HEINL, Thomas (Hinterm Viechtach 7, Waldershof, 95679, DE)
| Patentansprüche 5 1. Vorrichtung (30) zum Schließen einer schwenkbaren Klappe (4), insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt (16) für ein Kraftelement (14) an einem Scharnierbügel (26) der Klappe (4); einen zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt (20) für ein Kraftelement o (14) an einem gegenüber der Klappe (4) feststehenden Bereich; und ein Kraftelement (14), insbesondere ein Federelement (14), beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, die zwischen dem ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt (16) und dem zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt (20) angeordnet ist, wobei der erste scharnierbügelseitige Anbindungspunkt (16) des Federelements (14) des Kraftelements (14) so verschiebbar ist, dass das schließende Moment erhöht wird und somit die Klappe (4) schließt. 2. Vorrichtung (30; 46) nach Anspruch 1, wobei eine insbesondere motorische Verschiebeeinrichtung (44) für den ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt (16) des Kraftelements (14) an dem Scharnierbügel (26) anbringbar ist/befestigt ist. 3. Vorrichtung (46) nach Anspruch 2, wobei die lineare Verschieberichtung des ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts (16) des Federelements (14) einen Winkel zur Tangente des Ansetzpunkts der Verschiebeeinrichtung (44) an dem Scharnierbügel (26) von 50 bis 90°, insbesondere von 80 bis 90°, bildet. 4. Vorrichtung (46) zum Schließen einer schwenkbaren Klappe (4), insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt (16) für ein Kraftelement (14) an einem Scharnierbügel (26) der Klappe (4); einen zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt (20) für ein Kraftelement (14) an einem gegenüber der Klappe (4) feststehenden Bereich; und ein Kraftelement (14), insbesondere ein Federelement (14), beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, die zwischen dem ersten scharnierbügelsei- tigen Anbindungspunkt (16) und dem zweiten karosserieseitigen Anbindungs- punkt (20) angeordnet ist, wobei der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt (20) des Federelements (14) des Kraftelements (14) von einer Ausgangsposition in linearer Richtung zu einer Klappenschließ-Verschiebeposition verschiebbar ist, dass der Hebelarm des Federkraftöffnungsmoments reduziert und somit das schließende Moment erhöht wird und somit die Klappe (4) schließt. 5. Vorrichtung (30; 46) nach Anspruch 4, wobei eine insbesondere motorische Verschiebeeinrichtung (28; 44) für den zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) vorgesehen ist. 6. Vorrichtung (46) nach Anspruch 5, wobei die lineare Verschieberichtung des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts (20) des Federelements (14) einen Winkel zur Horizontalen von 50 bis 90°, insbesondere von 80 bis 90°, bildet. 7. Vorrichtung (30; 46) nach einem der Ansprüche 2, 3, 5 oder 6, wobei die Verschiebeeinrichtung (28; 44) eine Motoreinheit (34; 48), insbesondere einen Schrittmotor mit Getriebeübersetzung und Spindel umfasst, der dazu ausgebildet ist, den ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt (16) des Kraftelements (14) oder den zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) zu verschieben. 8. Vorrichtung (30; 46) nach Anspruch 7, wobei die Motoreinheit (34; 48) eine Spindel (36; 50) antreibt, und wobei durch die Drehbewegung der Spindel (36; 50) eine Spindelmutter (40; 60), mit welcher der erste scharnierbügelseitige Anbindungspunkt (16) oder der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) verbunden ist, verschiebbar ist. 9. Vorrichtung (30; 46) nach Anspruch 8, wobei ferner Führungsschienen (52) für die Spindelmutter (40; 60) zur KraftVMomentenentlastung, insbesondere zur seitlichen Kraftentlastung vorgesehen sind. 10. Vorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7 bis 9, wobei im Fall der verschieblichen Ausbildung des ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts (16) des Kraftelements (14) dieser erste Anbindungspunkt (16) so 5 verschiebbar ist, dass der rechtwinklig zur Wirkrichtung (FZug) des Kraftelements (14) wirkende Hebelarm (hi) so verringert wird, dass das Federkraftöffnungsmoment (MaUf = Fzug x h^ kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment (Mzu = Fg x h2), das sich aus der Gewichtskraft (Fg)der Klappe (4) und deren Hebelarm (h2) ergibt, wodurch eine Schließbewegung des Scharnierbügels o (26) und somit der Klappe (4) bewirkt wird. 1 1. Vorrichtung (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7 bis 10, wobei die Verschieberichtung des ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts (16) des Kraftelements (14) an dem Scharnierbügel (26) in einem Winkel zur Wir- 5 krichtung (FZu9) des Kraftelements (14), insbesondere in einem im Wesentlichen rechten Winkel dazu liegt. 12. Vorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei im Fall der verschieblichen Ausbildung des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts (20) des Kraftelements (14) die Verschiebeeinrichtung (28) an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe (4) feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Punkt im Kofferraum oder an einem Bereich an der Karosserie anbringbar ist. 13. Vorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 4 bis 9 oder 12, wobei bei der verschiebbaren Ausbildung des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts (20) des Kraftelements (14) dieser zweite karosserieseitige Anbindungspunkt (20) so verschiebbar ist, dass die Wirkkraft (F2ug) des Kraftelements (14) verringert wird, wodurch eine Schließbewegung des Scharnierbügels (26) und somit der Klappe (4) bewirkt wird. 14. Vorrichtung (30; 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zudem zum Öffnen der Klappe (4), insbesondere der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, bestimmt ist. 15. Vorrichtung (30; 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch konstruktive Gestaltung der Befestigungspunkte Scharnier- oder karros- serieseitig wahlweise eine manuelle Betätigung oder eine automatische Schließung ermöglicht wird. 16. Vorrichtung (30; 46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei genügend Bewegungsenergie der Klappe (4) durch Verschiebung des Anbin- dungspunkts (16, 20) aufgebaut wird, sodass die Klappe (4) selbsttätig ins Schloss fällt. 17. Schwenkbare Klappe (4), insbesondere Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Vorrichtung zum Schließen (30; 46) derselben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste scharnierbügelseitige Anbindungspunkt (16) des Kraftelements (14) an dem Scharnierbügel (26) der Klappe (4) angeordnet ist. 18. Klappe (4) nach Anspruch 17, wobei lediglich einseitig eine Vorrichtung zum Schließen (30; 46) der Klappe (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist. 19. Klappe (4) nach Anspruch 17 oder 18, wobei auf beiden Seiten jeweils eine Vorrichtung zum Schließen (30; 46) der Klappe (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist. 20. Klappe (4) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei wenigstens ein Neigungssensor vorgesehen ist, um auch eine Schließfunktion bei Schiefstellung des Fahrzeugs, bspw. am Hang, bereitzustellen. 21. Kraftfahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug vom Limousinen-, Fließheckoder Steilhecktyp, aufweisend eine schwenkbare Heckklappe (4) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt (20) des Kraftelements (14) an der Karosserie angeordnet ist. |
Klappe und Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, eine schwenkbare Klappe, insbesondere eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, mit einer solchen Vorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Klappe.
Heckklappen von Kraftfahrzeugen werden zumeist manuell mit Unterstützung von Zugfedern oder Gasfedern zwischen der Heckklappe und einem Anbindungspunkt an der Karosserie geöffnet und geschlossen. Für Kraftfahrzeuge im Premiumsegment werden vermehrt automatisch öffnende und schließende Heckklappen angeboten. Automatische Heckklappenöffnungen und -Schließungen werden derzeit mittels einer Kombination aus Spindeln und Druckfedern realisiert. Derartige Heckklappenantriebe sind sehr aufwendig, und deswegen sind solche automatischen Heckklappenöffnungen und -Schließungen bisher im Wesentlichen auf das Premiumsegment und auf Steilheckfahrzeuge beschränkt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe bereitzustellen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist und gleichzeitig ein zuverlässiges automatisches Schließen des Deckels gewährleistet. Des Weiteren sollen eine schwenkbare Klappe mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, umfasst einen ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt für ein Kraftelement an einem Scharnierbügel der Klappe, einen zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt für ein Kraftelement an einem gegenüber der Klappe feststehenden Bereich und ein Kraftelement, insbesondere ein Federelement, beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, das/die zwischen dem ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt und dem zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt angeordnet ist. Dabei ist der erste scharnierbügelseitige Anbindungspunkt des Kraftelements so verschiebbar, dass das schließende Moment bzw. das schließende Differenzmoment erhöht wird, sodass eine Schließbewegung des Scharnierbügels und somit der Klappe bewirkt wird und die Klappe schließt.
Eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, umfasst einen ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt für ein Kraftelement an einem Scharnierbügel der Klappe; einen zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt für ein Kraftelement an einem gegenüber der Klappe feststehenden Bereich; und ein Kraftelement, insbesondere ein Federelement, beispielsweise eine Zugfeder oder eine Gasfeder, die zwischen dem ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt und dem zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt angeordnet ist. Dabei ist der zweite karosserieseitige Anbindungspunkt des Federelements des Kraftelements so von einer Ausgangsposition, in dem das Federelement im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, in linearer Richtung zu einer Klappenschließ-Verschiebeposition hin verschiebbar, dass der Hebelarm des schließenden Federkraftöffnungsmoments reduziert und somit das schließende Moment erhöht wird und somit die Klappe schließt.
Unter einer Klappe eines Kraftfahrzeugs werden erfindungsgemäß beliebige Klappen verstanden, also auch Heckklappen von Kraftfahrzeugen vom Fließheck- oder Steilhecktyp und Deckel von Kraftfahrzeugen vom Limousinentyp.
Die nun folgenden Vorteile ergeben sich bei beiden erfindungsgemäßen Klappenschließvorrichtungen, also sowohl bei der Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe mit verschiebbarem ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt des Kraftelements als auch bei der Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe mit verschiebbarem zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt. Üblicherweise ist der Scharnierbügel um eine Scharnierachse gegenüber einem feststehenden Bereich der Vorrichtung schwenkbar, insbesondere zwischen einer geöffneten Position der Klappe und einer geschlossenen Position der Klappe.
