DE4302502C1

DE4302502C1 - Bewegliches Karosserieteil an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4302502C1
Application number: DE19934302502
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Claar; Martin Dipl Ing Lindmayer
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2013-01-30

Description

Die Erfindung betrifft ein bewegliches Karosserieteil an einem Kraftfahrzeug, insbesondere eine Heckklappe eines Personen kraftwagens, das um eine Scharnierachse schwenkbar gelagert ist, mittels wenigstens einer Druckeinrichtung aus einer ge schlossenen in eine geöffnete Position drückbar ist und mittels einer Halteeinrichtung in einer gewünschten Stellung zwischen der geschlossenen und der geöffneten Endposition fixierbar ist.

Es ist allgemein bekannt, die Öffnungsbewegung einer Heckklappe eines Personenkraftwagens mittels einer Gasdruckfeder zu steuern. Sobald die Heckklappe entriegelt und geöffnet wird, wird die Heckklappe durch die Kraft der Gasdruckfeder nach oben gedrückt, bis sie ihre geöffnete Endposition erreicht hat. Ein Fixieren der Heckklappe in einer Zwischenstellung ist nur da durch erreichbar, daß eine Bedienperson die Heckklappe von Hand in der gewünschten Position hält.

Es ist auch bekannt (DE-PS 8 48 606), den Kofferraumdeckel eines Personenkraftwagens im Bereich seiner Scharniere mit einer Rei bungsbremse zu versehen, die den Kofferraumdeckel in einer be liebigen Offenstellung zwischen 0° und 90° festhält. Eine Druckeinrichtung zum automatischen Öffnen des Kofferraumdeckels ist beim Gegenstand dieser Patentschrift nicht vorgesehen.

Aus der US-PS 3 851 867 ist ein Personenkraftwagen bekannt, bei dem die Heckklappe mit Hilfe von pneumatischen Zylindern und entsprechenden Arretiereinrichtungen in einer beliebigen Stel lung zwischen der geschlossenen und der geöffneten Endposition fixiert werden kann. Die Arretierung der Heckklappe in der ge wünschten Position erfolgt mittels eines von Hand zu betätigen den Hebels. Für die Arretierung muß daher zusätzlich zum Fest halten der Heckklappe mit der anderen Hand die Arretiereinrich tung betätigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein bewegliches Karosserieteil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Arretierung in einer gewünschten Zwischenposition mit einfachen Mitteln komfortabel erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mit dem Karosserie teil verbundenes Halteelement vorgesehen ist, das mittels einer die Schwenkbewegung des Karosserieteils in eine Rotation einer Schwungscheibe übertragenden Übersetzungseinrichtung mit der drehbar gelagerten Schwungscheibe in Wirkverbindung steht, auf der exzentrisch ein mittels einer Feder im wesentlichen radial nach innen belastetes Rastelement drehbar gelagert ist, dessen Massenschwerpunkt sich in Abstand zu seiner Drehachse befindet, und die eine ortsfeste Rastscheibe konzentrisch umschließt, die mit mehreren über ihren Umfang verteilten Raststellen versehen ist, in die das Rastelement bei Unterschreiten einer die Kraft der Feder aufhebenden Zentrifugalkraft einrastet.

