu verkippen.
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Eine solche Kippbewegung der Fahrzeugklappe 15 gegenüber dem Blendenträger 16 kann in der Schließstellung der Fahrzeugklappeneinheit 4 über eine geeignete Sensorik detektiert werden und als Auslöser für eine anschließende automatische Verstellung der Fahrzeugklappeneinheit 4 in Richtung der freigebenden Stellung dienen. Um die Fahrzeugklappe 15 nach der Verkippung wieder mit geringem Steuer- und Regelaufwand in die Ausgangslage überführen zu können, ist zwischen der Fahrzeugklappe 15 und dem Blendenträger 16 eine Federeinheit 49 vorgesehen, deren Federkraft der Kippbewegung der Fahrzeugklappe 15 entgegenwirkend an der Fahrzeugklappe 15 und am Blendenträger 16 angreift.
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Um auf einfache Art und Weise eine bedienpersonseitige Anforderung zum Schließen der Öffnung durch die Fahrzeugklappeneinheit 4 ermöglichen zu können, kann beispielsweise ein Druckschalter 50 vorgesehen sein, der bei freigegebener Öffnung 5 in gedrücktem Zustand ein entsprechendes Schließsignal für die Fahrzeugklappeneinheit 4 generiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017212397 A1 [0002]
- DE 4440814 A1 [0004]
- DE 102016110869 A1 [0007]