Das schließende Moment, das auch als schließendes Differenzmoment bezeichnet werden kann, ergibt sich als Differenz zwischen dem in Schließrichtung der Klappe wirkenden Klappengewichtsmoment, das sich aus der Gewichtskraft der Klappe und den Scharnierbügeln sowie dem Hebelarm ergibt, und dem diesem entgegen gerichteten in Öffnungrichtung der Klappe wirkenden Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung des Kraftelements und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm ergibt.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Schließen einer schwenkbaren Klappe stellen kostengünstige, einfache Systeme zum automatischen Schließen von Heckklappen mit Bügelscharnieren dar. Die Kosten derartiger Vorrichtungen sind gegenüber herkömmlichen Schließvorrichtungen mit automatischem Antrieb deutlich reduziert, was es ermöglicht, die erfindungsgemäße Schließvorrichtungen nicht nur bei Kraftfahrzeugen im Premiumsegment, sondern auch bei günstigeren Fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen in der Mittelklasse vorzusehen.
Die erfindungsgemäßen Schließvorrichtungen genügen den Sicherheitsanforderungen, da nur geringe Schließkräfte und Scherkräfte im System vorhanden sind. Weitere Komfortfeatures, wie beispielsweise ein Einklemmschutz, können mit geringfügigem Zusatzaufwand bereit gestellt werden.
Durch Verschieben des scharnierbügel- oder karosserieseitigen Anbindungs- punkts kann die Kinematik derart beeinflusst werden, dass eine Schließung der Klappe, insbesondere bis in die Schließraste des Schlosses, realisiert wird. Gegenüber Kraftfahrzeugen mit einer manuellen Klappenschließung, bei welcher der Fahrer oder Nutzer die Klappe mit mechanischem Aufwand manuell schließen muss, ergibt sich eine deutliche Vereinfachung, eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit und ein signifikanter Komfortgewinn. Der Schließvorgang der Klappe muss durch den Fahrer oder Nutzer nunmehr nur noch durch Starten der Verschiebung des ersten scharnierbügelseitigen oder des zweiten scharnierbügelseitigen Anbindungspunktes des Kraftelements initiiert, aber nicht mehr selber mit Kraftaufwand durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird durch die Verschiebung des Federanbindungspunkts genug Bewegungsenergie aufgebaut, um die Klappe oder den Deckel sicher in die geschlossene Klappenposition und insbesondere in die Hauptraste des Schlosses zu bringen. Ein Servoschloss ist nicht notwendig, kann aber selbst- verständlich zusätzlich vorgesehen werden.
Die erfindungsgemäßen Schließvorrichtungen können bei einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs ein- oder beidseitig vorgesehen sein, und sie haben einen einfachen Systemaufbau.
Durch ein kontinuierliches Verschieben des ersten scharnierbügelseitigen oder des zweiten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts übersteigt das in Schließrichtung der Klappe wirkende Klappengewichtsmoment das öffnende Federkraftsmoment nur mit einer geringen Änderungsgeschwindigkeit. Dadurch wird gewährleistet, dass die Klappe langsam und kontrolliert schließt.
Die bei der vorliegenden Erfindung auftretenden Einklemmkräfte im Scherbereich zwischen Klappe und Karosserie sind gering, was an sich schon Verletzungen und Quetschungen von ungewollt in den Scherbereich zwischen Klappe und Karrosserie befindlichen Gliedmaßen oder Gegenständen ausschließt und zudem noch das Vorsehen von zusätzlichen Sicherungen gegen Einklemmen überflüssig macht.
Bei beiden erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Schließen einer schwenkbaren Klappe wird die Schließbewegung der Klappe in erster Linie durch eine Verkleinerung des Hebelarms des Federkraftöffnungsmoments und somit durch eine Erhöhung des schließenden Differenzmoments bewirkt.
Gemäß einem weiteren Vorteil, der sowohl für die erste Vorrichtung mit schar- nierbügelseitig verschiebbarem Federanbindungspunkt als auch für die zweite Vorrichtung mit karosserieseitig verschiebbarem Anbindungspunkt zutrifft, können Endlagensensoren, also Sensoren, welche die vollständig geöffnete und die vollständig geschlossene Position der Klappe detektieren, entfallen. Diese Funktion wird ggf. von einem Sensor zur Erfassung der Lage der Klappenschwenkposition bereitgestellt.
In Fällen, in welcher der Öffnungswinkel der Klappe größer als 90 ° ist, die Klappe also überkippt ist, muss die Verschiebeeinrichtung den Klappen-Anbin- dungspunkt oft bis zur maximalen Verschiebeposition verschieben, um eine Klappenschließung gewährleisten zu können.
Die Schließbewegung der Klappe ist von der Motorbewegung weitestgehend entkoppelt, somit ist eine Klappenbewegung auch gegen die Schließrichtung möglich. Gemäß einem weiteren Vorteil bleibt die Möglichkeit der manuellen Klappenschließung und Klappenöffnung auch bei einem Ausfall oder einer Störung der Verschiebeeinheit bestehen.
Der erfindungsgemäß erforderliche Steuerungsaufwand ist verhältnismäßig gering. Gleichzeitig bietet die Erfindung einen funktionalen und praktikablen Schließ- und Öffnungskomfort für beliebige Klappen und insbesondere für Heckdeckel eines Kraftfahrzeugs.
Die erste erfindunggemäße Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe benötigt zum Realisieren der Schließbewegung nur einen geringen Ver- fahrweg der Verschiebeeinrichtung, um den Hebelarm so zu verändern, dass eine Schließ- bzw. Öffnungsbewegung der Klappe initiiert wird. Demgemäß lassen sich geringe Zykluszeiten, also die benötigte Zeit für einen kompletten Schließvorgang bzw. die benötigte Zeit für einen kompletten Öffnungsvorgang erzielen, was besonders vorteilhaft ist. Des Weiteren kann bei der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung die gesamte Verschiebeeinrichtung platzsparend an dem Scharnierbügel angebracht werden und ggf. von einem Gehäuse umschlossen werden, so dass der benötigte Bauraum ebenfalls gering ist, was einen zusätzlichen Vorteil mit sich bringt. Auch hat es sich gezeigt, dass bei der ersten Vorrichtung mit dem scharnierbügelseitig verfahrbaren Anbindungs- punkt des Kraftelements aufgrund der kleinen Verfahrwege nur geringe Geräusche auftreten.
Bei der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich insbesondere der Vorteil einer leichten Montage, da sich der karosserieseitig verschiebbare An- bindungspunkt und die Verschiebeeinrichtung leicht an der Karosserie, insbesondere an einem geeigneten Ort im Kofferraum montieren lassen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe ist eine insbesondere motorische Verschiebeeinrichtung für den ersten scharnierbügelseitigen Anbindungs- punkt des Kraftelements vorgesehen, die an dem Scharnierbügel anbringbar oder befestigt ist. Die motorische Verschiebeeinrichtung ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, dass die jeweilige Verschiebung des Federanbindungs- punkt, also das Inkrement, an die Steuereinheit übermittelt wird, die so ausgebildet ist, dass sie dieses Inkrement entsprechend auswerten und bei dem Steuervorgang berücksichtigt werden kann. Die motorische Verschiebeeinrichtung kann dabei insbesondere als Motor-Getriebeeinheit oder eine ähnliche Einrichtung, die eine translatorische Bewegung zulässt, ausgebildet sein.
Die Klappenöffnung wird erreicht, indem das öffnende Federkraftöffnungsmoment, resultierend aus Federkraft und Hebelarm, das schließende Klappengewichtsmoment, resultierend aus Gewichtskraft der Heckklappe und dem Hebelarm des Schwerpunkts, übersteigt. Durch Verschieben oder Verkleinern des Hebelarms des Federmoments wird eine Momentenunterdeckung erreicht. Die Folge davon ist, dass die Klappe selbständig schließt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe bildet die lineare Verschieberichtung des ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts des Federelements einen Winkel zur Tangente des Ansetzpunkts der Verschiebeeinrichtung an dem Scharnierbügel von 50 bis 90°, insbesondere von 80 bis 90°, und sie ist dem Klappengewichtsmoment entgegen nach oben gerichtet. Gemäß einer ersten Ausführungsform der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe ist eine motorische Verschiebeeinrichtung für den zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt des Kraftelements vorgesehen, die beispielsweise elektrisch sein kann. Durch das Vorsehen einer derartigen Verschiebeeinrichtung für den zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt kann das Verschieben des zweiten karosserieseitigen Anbin- dungspunkts und somit das Schließen des Scharnierbügels und der Klappe automatisiert werden. Die motorische Verschiebeeinrichtung ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, dass die jeweilige Verschiebung des Federanbin- dungspunkt, also das Inkrement, an die Steuereinheit übermittelt wird, die so ausgebildet ist, dass sie dieses Inkrement entsprechend auswerten und bei dem Steuervorgang berücksichtigt werden kann. Die motorische Verschiebeeinrichtung kann dabei insbesondere als Motor-Getriebeeinheit ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe bildet die lineare Verschieberichtung des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts des Federelements einen Winkel zur Horizontalen von 50 bis 90°, insbesondere von 80 bis 90°, und sie ist dem Klappengewichtsmoment entgegen nach oben gerichtet.
Vorzugsweise umfasst die Verschiebeeinrichtung für den ersten scharnierbü- gelseitigen oder den zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt eine Motoreinheit, insbesondere einen Schrittmotor mit Getriebeübersetzung und Spindel, der dazu ausgebildet ist, den ersten scharnierbügelseitigen oder den zweiten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt des Kraftelements zu verschieben. Alternativ dazu kann die Motoreinheit auch pneumatisch oder hydraulisch sein. Solche Motoreinheiten sind kostengünstig erhältlich und eignen sich gut für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Schließvorrichtung. Eine solche Motoreinheit muss nur eine relativ geringe Leistung bereit stellen, um eine Schließbewegung des Scharnierbügels und somit der Klappe bewirken zu können. Ein beispielhaftes Differenzmoment, das von der Motoreinheit bereitzustellen ist, beträgt zwischen 3 und 8 Nm, insbesondere 6 Nm. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der beiden erfindungsgemäßen Verschiebeeinrichtungen für den ersten scharnierbügelseitigen oder den zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt treibt die Motoreinheit eine Spindel an, und durch die Drehbewegung der Spindel wird eine Spindelmutter, mit welcher der erste Anbindungspunkt oder der zweite Anbindungspunkt des Kraftelements verbunden ist, verschoben. Diese Ausführungsform ist besonders kompakt, kostengünstig und zuverlässig.
Dabei können ferner Führungsschienen für die Spindelmutter vorgesehen sein, um eine seitliche Kraft-/Momentenentlastung der Spindelmutter mit dem daran angebrachten ersten scharnierbügelseitigen oder zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkt zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt die Verschieberichtung des ersten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements an dem Scharnierbügel in einem Winkel zur Wirkrichtung des Kraftelements, insbesondere in einem im wesentlichen rechten Winkel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Fall der verschieblichen Ausbildung des zweiten karrosserieseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements die Verschiebeeinrichtung an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Punkt im Kofferraum oder an einem Bereich der Karosserie anbringbar oder angebracht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist bei der verschieblichen Ausbildung des zweiten karosserieseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements dieser zweite Anbindungspunkt so verschiebbar, dass die Wirk- bzw. Zugkraft des Kraftelements reduziert wird, wodurch eine Schließbewegung des Scharnierbügels und somit der Klappe bewirkt wird, was eine Reduzierung der wirkenden Federkraft mit einhergehender Hebelarmveränderung zur Folge hat. Mit anderen Worten wird das Kraftelement ein Stück weit in Richtung Ruheposition des Kraftelements verschoben, was eine Reduzierung der wirkenden Federkraft zur Folge hat. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Schließen einer schwenkbaren Klappe, insbesondere einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, der oben beschriebenen Art, die zudem auch zum Öffnen dieser Klappe bestimmt ist. Aus dem geschlossenen Grundzustand der Klappe, entweder als Anfangszustand oder nach erfolgter Schließung und Verschiebung des ersten scharnier- bügelseitigen oder des zweiten scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts in den Ausgangszustand kann die Klappe beispielsweise nach einer Fernentriegelung selbsttätig geöffnet werden. In der geschlossenen Klappenstellung kann der verschiebbare Anbindungspunkt der Feder von der Verschiebeeinrichtung in diejenige Endposition gebracht werden, bei der das Federkraftöffnungsmo- ment größer als das schließende Klappengewichtsmoment ist. In dieser Position wird die Klappe nur durch Verriegelung des Schlosses in der geschlossenen Position gehalten. Dann kann die Klappe manuell oder durch einen Schalter entriegelt werden, und sie schwingt selbständig auf, da in der Verschiebeeinrichtung der Federanbindungspunkt die Endstellung erreicht hat und somit das Federkraftöffnungsmoment größer ist als das schließende Klappengewichtsmoment. Dabei kann durch einen optional vorzusehenden Schlosssensor zusätzlich das Signal an die Steuereinheit gegeben werden, dass die Klappe nicht in der geschlossenen Position ist.
Diese Selbstöffnung der Klappe ist durch die Kinematikpunkte im Raum bedingt. Wenn das öffnende Federmoment, das sich aus der Kraft der Zugfeder und deren Hebelarm ergibt, das schließende Klappengewichtsmoment, das sich aus der Gewichtskraft der Klappe und deren Hebelarm ergibt, übersteigt, erfolgt eine Selbstöffnung der Heckklappe.
Dafür kann nach erfolgter Schließung der Klappe der Anbindungspunkt in die Ausgangsstellung zurück verschoben werden, um wieder eine Selbstöffnung der Klappe mittels des Kraftelements zu ermöglichen.
Im Fall der verschieblichen Ausbildung des ersten, scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts des Kraftelements ist dieser erste Anbindungspunkt dafür so verschiebbar, dass der rechtwinklig zur Wirkrichtung des Kraftelements wirken- de Hebelarm so vergrößert wird, dass das öffnende Federmoment größer wird als das schließende Klappengewichtsmoment, wodurch eine automatische Öffnung des Scharnierbügels und somit der Klappe bewirkt wird.
Auch bei der verschiebbaren Ausbildung des zweiten karosserieseitigen Anbin- dungspunkts kann nach erfolgter Schließung der zweite Anbindungspunkt in seine Ausgangsstellung zurück gefahren werden, in der eine höhere Federkraft wirkt, um anschließend wieder eine Selbstöffnung der Klappe zu ermöglichen.
Durch konstruktive Gestaltung der Befestigungspunkte Scharnier- oder karros- serieseitig kann wahlweise eine manuelle Betätigung oder eine automatische Schließung ermöglicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann durch Verschiebung des Anbindungspunkts genügend Bewegungsenergie der Klappe aufgebaut werden, sodass die Klappe selbsttätig ins Schloss fällt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine schwenkbare Klappe, insbesondere eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs mit einer Schließvorrichtung der oben beschreibenen Art. Der erste scharnierbügelseitige Anbindungspunkt des Kraftelements ist dabei an dem Scharnier der Klappe angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der schwenkbaren Klappe ist lediglich einseitig eine Vorrichtung zum Schließen der Klappe der hier beschriebenen Art vorgesehen, was ausreichen kann, um eine zuverlässige Schließbewegung zu bewirken. Dabei kann sich auch eine eingeschränkte Funktion z.B. nur Erreichen der Vorraste des Schlosses ergeben.
Eine besonders zuverlässige Schließbewegung ergibt sich, wenn auf beiden Seiten jeweils eine Vorrichtung zum Schließen der Klappe der hier beschriebenen Art vorgesehen ist.
Wenn zudem wenigstens ein Neigungssensor vorgesehen ist, kann auch eine Schließfunktion bei Schiefstellung des Fahrzeugs, bspw. am Hang, bereitgestellt werden. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug vom Limousinen-, Fließheck- oder Steilhecktyp, mit einer schwenkbaren Heckklappe der oben beschriebenen Art. Der zweite karosserieseitige An- bindungspunkt des Kraftelements ist dabei an der Karosserie angeordnet.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Schließvorrichtung und die daraus resultierenden Vorteile ergeben sich in gleicher Weise bei der erfindungsgemäßen Klappe und bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug. Die Ausführungsformen und Vorteile werden zur Vermeidung von Wiederholungen nicht noch einmal explizit aufgeführt.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen vom Steilhecktyp, bei denen manuelle Klappenschließungen im Einsatz sind, was mit einiger Kraft und Körperstreckung verbunden ist, kann durch die erfindungsgemäße Schließvorrichtung ein deutli- eher Komfortgewinn erzielt werden.
Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung ist darüber rohbauneutral und designneutral, sie kann bei beliebigen Bügelscharnieren zum Einsatz kommen und auf verschiedene Fahrzeugmodelle übertragen werden.
Die Handkraft und die Schließkraft bei der erfindungsgemäßen Schließvorrichtung können individuell eingestellt werden. Sowohl eine Funktion mit Auswer- fer-/Zuziehhilfe als auch eine Funktion mit normalem Schloss ist möglich. Ebenso kann eine Notbetätigung, also ein Notöffnen realisiert werden. Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist temperaturstabil.
Bei der erfindungsgemäßen Schließvorrichtung ist kein Einklemmschutz notwendig, da keine feste mechanische Zwangskopplung zwischen den Anbin- dungspunkten der Feder vorhanden ist. Es sind unterschiedliche Komfortmerkmale durch verschiedene elektronische Ausstattungsvarianten möglich.
Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung kann bei der Automobilherstellung auch zu einem sehr späten Zeitpunkt, bspw. nach der Lackierung angebracht werden. Es kann somit im Verlauf des Montageprozesses beim Automobilhersteller entschieden werden, dass eine erfindungsgemäße Schließvorrichtung eingebaut werden soll und, wenn verschiedene Varianten existieren, welche erfindungsgemäße Schließvorrichtung eingebaut werden soll. Ebenso kann eine erfindungsgemäße Schließvorrichtung bei einen Gebrauchtwagen auf einfache Weise nachgerüstet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die belügenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Heckklappe mit einer Klappenschließvorrichtung;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten schwenkbaren Heckklappe in geöffnetem Zustand, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung der ersten schwenkbaren Heckklappe aus Fig. 2;
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten schwenkbaren Heckklappe in geöffnetem Zustand, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten Klappenschließvorrichtung der zweiten schwenkbaren Heckklappe aus Fig. 4;
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verfahreinrichtung für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt der zweiten schwenkbaren Heckklappe aus Fig. 4;
Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs vom Limousinentyp mit geöffneter Heckklappe und mit einer Verfahreinrichtung für den karosserieseitigen Anbindungspunkt, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 8 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus Fig. 7 mit der Heckklappe in einer Schwenkposition;
Fig. 9 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus den Figu- ren 7 und 8 mit der Heckklappe in der geschlossenen Position;
Fig. 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs vom Limousinentyp mit geöffneter Heckklappe und mit einer Verfahreinrichtung für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 11 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus Fig. 10 mit der Heckklappe in einer Schwenkposition;
Fig. 12 zeigt eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus den Figuren 10 und 11 mit der Heckklappe in der geschlossenen Position;
Figuren 13, 14 und 15 zeigen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das an einer Steigung bergauf stehende Kraftfahrzeug aus den Figuren 7, 8 und 9, mit der Heckklappe in der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 7, in der geschwenkten Position gemäß Fig. 8 und in der geschlossenen Klappenposition gemäß Fig. 9; und
Figuren 16, 17 und 18 zeigen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das an einer Steigung bergauf stehende Kraftfahrzeug aus den Figuren 10, 11 und 12, mit der Heckklappe in der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 10, in der geschwenkten Position gemäß Fig. 11 und in der geschlossenen Klappenposition gemäß Fig. 12.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze 2 einer Heckklappe 4 mit einer Klappenschließvorrichtung.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind lediglich exemplarischer Natur. Selbstverständlich sind auch andere als die gezeigten Ausführungsbeispiele vom Wortlaut der Ansprüche umfaßt. Die in Fig. 1 dargestellte Heckklappe 4 ist als Heckdeckel eines Kraftfahrzeugs vom Limousinen- bzw. Stufenhecktyp ausgeführt. Die Heckklappe 4 ist in Fig. 1 in geschlossenem Zustand dargestellt, in dem die Haupterstreckungsrichtung in der Horizontalen liegt. Die Heckklappe 4 ist um einen Scharnier-Drehpunkt 6 in Schwenkrichtung 12 nach oben in eine geöffnete Position schwenkbar. Der Scharnier-Drehpunkt 6 ist dabei in Fig. 1 exemplarisch oberhalb der Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 gelegen, damit nachfolgend die Momentenverhältnisse besser visualisiert werden können. Der Scharnier-Drehpunkt 6 kann dabei auch in der Ebene der Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 oder geringfügig darunter liegen.
An dem heckwärtigen, in Fig. 1 rechts dargestellten Ende weist die Heckklappe 4 einen nach unten geneigten Abschnitt auf, an dessen Ende der Handangriffspunkt 10 und ein hier nicht gezeigtes fernentriegelbares Schloss liegt. Der Heckklappen-Schwerpunkt 8 ist in Fig. 1 exemplarisch ungefähr in der Mitte der horizontalen Erstreckung der Heckklappe 4 dargestellt. An diesem Heckklappen-Schwerpunkt 8 ist die nach unten wirkende Gewichtskraft F g der Heckklappe mittels eines Pfeils visualisiert. Der Hebelarm h 2 der Heckklappe 4 ist ebenfalls dargestellt, er verläuft zwischen dem Scharnier-Drehpunkt 6und dem Heckklappen-Schwerpunkt 8 in horizontaler Richtung. Das schließende Klappengewichtsmoment M zu der Heckklappe 4 ergibt sich zu:
Die Klappenschließvorrichtung der Heckklappe 4 umfasst eine Zugfeder 14, die sich zwischen dem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 und dem ka- rosserieseitigen Anbindungspunkt 20 erstreckt. In Fig. 1 handelt es sich dabei um eine Schrauben-Zugfeder 14, ebenso könnte auch eine Gasfeder zum Einsatz kommen. Der in Fig. 1 links, also in Richtung zur Vorderseite des Kraftfahrzeugs hin gelegene scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 ist dabei insbesondere an einem in Fig. 1 nicht dargestellten bügelartigen Scharnier angeordnet, das den Scharnier-Drehpunkt 6 mit der Heckklappe 4 verbindet. Der karos- serieseitige Anbindungspunkt 20 ist dabei insbesondere an einem gegenüber der Heckklappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, beispielsweise in einem Trocken-/lnnenraum des Kraftfahrzeugs oder an einem Karosserieteil angeordnet. Die Zugfederkraft der F ZU der Zugfeder 14 ist mittels eines in horizontaler Richtung verlaufenden Pfeils dargestellt. Der Hebelarm hi der Zugfeder 14 ist hierzu in etwa rechtwinklig dargestellt. Das öffnende Federkraftmoment M der Zugfeder 14 ergibt sich wie folgt:
Die Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Heckklappe 4 ergibt sich aus dem re- sultierenden Moment zwischen dem öffnenden Federkraftmoment M A und dem schließenden Klappengewichtsmoment M Z u.
Wenn M größer als M Z u ist, so ergibt sich eine Selbstöffnung der Heckklappe 4.
Wenn M A kleiner als M Z u ergibt sich eine Momentenunterdeckung und somit ein Schließen oder Zufallen der Heckklappe 4.
Gemäß einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis kann nun das öffnende Federkraftmoment M A durch ein Verfahren des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 oder des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 verändert werden.
Eine exemplarische Verfahrrichtung 18 des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 in vertikaler Richtung ist in Fig. 1 mittels eines Doppelpfeils 18 dargestellt. Alternativ dazu kann diese Verfahrrichtung auch in einem Winkel gegenüber der Vertikalen geneigt sein.
Ebenso ist eine exemplarische Verfahrrichtung 22 des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 in Fig. 1 mittels eines Doppelpfeils dargestellt. Diese exemplarische Verfahrrichtung 22 verläuft in etwa in der Vertikalen. Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, dass auch eine Verfahrrichtung in einem Winkel schräg nach unten, bei dem nicht nur das resultierende Moment M A verändert wird, sondern zudem noch die Zugfeder 14 ein Stück weit entspannt wird, von Vorteil ist. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten schwenkbaren Heckklappe 4 in geöffnetem Zustand. Nachfolgend werden die Begriffe vorne und hinten mit Bezug auf die Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs, das die schwenkbare Heckklappe umfasst, und demgemäß ungefähr als links und rechts in der Zeichenebene der Figuren 2 und 4 liegend verstanden.
Die in den Figs. 2 und 4 dargezeigten Stangen oder Balken zeigen einen Versuchsaufbau der schwenkbaren Heckklappe mit jeweiliger Verfahreinrichtung. Bei einer Anordnung der Klappenschließvorrichtung in einem Kraftfahrzeug fehlen diese.
In Fig. 2 ist die Heckklappe in vollständig geöffnetem Zustand dargestellt, in dem ihre Haupterstreckungsrichtung im Wesentlichen aufrecht ist. Dabei sind nur ein exemplarischer Abschnitt einer Heckklappe mit einem Scharnierbügel 26, der die Heckklappe mit dem Scharnier-Drehpunkt 6 verbindet, eine Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 und die Zugfeder 14 selbst dargestellt.
Anstelle des schematisch dargestellten Heckklappenabschnitts kann selbstverständlich eine übliche Kraftfahrzeugheckklappe an dem Scharnierbügel 26 befestigt sein, und an der jeweils anderen Fahrzeugquerseite der Heckklappe kann zusätzlich eine weitere Verfahreinrichtung 28 mit Zugfeder 14 vorgesehen werden.
Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist an einem ein Stück weit von dem Scharnier-Drehpunkt 6 entfernten Punkt des Scharnierbügels 26 gelegen, und die Zugfeder 14 verläuft im wesentlichen in horizontaler rückwärtiger Richtung, bezogen auf das Kraftfahrzeug, zu dem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20.
Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist in der Figur 2 in seiner Ausgangsposition gelegen, in der die Zugfeder 14 im Wesentlichen horizontal und paral- lel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist. Mittels einer hier schematisch erkennbaren Verfahreinrichtung 28, von der in Figur 2 eine Spindel, die in Figur 3 noch näher erläutert wird, und Führungsstäbe zu sehen sind, kann der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 verschoben werden, und zwar in linearer Richtung zwischen der in Fig. 2 gezeigten, zuoberst gelegenen Ausgangsposition, in der das Federkraft-Öffnungsmoment aufgrund des hohen Hebelarmes und der hohen Federkraft maximal ist, und der Klappenschließ-Ver- schiebeposition, die von der in Fig. 2 gezeigten Ausgangsposition gesehen, ein Stück weit nach schräg unten in Richtung anderes Ende der Spindel und der Führungsstäbe verschoben liegt, und in welcher der Hebelarm und die Federkraft etwas kleiner sind, sodass das Federkraft-Öffnungsmoment deutlich reduziert ist.
In Fig. 2 ist die Verfahreinrichtung 28 hinter dem Scharnierbügel und auf einem niedrigeren Höhenniveau als der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 angeordnet. Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist somit ausgehend von der in Fig. 2 gezeigten Ausgangsposition, bei der sich die Klappe in der geöffneten Klappenposition befindet, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, schräg nach unten und vorne in eine Klappenschließ-Verschiebeposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 verschiebbar, um eine Klappenschließbewegung zu initiieren.
Beim Verschieben des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 von der Ausgangsposition gemäß Figur 2 schräg nach unten zur Klappen- schließ-Verschiebeposition entspannt sich die Zugfeder 14 ein Stück weit, und der Hebelarm des Federkraft-Öffnungsmoments verringert sich. Die lineare Verschieberichtung des karosserieseitige Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 bildet dabei einen Winkel zur Horizontalen von 30 bis 60 °, insbesondere von 40 bis 50°. Die Schließbewegung wird durch eine Reduzierung des Federkraft-Öffnungsmoments infolge des verringerten Hebelarms und der verringerten Spannung der Zugfeder 14 bewirkt.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung 30 der ersten schwenkbaren Heckklappe 4. Bei der Darstellung der ersten Klappenschließvorrichtung 30 gemäß Fig. 3 ist im Unterschied zu der Darstellung der Fig. 2 der Scharnierbügel 26 so um den Scharnier-Drehpunkt 6 bzw. die Scharnier-Drehachse 6 geschwenkt worden, dass sich die daran befestigte Heckklappe 4, die in Fig. 3 nicht zu sehen ist, in der geschlossenen Position befindet.
In Fig. 3 ist exemplarisch die Klappenschließvorrichtung 30 und Scharnierbügel 26 der anderen Fahrzeugquerseite gezeigt, denn die Zugfeder 14 hat ihren scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 links von der Schwenkebene des Scharnierbügels 26. Ein Stück weit von der Scharnier-Drehachse 6 beabstandet, ist an dem Scharnierbügel 26 ein scharnierbügelseitiges Befestigungsstück 32 angebracht, von dem nach außen hin in Fahrzeugquerrichtung ein Befestigungszapfen absteht, an dem die Zugfeder 14 mit ihrem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 befestigt ist. Die Zugfeder 14 erstreckt sich von diesem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 nach hinten, in der Zeichenebene in Fig. 3 also nach links, wobei die Hauptrichtung der Zugfeder 14 dabei schräg nach unten geneigt ist.
Mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 ist die Zugfeder 14 an einer verschiebbaren Spindelmutter 40 einer Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 befestigt. Die Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 ist gegenüber der in Fig. 2 schematisch gezeigten Verfahreinrichtung 28 geringfügig modifiziert, insbesondere erstreckt sich ihre Motoreinheit 34 von ihrem vorderen Ende nach unten, und sie hat gegenüber der Horizontalen eine geringere Neigung. Die Verfahreinrichtung 28 verfügt über eine Adapterplatte 38 mit einer schlitzartigen Führung für die verschiebbare Spindelmutter 40. Eine Spindel 36 verläuft zwischen dem oberen Ende der Motoreinheit 34 an der Vorderseite der Verfahreinrichtung 28 zu dem rückwärtigen Ende der Verfahreinrichtung 28. Auf der Spindel 36 ist die verschiebbare Spindelmutter 40 angeordnet, die durch die Bewegung der Spindel 36 schräg nach hinten oben und schräg nach vorne unten bewegt werden kann. Fest mit der Spindelmutter 40 verbunden ist eine bügelartige Führung, die zum einen durch die schlitzartige Aussparung der Führung der Adapterplatte 38 verläuft und zum anderen um das obere Ende der Adapterplatte 38 übergreift. In der oberen bügelartigen Führung der Spindelmutter 40 ist der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 befestigt, insbesondere ist die Zugfeder 14 in eine Öffnung der bügelartigen Führung der Spindelmutter 40 eingehakt. Die Verfahreinrichtung 28 ist zur Befestigung an einen gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an oder in dem Kofferraum oder an einem Karosserieteil bestimmt. Bei dem Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 an das hintere Ende der Verfahreinrichtung 28 ist das öffnende Federkraftmoment M AU F in Folge der ma- ximalen wirkenden Federkraft und infolge der Veränderung des Hebelarms Η Ί maximal, und bei Positionierung des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 an dem vorderen Ende der schlitzartigen Führung in der Adapterplatte 38 ist das öffnende Federkraftmoment M AU F minimal, infolge des entspannteren ZuStands der Zugfeder 14 und des veränderten Hebelarms hi.
Bei einem Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von vorne unten nach hinten oben übersteigt das Federkraftöffnungsmoment M A UF das schließende Klappengewichtsmoment M Z u, was eine automatische Öffnung des Scharnierbügels 26 und der Klappe 4 aus der in der Fig. 3 gezeigten Position in die in Fig. 2 gezeigten Position bewirkt.
Aus der geöffneten Position des Scharnierbügels 26 mit der Klappe 4, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, kann durch ein Verschieben des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von der hinteren Position nach vorne unten eine Schließbewe- gung bewirkt werden, denn durch das Verschieben des karossierieseitigen Anbindungspunkts 20 nach vorne unten wird das Federkraftöffnungsmoment MAUF reduziert und sinkt somit unter das schließende Klappengewichtsmoment M Z u ab, was eine automatische Schließung des Scharnierbügels 26 mit Klappe 4 bewirkt.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten schwenkbaren Heckklappe 42 in geöffnetem Zustand.
Bei der perspektivischen Darstellung der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42 mit der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 stimmen die Ausbildung und die Position des exemplarischen Scharnierbügels 26 und des exemplarischen Heckklappenausschnitts mit denen der Fig. 2 überein, wobei es sich einmal um ein linkes Schanier und das andere mal um ein rechtes Scharnier handelt.
Im Unterschied zu Fig. 2 ist die auch hier im Wesentlichen waagerecht verlaufende Zugfeder 14 mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 fest an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Teil des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einem Karosserieteil oder einem Befestigungspunkt im Kofferraum verbunden, und der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist durch die schematisch dargestellte Verfahreinrichtung 44 gegenüber dem Scharnierbügel 26 verschiebbar ausgebildet.
Der in Fig. 4 gezeigte Scharnierbügel 26 und die Klappenschließvorrichtung mit Verfahreinrichtung 44 sind für den Einsatz auf der linken Seite in Kraftfahrzeuglängsrichtung bestimmt, denn die Zugfeder 14 liegt bezogen auf die Schwenkebene des Scharnierbügels 26 außerhalb, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung, des Scharnierbügels 26.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Klappenschließvorrichtung 46 der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42.
In Fig. 5 ist die zweite Klappenschließvorrichtung 46 mit der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 von außen, also in Fig. 4 schräg von hinten aufgenommen, und zudem befindet sich der Scharnierbügel 26 mit der daran befestigten, in Fig. 5 nicht gezeigten Klappe 4, in seiner geschlossenen Position.
Die Zugfeder 14 ist mit ihrem karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 an einem gegenüber der schwenkbaren Klappe 4 feststehenden Bereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Punkt im Kofferraum oder an einem Karosserieteil festgelegt. Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ist mittels der Verfahreinrichtung 44 verschiebbar. Die Verfahreinrichtung 44 ist mittels einem Befestigungsstück 58 an dem Scharnierbügel 26 befestigt, und zwar in einigem Abstand von der Scharnier-Drehachse 6. Fest mit dem Befesti- gungsstück 58 ist eine Adapterplatte 54 verbunden, an deren vorderem und hinteren Ende sich Abstützungen 56 nach außen erstrecken. Unmittelbar hinter der vorderen plattenartigen Abstützung 56 und etwas von dort aus nach unten gerichtet, ist eine Motoreinheit 48 vorgesehen, durch die eine Spindel 50 ange- trieben wird, die in eine Richtung zwischen den Abstützungen 56 verläuft. Bei einer Drehbewegung dieser Spindel 50 wird eine Spindelmutter 60 in Richtung nach vorne oder nach hinten verschoben, und nach außen von dieser Spindelmutter 60 steht ein Zapfen weg, welcher den scharnierbügelseitigen Anbin- dungspunkt 16 für die Zugfeder 14 bildet. Für eine gute Führung der Spindelmutter 60 sind noch drei feststehende, zwischen den Abstützungen 56 verlaufende Führungsstangen 52 vorgesehen, von denen hier zwei zu sehen sind, und die durch entsprechende Aussparungen der Spindelmutter 60 verlaufen, um so eine präzise Führung der Spindelmutter 60 zu gewährleisten.
In der hintersten Position des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16, quasi unmittelbar vor der vorderen plattenartigen Abstützung 56, ist das öffnende Federkraftmoment M AUF maximal ausgebildet. Durch eine Verschiebung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 aus der hintersten Position gemäß Fig. 5, welche der geschlossenen Klappenstellung entspricht, nach vorne wird das öffnende Federkraftmoment M A U F verringert, indem der Hebel h1 verkleinert wird. Wenn man nun die Klappe 4 und den Scharnierbügel 26 aus der in Fig. 5 dargestellten geschlossenen Klappenposition öffnen will, so muss man lediglich das Schloss der Heckklappe 4 entriegeln, was eine automatische Klappenöffnung bewirkt, weil ja das Federkraftöffnungsmoment M A U F größer ist als das schließende Klappengewichtsmoment M Z u.
Die Verschieberichtung des ersten Anbindungspunkts 16 der Zugfeder 14 ist demgemäß in etwa rechtwinklig zu der Tangente, die an dem Scharnierbügel 26 an der Stelle des Befestigungsstücks 58 anliegt. In der in Fig. 5 dargestellten geschlossenen Klappenposition ist die Zugfeder 14 in etwa waagerecht ausgerichtet. Bei der geöffneten Klappenposition, bei der das Befestigungsstück 58 um den Scharnier-Drehpunkt 6 nach oben gedreht ist und die in Fig. 4 dargestellt ist, verläuft die Zugfeder 14, von hinten nach vorne gesehen, leicht nach oben. Aus der in Fig. 4 gezeigten geöffneten Klappenstellung, bei welcher die Spindelmutter 60 und der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 unmittelbar hinter der hinteren plattenartigen Abstützung 56 angeordnet sind, muss man, um die Klappe 4 zu schließen, die Spindelmutter 60 und damit den scharnierbü- gelseitigen Anbindungspunkt 16 durch die Motoreinheit 48 und die Drehbewegung der Spindel 50 nach vorne verschieben, dadurch wird das öffnende Federkraftmoment M A U F reduziert und sinkt unterhalb des schließenden Klappengewichtsmoments M Z u ab, so dass eine automatische Schließbewegung des Scharnierbügels 26 und der Klappe 4 bewirkt wird.
Die Öffnungs- und Schließautomatik der Klappe gliedert sich in 4 Bewegungsabschnitte: Zuerst erfolgt ausgehend von der geschlossenen Klappenstellung, beispielsweise durch eine Fernentriegelung des Schlosses, in einem ersten Bewegungsabschnitt die selbstöffnende Klappenbewegung mittels der Zugfeder 14, wie beschrieben. Dann wird in einem zweiten Bewegungsabschnitt der Anbindungspunkt 16 verschoben, wie ebenfalls beschrieben. Dabei übersteigt das schließende Klappengewichtsmoment das öffnende Federmoment, und die Klappe 4 fällt langsam und kontrolliert zu (dritter Bewegungsabschnitt), und das Schloss verriegelt. Schließlich fährt der Anbindungspunkt 16 in die Ausgangsstellung zurück, danach ist eine Selbstöffnung mittels der Zugfeder wieder möglich, da ja das öffnende Federmoment größer als das schließende Klappenmoment ist.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der zweiten schwenkbaren Heckklappe 42.
Dabei ist die Verfahreinrichtung 44 in einer von dem Scharnierbügel 26 abgenommenen Position ohne Befestigungsstück 58 und ohne Zugfeder 14 gezeigt.
Die drei Führungsstangen 52 sind zwischen der hinteren Abstützung 56 und dem oberen Ende der Motoreinheit 48 zu erkennen, und ebenso ist die Spindel 50, die ein Stück weit vor der hinteren Abstützung 56 endet, gut zu erkennen. Des Weiteren sind Befestigungslöcher 62 in der Adapterplatte 54 erkennbar, mittels derer die Adapterplatte 54 und somit die gesamte Verfahreinrichtung 44 an dem Befestigungsstück 58 des Scharnierbügels 26 befestigt werden kann.
Fig. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 64 vom Li- mousinentyp mit geöffneter Heckklappe 4 und mit einer Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dabei kann man in den Kofferraum des Kraftfahrzeugs 94 hereinblicken und den gesamten Scharnierbügel 26 mitsamt dem Scharnier-Drehpunkt 6, die Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 und die Zugfeder 14 mit ihrem scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 und ihrem karosserieseitigen, verschiebbaren Anbindungspunkt 20 erkennen. Zur besseren Darstellung ist der in Fig. 7 untere, gebogene Teil des Scharnierbügels 26 stark vergrößert dargestellt, an dessen in Fig. 7 oben anschließenden geraden Bereich ist die Heckklappe 4 befestigt. In Fig. 7 ist nur der auf der linken Seite des Kraftfahrzeugs 64 angeordnete Scharnierbügel 26 zu erkennen, ebenso ist selbstverständlich ein rechter Scharnierbügel vorhanden. Die in Fig. 7 schematisch dargestellte Verfahreinrichtung 28 für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 ist in einem hinteren linken Bereich des Kofferraums des Kraftfahrzeugs 64 angeordnet, vorzugsweise ist diese Verfahreinrichtung 28 außerhalb des Blickfelds eines Benutzers, der hinter dem Kofferraum steht, in einer linken und/oder oberen Seite oder Ecke des Kofferraums angeordnet.
An der Innenseite der Heckklappe 4 ist ein Sensor 68 für die Heckklappenstellung angeordnet. Dieser Sensor 68 erfasst die winkelmäßige Schwenkposition der Heckklappe 4 und gibt diese an eine in Fig. 7 nicht gezeigte Steuereinheit weiter.
Des Weiteren ist an oder in dem Fahrzeug ein Sensor 66 für die Kraftfahrzeug- stellung angeordnet, der in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 direkt unterhalb der Verfahreinrichtung 28 angeordnet ist. Ebenso gut kann dieser Sensor 66 auch an einer anderen Stelle des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Dieser Sen- sor 66 ist dafür ausgebildet, eine Kraftfahrzeugschiefstellung mindestens in Fahrzeuglängsrichtung, also beispielsweise ein am Hang stehendes Kraftfahrzeug, bevorzugt jedoch auch eine Kraftfahrzeugschiefstellung in Kraftfahrzeug - querrichtung, also ein schräg zum Hang stehendes Kraftfahrzeug, zu detektie- ren.
Wie in Fig. 7 gut zu erkennen ist, ist der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 ein Stück weit beabstandet vom Scharnier-Drehpunkt 6 angeordnet, und der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist in der untersten Position innerhalb der als schematisches Rechteck dargestellten Verfahreinrichtung 28 angeordnet.
In der exemplarischen Darstellung gemäß Fig. 7 beträgt der Öffnungswinkel der Klappe 4, der von dem Sensor 68 erfasst wird, 80 Grad, und der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 befindet sich in der Ausgangsposition. Der Verfahrweg ist demgemäß 0 Millimeter, und die Zugfeder 14 ist in einem Winkel von etwa 15 Grad zur Horizontalen nach hinten oben ausgerichtet.
Wie mit Bezug auf die Prinzipskizze der Fig. 1 beschrieben, wirkt das Klappengewichtsmoment, das sich aus der Gewichtskraft der Klappe 4 und den Scharnierbügeln 26 sowie dem Hebelarm ergibt, in Klappenschließrichtung, also von der geöffneten Klappenposition in Fig. 7 zu der später mit Bezug auf Fig. 9 gezeigten geschlossenen Klappenposition. Diesem schließenden Klappengewichtsmoment entgegen gerichtet ist das Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung der Zugfeder 14 und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm h ergibt. Dieser Hebelarm h ist in Fig. 7 eingezeichnet. In der geöffneten Klappenposition in Fig. 7 ist das Federkraftöffnungsmoment größer gleich dem schließenden Klappengewichtsmoment, so dass die Heckklappe 4 in der geöffneten Position 4 verbleibt.
Fig. 8 zeigt das Kraftfahrzeug 64 aus Fig. 7 mit der Heckklappe 4 in einer Schwenkposition.
In der Schwenkposition gemäß Fig. 8 schließt die Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 einen Winkel von etwa 65 Grad mit der Horizontalen ein, und dieser Winkel wird von dem Sensor 68 erfasst und an die Steuereinheit weitergegeben.
Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 befindet sich in einer Klappen- schließ-Verschiebeposition, in die er von der Verfahreinrichtung 28 verfahren worden ist. Die Klappenschließ-Verschiebeposition liegt ein Stück weit über der Hälfte, etwa bei zwei Drittel des Weges zwischen der unteren Ausgangsposition, die in Fig. 7 gezeigt ist, und der nicht gezeigten maximalen Verschiebeposition, die am oberen Rand der Verschiebeeinrichtung 28. Die Feder 14 ist in der Schwenkposition gemäß Fig. 8 in einem Winkel zur Horizontalen von etwa 20 Grad angeordnet.
In den Fig. 7 bis 9 ist die Verfahreinrichtung 28 hinter dem Scharnierbügel und auf einem höheren Höhenniveau als der scharnierbügelseitige Anbindungs- punkt 16 angeordnet. Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 ist somit ausgehend von der in Fig. 7 gezeigten unteren Ausgangsposition, bei der sich die Klappe in der geöffneten Klappenposition befindet, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, nachezu senkrecht nach oben in die in Figur 8 gezeigte Klappenschließ-Verschiebeposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 verschiebbar, um eine Klappenschließbewegung zu initiieren.
Durch das Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von der Ausgangsposition gemäß Fig. 7 in die Klappenschließ-Verschiebeposition gemäß Fig. 8 wird, wie bei einem Vergleich der Figuren 7 und 8 gut zu sehen ist, der Hebelarm h des Federkraftöffnungsmoments um einige Millimeter verringert, die Feder 14 jedoch nicht entspannt, was ausreicht, dass das Federkraftöffnungsmoment das entgegengesetzt wirkende schließende Klappengewichtsmoment unterschreitet und somit eine Schließbewegung der Klappe 4 verursacht wird.
Bei der Klappenschließung bewegt sich der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 ein Stück von der Verfahreinrichtung 28 weg, was die Feder 14 weiter spannt, das Federkraftöffnungsmoment wieder erhöht und die Klappenschließbewegung abbremst. Fig. 9 zeigt das Kraftfahrzeug 64 aus den Figuren 7 und 8 mit der Heckklappe 4 in der geschlossenen Position.
Dabei ist der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14 von der Verfahreinrichtung 28 in die Ausgangsposition zurück reversiert worden.
Die Heckklappe 4 hat einen Öffnungswinkel zur Horizontalen von 0 Grad, der Verfahrweg des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 ist 0 Millimeter und die Zugfeder 14 ist nahezu waagerecht angeordnet. Sie schließt mit der Hori- zontalen einen Winkel von weniger als 5 Grad ein.
Die Steuereinheit bei allen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen hat die folgende Funktion: Sie erhält als Eingangssignale die Fahrzeugstellung, die Klappenstellung und das Inkrement, also den Verfahrweg der Verschiebeeinrichtung und ggf. noch das Signal eines optional vorzusehenden Schlosssensors. Des Weiteren erhält die Steuereinheit über einen beispielsweise am Armaturenbrett, an der Heckklappe oder an einem Fahrzeugschlüssel vorgesehenen Taster ein entsprechendes Schließsignal, das den Steuervorgang, wie er mit Bezug auf die Figuren 7 bis 18 beschrieben ist, einleitet. Selbstverständlich verfügt die Steuereinheit über eine geeignete Stromversorgung, die durch die Batterie oder die Lichtmaschine des Motors des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann, und die Steuereinheit kann zusätzlich auch den oder die Sensoren und die motorische Verfahreinrichtung mit entsprechender Spannung versorgen. Die Steuereinheit ist in der Lage, eine Klappenschließung in die geschlossene, verriegelte Position der Klappe aus jeder beliebigen Stellung des Fahrzeugs durchzuführen. Des Weiteren kann die Steuereinheit auch eine Stromüberwachung der motorischen Verfahreinrichtung durchführen. Dabei kann die Steuereinheit die Klappenbewegung zeitabhängig mitverfolgen und die jeweilige Klappenstellung referenzieren, und eine Notbetätigung, also eine Klappenöffnung bei Abweichen des tatsächlichen Klappenstellungssignals von einem erwarteten Klappenstellungssignal ist ebenfalls möglich.
Mit Bezug auf die Figuren 7 bis 9 wird der Schließvorgang der Heckklappe 4 wie folgt erläutert. Ausgehend von der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 7 soll die Heckklappe 4 geschlossen werden. Dafür gibt ein Benutzer ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit. Die Steuereinheit bestimmt unter Berücksichtigung der bekannten Gewichtskraft der Klappe 4 mitsamt Scharnierbügeln 26 und deren Hebelarm bei dem Öffnungswinkel von 80 Grad die Klappenschließ-Verschiebeposition für den ka- rosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder 14. Dafür kann die Steuereinheit auch die Fahrzeuglage berücksichtigen, die ja hier 0 Grad sowohl in Fahrzeuglängs- als auch in Fahrzeugquerrichtung ist, und somit keine Wolle spielt.
Die von der Steuereinheit bestimmte Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht derjenigen Verfahrposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 zwischen der Ausgangsposition und der maximalen Verschiebeposition, bei der das Federkraftöffnungsmoment infolge des verringerten Hebelarms h kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment, so dass dadurch eine Klappenschließbewegung initiiert wird.
Wie bei einem Vergleich der Gesamtlänge der Zugfeder 14 in der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 7 und der Schwenkposition der Klappe gemäß Fig. 8 deutlich wird, wird der Schließvorgang somit nicht durch eine Änderung der Zugkraft der Zugfeder 14, sondern durch eine Veränderung des Hebelarms h des Federkraftöffnungsmoments gestartet.
Wenn nun der Sensor 68 einen bestimmten, entweder vorgegebenen oder errechneten Klappenschwenkwinkel meldet, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 65 Grad liegt, erfolgt eine Reversierung des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 wenigstens teilweise zurück in Richtung zur Ausgangsposition in eine Reversierposition, wodurch das Federkraftöffnungsmoment wieder erhöht und die Schließgeschwindigkeit der Heckklappe 4 etwas abgebremst wird. Die Reversierposition kann dabei, wie in Fig. 9 gezeigt, der Ausgangsposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 entsprechen, oder sie kann zwischen der in Fig. 8 gezeigten Klappen- schließ-Verschiebeposition und der der in Fig. 7 gezeigten Ausgangsposition liegen.
Beim Schließvorgang der Heckklappe 4 baut diese Bewegungsenergie auf und zusätzlich vergrößert sich das Klappenschließmoment infolge der Erhöhung des Klappenschließmoment-Hebelarms.
Durch das Reversieren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 wird die Geschwindigkeit und somit die Kraft und Bewegungsenergie, mit welcher die Heckklappe 4 in die geschlossene Position gelangt, reduziert.
Dadurch wird die Gefahr von Verletzungen, insbesondere Quetschungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen und die Gefahr von Beschädigungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen signifikant reduziert, und auch die Materialien, insbesondere das Schloss werden geschont.
Das Öffnen der Heckklappe 4 von der in der Fig. 9 gezeigten geschlossenen Klappenposition zu der in Fig. 7 gezeigten geöffneten Klappenposition erfolgt durch Verfahren des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 von der Ausgangsposition in die maximale Verschiebeposition, wobei hier die Zugwirkung der Zugfeder 14 eine deutlich größere Rolle spielt, als beim Schließvorgang, sowie gegebenenfalls unter manueller Unterstützung eines Benutzers.
Fig. 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 64 vom Limousinentyp mit geöffneter Heckklappe 4 und mit einer Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Auch hier kann man in den Kofferraum des Kraftfahrzeugs 64 hereinblicken und den gesamten Scharnierbügel 26 mitsamt Scharnier-Drehpunkt 6, die Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 und die Zugfeder mit ihrem verschiebbaren scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 und ihrem feststehenden karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 erkennen. Auch hier ist zur besseren Darstellung der untere, gebogene Teil des Scharnierbügels 26 stark vergrößert dargestellt, und an dessen in Fig. 10 oben anschließenden geraden Bereich ist die Heckklappe 4 befestigt. In Fig. 10 ist nur der auf der linken Seite des Kraftfahrzeugs 64 angeordnete Scharnierbügel 26 zu erkennen, ebenso ist selbstverständlich ein rechter Scharnierbügel 26 vorhanden.
Die Verfahreinrichtung 44 für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 ist direkt am Scharnierbügel 26 und zwar ein Stück weit beabstandet vom Scharnier-Drehpunkt 6 angeordnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verfahreinrichtung 44 etwa auf halbem Weg zwischen Scharnier-Drehpunkt 6 und dem in Fig. 10 unten rechts dargestellten Ende des gebogenen Bereichs des Scharnierbügels 26 angeordnet. Die Verfahreinrichtung 44 ist dabei so an dem Scharnierbügel 26 angebracht, dass der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 in einem Winkel zu dem Scharnierbügel 26 verfahren werden kann, der einen Winkel von etwa 80 bis 90 Grad mit der Tangente bildet, die durch den Punkt des Scharnierbügels 26 verläuft, an dem die Verfahreinrichtung 44 ansetzt. Die Verfahrrichtung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 aus der in Fig. 10 gezeigten Ausgangsposition ist in Fig. 10 mittels eines Pfeils dargestellt.
Der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 befindet sich in einem hinteren oberen Bereich des Kofferraums, vorzugsweise an der linken Seitenwand desselben.
Des weiteren ist ein Sensor 70 vorgesehen, der an der Verfahreinrichtung 44 ansetzt. Der Sensor 70 ist dazu ausgebildet, die winkelmäßige Schwenkposition der Heckklappe 4 sowie die Lage des Kraftfahrzeugs 64 zu detektieren. Alternativ dazu kann dieser Sensor 70 analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 7 bis 9 auch so ausgebildet sein, dass er nur die winkelmäßige Schwenkposition der Heckklappe 4 erfassen kann, und dass zusätzlich ein separater Sensor zum Erfassen der Lage des Kraftfahrzeugs vorhanden ist. In der exemplarischen Darstellung gemäß Fig. 10 beträgt der Öffnungswinkel der Heckklappe 4, der von dem Sensor 70 erfasst wird, 80 Grad, der scharnier- bügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 befindet sich in seiner Ausgangsposition, mit einem Verfahrweg von 0 mm, und die Zugfeder 14 ist in ei- nem Winkel von etwa 15 Grad zur Horizontalen nach hinten oben ausgerichtet.
Wie mit Bezug auf die Prinzipskizze der Fig. 1 beschrieben, wirkt das Klappengewichtsmoment, dass sich aus der Gewichtskraft der Klappe 4 und den Scharnierbügeln 26 und deren Hebelarm ergibt, in Klappenschließrichtung, also von der geöffneten Klappenposition in Fig. 10 zu der später mit Bezug auf Fig. 12 bezeichneten geschlossenen Klappenposition. Diesem schließenden Klappengewichtsmoment entgegengerichtet, ist das Federkraftöffnungsmoment, das sich aus der Wirkrichtung der Zugfeder 14 und dem rechtwinklig dazu liegenden Hebelarm h ergibt. Dieser Hebelarm h ist in Fig. 10 eingezeichnet. In der geöffneten Klappenposition in Fig. 10 ist das Federkraftöffnungselement größer gleich dem schließenden Klappengewichtsmoment, so dass die Heckklappe 4 in der geöffneten Position verbleibt.
Des weiteren ist eine in Fig. 10 nicht gezeigte Steuereinheit vorgesehen, an die von dem Sensor 70 der Klappenschwenkwinkel übermittelt wird und die in Abhängigkeit eines Schließbefehls von einem Benutzer die Verfahreinrichtung 44 so ansteuert, dass der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 wie nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 10 bis 12 erläutert, verfahren wird.
Fig. 1 1 zeigt das Kraftfahrzeug 64 aus Fig. 10 mit der Heckklappe 4 in einer Schwenkposition.
In der Schwenkposition gemäß Fig. 11 schließt die Haupterstreckungsrichtung der Heckklappe 4 einen Winkel von etwa 65 Grad mit der Horizontalen ein, und dieser Winkel wird von dem Sensor 70 erfasst und an die Steuereinheit weitergegeben.
Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 befindet sich in einer Klappenschließ-Verschiebeposition, in die er von der Verfahreinrichtung 44 verfahren worden ist. Die Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht der maximalen Verschiebeposition und liegt gegenüber der in Fig. 10 gezeigten Ausgangsposition auf der gegenüberliegenden Seite des Scharnierbügels 26, und zwar an dem gegenüberliegenden Ende der Verfahreinrichtung 44, bezogen auf den Scharnierbügel 26.
Dadurch ist der Hebelarm h des Federkraftöffnungsmoments um einige Millimeter verringert, so dass das Federkraftöffnungsmoment das entgegengesetzt wirkende schließende Klappengewichtsmoment unterschritten hat und somit eine Schließbewegung der Klappe 4 initiiert hat. Die Feder 14 ist in der Schwenkposition gemäß Fig. 1 1 fast waagerecht ausgerichtet, sie schließt mit der Horizontalen einen Winkel von weniger als 5 Grad ein.
Fig. 12 zeigt das Kraftfahrzeug 64 aus den Figuren 10 und 1 1 mit der Heckklappe 4 in der geschlossenen Position.
Dabei befindet sich der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 in einer Reversierposition, in die er von der Verfahreinrichtung 44 verfahren worden ist.
Die Reversierposition des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 liegt dabei in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12 in etwa mittig zwischen der in Fig. 10 gezeigten Ausgangsposition und in der in Fig. 11 gezeigten maximalen Verschiebeposition. Die Reversierposition in Fig. 11 ist nur exemplarisch, sie kann ebenso bei etwa einem Drittel des Wegs zwischen der in Fig. 10 gezeigten Ausgangsposition und der in Fig. 11 gezeigten Klappenschließ-Verschiebeposi- tion liegen oder sie kann der Ausgangsposition entsprechen.
Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 liegt dabei in etwa seitlich neben dem Scharnierbügel 26 und insbesondere neben dem Scharnierbügelfixierpunkt der Verfahreinrichtung 44. Die Heckklappe 4 hat somit einen Öffnungswinkel zur Horizontalen von 0 Grad, und die Zugfeder 14 ist in der geschlossenen Position gemäß Fig. 12 fast waagerecht ausgerichtet, sie schließt mit der Horizontalen einen Winkel von weniger als 5 Grad ein. Mit Bezug auf die Fig. 10 bis 12 wird der Schließvorgang der Heckklappe 4 wie folgt erläutert. Ausgehend von der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 10 soll die Heckklappe 4 geschlossen werden. Dafür gibt ein Benutzer ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit, die unter Berücksichtigung der bekannten Gewichtskraft der Heckklappe 4 mitsamt Scharnierbügel 26 und deren Hebelarm bei einem Öffnungswinkel von 0 Grad die Klappe die Verschiebeposition für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 bestimmt.
Diese Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht derjenigen Verfahrposition des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 durch die Verschiebeeinrichtung 44 zwischen der Ausgangsposition und der maximalen Verschiebeposition, bei der das Federkraftöffnungselement in Folge des verringerten Hebelarms h kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment, so dass dadurch eine Klappenschließbewegung initiiert wird.
Der scharnierbügelseitige Anbindungspunkt 16 der Zugfeder 14 bleibt dann so lange in der in Fig. 11 gezeigten Klappenschließ-Verschiebeposition stehen, bis der Sensor 70 einen bestimmten, entweder vorgegebenen oder errechneten Klappenschwenkwinkel meldet. Dieser Klappenschwenkwinkel von 65 Grad zur Horizontalen ist in Fig. 11 gezeigt. Ab Erreichen dieses Schwenkwinkels durch die Heckklappe 4 erfolgt eine Reversierung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 der Zugfeder 14 in die Reversierposition.
Dadurch wird das Federkraftöffnungsmoment wieder erhöht, und die Schließbewegung der Heckklappe 4 wird etwas abgebremst. Beim Schließvorgang der Heckklappe 4 baut diese Bewegungsenergie auf. Wenn die Heckklappe 4 in die geschlossene Position gelangt, die in Fig. 12 gezeigt ist, wirkt somit die Bewegungsenergie der Heckklappe 4 nach unten, und die durch die Zugfeder wirkende Zugfederenergie wirkt nach oben.
Durch das Reversieren des Anbindungspunkts in die Reversierposition, wird die nach oben wirkende Zugfederenergie vergrößert, und somit wird die tatsächlich wirkende Kraft und die tatsächlich aufgebaute Energie der Heckklappe 4 zum Zeitpunkt des Erreichens der geschlossenen Position reduziert. Dadurch wird die Gefahr von Verletzungen, insbesondere Quetschungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen und die Gefahr von Beschädigungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen signifikant redu- ziert, und auch die Materialien, insbesondere das Schloss werden geschont.
Wie sich aus einem Vergleich der Gesamtlänge der Zugfeder 14 in der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 10 und der Schwenkposition der Klappe gemäß Fig. 11 ergibt, wird der Schließvorgang nicht durch eine Änderung der Zugkraft der Zugfeder 14, sondern durch eine Veränderung des Hebelarms h des Federkraftöffnungsmoments erreicht.
Das Öffnen der Heckklappe 4 von der in der Fig. 12 gezeigten geschlossenen Klappenposition zu der in Fig. 10 gezeigten geöffneten Klappenposition erfolgt durch Verfahren des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 in die maximale Verschiebeposition, wobei hier die Zugwirkung der Zugfeder 14 eine deutlich größere Rolle spielt als beim Schließvorgang, und ggf. unter manueller Unterstützung eines Benutzers.
Die Figuren 13, 14 und 15 zeigen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das Kraftfahrzeug 64 mit der Heckklappe 4 in der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 7, mit der Heckklappe 4 in der geschwenkten Position gemäß Fig. 8 und mit der Heckklappe 4 in der geschlossenen Klappenposition gemäß Fig. 9, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel das Kraftfahrzeug 64 an einer Steigung bergauf steht.
Dabei bilden der Winkel der Fahrbahn und somit die Fahrzeugebene einen Winkel von α zur Horizontalen. Dieser Winkel α beträgt in den Figuren 13, 14 und 15 etwa 7 Grad, und er wird durch den Sensor 66 an die Steuereinheit gemeldet.
Die Zugfeder 14 und die Verfahreinrichtung 28, die auf das Kraftfahrzeug bezogenen Klappenpositionen von 80 Grad (Fig. 13), 65 Grad (Fig. 14) und 0 Grad (Fig. 15) und die Positionen des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20: Ausgangsposition ganz unten mit Bezug auf die Verfahreinrichtung 28 in Fig. 13, Klappenschließ-Verschiebeposition in einem oberen Bereich bezogen auf die Verfahreinrichtung 28 in Fig. 14, und Reversierposition ganz unten mit Bezug auf die Verfahreinrichtung 28 in Fig. 15 entsprechen denjenigen aus den Figuren 7 bis 9. Beim Schließvorgang, ausgehend aus der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 13, der ebenfalls von einem entsprechend eingegebenen Signal durch einen Benutzer an die Steuereinheit initiiert wird, wird nun zusätzlich die Kraftfahrzeugschrägstellung berücksichtigt. Dafür bestimmt die Steuereinheit unter Berücksichtigung der bekannten Gewichtskraft der Klappe 4 mitsamt Scharnier- bügel 26 und deren Hebelarm bei dem Öffnungswinkel von 73 Grad (= 80 Grad - 7 Grad) zur globalen Horizontalen das schließende Klappengewichtsmoment und die demgemäß erforderliche Klappenschließ-Verschiebeposition für den karosserieseitigen Anbindungspunkt 20 der Zugfeder, und der karosserieseitige Anbindungspunkt 20 wird von seiner Ausgangsposition gemäß Fig. 13 in die Klappenschließ-Verschiebeposition gemäß Fig. 14 verfahren.
Diese Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht derjenigen Verfahrposition des karosserieseitigen Anbindungspunkts 20 zwischen der Ausgangsposition und der maximalen Verschiebeposition, bei der das Federkraftöffnungsmoment in Folge des verringerten Hebelarms h kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment, so dass dadurch eine Klappenschließbewegung initiiert wird.
Die Klappenschließ-Verschiebeposition in Fig. 14 ist nur exemplarischer Natur. Aufgrund der Schrägstellung des Kraftfahrzeugs würde in Fig. 14, verglichen mit Fig. 8, eine Klappenschließ-Verschiebeposition mit einem geringeren Ver- fahrweg, also eine näher bei der Ausgangsposition liegende Klappenschließ- Verschiebeposition ausreichen, um das Federkraftöffnungsmoment soweit zu reduzieren, dass es das schließende Klappengewichtsmoment unterschreitet und eine Klappenschließbewegung gestartet wird.
Ab dem Erreichen eines bestimmten, entweder vorgegebenen oder errechneten Klappenschwenkwinkels, der gemäß Fig. 14 etwa 65 Grad zur Fahrzeuglängsmittelebene und aufgrund der Kraftfahrzeugschiefstellung somit 58 Grad zur globalen Horizontalen ist, erfolgt eine Reversierung des karosseriesei- 1160
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tigen Anbindungspunkts 20 der Zugfeder 14 in die in Fig. 15 gezeigte Reversier- position. Die Klappenschwenkposition wird dafür von dem Sensor 68 an die Steuereinheit gemeldet, was entweder kontinuierlich oder nach einem oder mehreren vorgegebenen Zeitabständen erfolgen kann.
Durch dieses Reversieren wird das Federkraftöffnungsmoment und somit die nach oben wirkende der Federkraft erhöht, und die Schließbewegung der Heckklappe 4 wird etwas abgebremst.
Dadurch wird die Gefahr von Verletzungen, insbesondere Quetschungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen und die Gefahr von Beschädigungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen signifikant reduziert, und auch die Materialien, insbesondere das Schloss werden geschont.
Die Figuren 16, 17 und 18 zeigen, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das Kraftfahrzeug 64 mit der Heckklappe 4 in der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 10, mit der Heckklappe 4 in der geschwenkten Position gemäß Fig. 11 und mit der Heckklappe 4 in der geschlossenen Klappenposition gemäß Fig. 12, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel das Kraftfahrzeug 64 an einer Steigung bergauf steht.
Dabei bilden der Winkel der Fahrbahn und somit die Fahrzeugebene ebenfalls einen Winkel von α zur Horizontalen. Dieser Winkel α beträgt in den Figuren 16, 17 und 18 etwa 7 Grad, und er wird durch den Sensor 70 an die Steuereinheit gemeldet.
Die Zugfeder 14 und die Verfahreinrichtung 44, die auf das Kraftfahrzeug bezogenen Klappenpositionen von 80 Grad (Fig. 16), 65 Grad (Fig. 17) und 0 Grad (Fig. 18) und die Positionen des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16: Ausgangsposition ganz unten mit Bezug auf die Verfahreinrichtung 44 in Fig. 16, Klappenschließ-Verschiebeposition ganz oben mit Bezug auf die Verfahreinrichtung 44 in Fig. 17, und Reversierposition in etwa mittig bezogen auf die Verfahreinrichtung 44 in Fig. 18 entsprechen denjenigen aus den Figuren 10 bis 12. Beim Schließvorgang, ausgehend aus der geöffneten Klappenposition gemäß Fig. 16, der ebenfalls von einem entsprechend eingegebenen Signal durch einen Benutzer an die Steuereinheit initiiert wird, wird nun zusätzlich die Kraftfahrzeugschrägstellung berücksichtigt. Dafür bestimmt die Steuereinheit unter Berücksichtigung der bekannten Gewichtskraft der Klappe 4 mitsamt Scharnierbügel 26 und deren Hebelarm bei dem Öffnungswinkel von 73 Grad (= 80 Grad - 7 Grad) zur globalen Horizontalen das schließende Klappengewichtsmoment und die demgemäß erforderliche Klappenschließ-Verschiebeposition für den scharnierbügelseitigen Anbindungspunkt 16 der Zugfeder, und der scharnier- bügelseitige Anbindungspunkt 16 wird von seiner Ausgangsposition gemäß Fig. 16 in die Klappenschließ-Verschiebeposition gemäß Fig. 17 verfahren.
Diese Klappenschließ-Verschiebeposition entspricht derjenigen Verfahrposition des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 20 zwischen der Ausgangsposition und der maximalen Verschiebeposition, bei der das Federkraftöffnungsmoment in Folge des verringerten Hebelarms h kleiner wird als das schließende Klappengewichtsmoment, so dass dadurch eine Klappenschließbewegung initiiert wird.
Die Klappenschließ-Verschiebeposition in Fig. 17 ist nur exemplarischer Natur. Aufgrund der Schrägstellung des Kraftfahrzeugs würde in Fig. 17, verglichen mit Fig. 11, eine Klappenschließ-Verschiebeposition mit einem geringeren Ver- fahrweg, also eine näher bei der Ausgangsposition liegende Klappenschließ- Verschiebeposition ausreichen, um das Federkraftöffnungsmoment soweit zu reduzieren, dass es das schließende Klappengewichtsmoment unterschreitet und eine Klappenschließbewegung gestartet wird.
Ab dem Erreichen eines bestimmten, entweder vorgegebenen oder errechneten Klappenschwenkwinkels, der gemäß Fig. 17 etwa 65 Grad zur Fahrzeugebene und aufgrund der Kraftfahrzeugschiefstellung somit 58 Grad zur globalen Horizontalen ist, erfolgt eine Reversierung des scharnierbügelseitigen Anbindungspunkts 16 der Zugfeder 14 in die in Fig. 18 gezeigte Reversierposition. Die Klappenschwenkposition wird dafür von dem Sensor 70 an die Steuereinheit gemeldet, was entweder kontinuierlich oder nach einem oder mehreren vorgegebenen Zeitabständen erfolgen kann. Durch dieses Reversieren wird das Federkraftöffnungsmoment und somit die nach oben wirkende Federkraft erhöht, und die Schließbewegung der Heckklappe 4 wird etwas abgebremst.
Dadurch wird die Gefahr von Verletzungen, insbesondere Quetschungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen und die Gefahr von Beschädigungen von ungewollt zwischen der Karosserie und der Heckklappe 4 eingeklemmten Gliedmaßen signifikant reduziert, und auch die Materialien, insbesondere das Schloss werden geschont.
Die Zeitdauer der mit Bezug auf die Figuren 7 bis 18 beschriebenen Schließvorgänge bewegt sich üblicherweise im Rahmen von einigen Sekunden, beispielsweise von 3 Sekunden. Wenn die Klappe das Schloss erreicht, so kann die geschlossene Klappenposition durch einen optionalen, im Schloss vorgesehenen Sensor erfasst werden, und ein entsprechendes Signal kann von dem Schlosssensor an die Steuereinheit übermittelt werden, was der Steuereinheit das Ende des Schließvorgangs anzeigt.