Durch diesen Vorschlag wird die durch die Druckeinrichtung er folgende automatische Öffnungsbewegung des Karosserieteils aus genutzt, um eine Schwungscheibe anzutreiben, auf der das flieh kraftbetätigte Rastelement angeordnet ist. Sobald daher die Öffnungsbewegung des Karosserieteiles in der gewünschten Posi tion von Hand kurz angehalten wird, rastet das Rastelement auf der Rastscheibe ein, so daß auch das mit dem Karosserieteil verbundene Halteelement fixiert wird. Das Karosserieteil wird nun durch die Halteeinrichtung in der gewünschten Position ge sichert, so daß kein Festhalten von Hand notwendig ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Rastelement eine Sperrklinke vorgesehen, die formschlüssig in die Raststel len der Schwungscheibe einrastbar ist. In weiterer Ausgestal tung weist die Schwungscheibe als Raststellen Rastzähne auf, die in einem Drehsinn steile Zahnflanken aufweisen, die form schlüssig mit der Sperrklinke in Eingriff bringbar sind, und im entgegengesetzten Drehsinn mit flachen Zahnflanken versehen sind, die ein Entlanggleiten der Sperrklinke ermöglichen. Da durch wird die Sperrklinke lediglich in einem Drehsinn arre tiert. Dadurch ist es möglich, zum weiteren Öffnen des Karosse rieteils dieses zunächst um einen kurzen Weg wieder in Schließ richtung zu bewegen, wodurch die Sperrklinke aufgrund der Rota tion der Schwungscheibe wieder durch die Fliehkraft nach außen gedrückt wird, so daß nun ein weiteres Öffnen des Karosserie teils erfolgt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Rastscheibe mittels einer Rutschkupplung ortsfest gelagert. Dies ist vor teilhaft, um Beschädigungen zu vermeiden, die beim gewaltsamen Hochdrücken des Karosserieteils auftreten können.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrie ben, die anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht schematisch das Heck eines mit einer Heckklappe versehenen Personenkraft wagens, bei dem die Heckklappe durch eine Gasdruck feder automatisch geöffnet wird und eine Halteein richtung vorgesehen ist, mittels der die Heckklappe in einer beliebigen Zwischenposition fixierbar ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Halteeinrichtung nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, aus der die Lagerung einer Sperr klinke an einer zu einer Rastscheibe konzentrischen Schwungscheibe ersichtlich ist, und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Halteeinrichtung nach Fig. 2 entlang der Schnittlinie III-III, aus der die Rast verbindung zwischen Sperrklinke und Rastscheibe er sichtlich ist.

Ein Personenkraftwagen (1) nach Fig. 1 weist in seinem Heckbe reich eine um eine horizontale Schwenkachse schwenkbare Heck klappe (4) auf. Die Heckklappe (4) ist mittels lediglich ge strichelt angedeuteter Scharniere an der Karosserie des Perso nenkraftwagens (1) angelenkt. In Fig. 1 ist die geöffnete End position der Heckklappe (4) dargestellt. In diese Endposition wird die Heckklappe (4) durch eine Gasdruckfeder (5) gebracht, die die Heckklappe (4) nach dem Entriegeln eines Schlosses der Heckklappe aus der geschlossenen Position automatisch in die geöffnete Position drückt. Dazu ist die Gasdruckfeder (5) zum einen an der Karosserie (2) des Personenkraftwagens (1) und zum anderen an einem Lagerpunkt (22) der Heckklappe (4) angelenkt.

Es ist jedoch nicht immer zweckmäßig, daß die Heckklappe (4) aus ihrer geschlossenen Position automatisch bis in die geöff nete Endposition bewegt wird. Beispielsweise in niedrigen Gara gen oder beim Transport von über das Heck des Personenkraftwa gens (1) hinausragenden Transportteilen ist es wünschenswert, die Heckklappe (4) in einfacher Weise in der jeweils gewünsch ten Zwischenposition fixieren zu können. Dazu ist am Personen kraftwagen eine im folgenden näher beschriebene, fliehkraftbe tätigte Halteeinrichtung (3) vorgesehen, die mit einer an der Heckklappe (4) angelenkten Haltestange (6) in Wirkverbindung steht. Die Haltestange (6) stellt beim Ausführungsbeispiel eine Zahnstange dar, die mit einem Antriebsritzel (8) (Fig. 2) der Halteeinrichtung (3) kämmt. Auf die Ausbildung der Haltestange (6) wird nachfolgend noch weiter eingegangen.

Die Halteeinrichtung (3) weist eine mittels Schraubverbindungen (21) starr mit einer Karosseriewandung (2) des Personenkraftwa gens (1) verbundene Halteplatte (9) auf, auf der - einstückig mit der Halteplatte (9) - eine Rastscheibe (11) ausgebildet ist. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfin dung ist die Rastscheibe (11) mittels entsprechender Verbin dungselemente starr mit der Halteplatte (9) verbunden. In jedem Fall ist die Rastscheibe (11) ortsfest an der Karosseriewandung (2) angeordnet. Die Rastscheibe (11) weist über ihren Umfang gleichmäßig verteilt acht Raststellen (19) auf, die mit zwei Zahnflanken (17 und 18) versehene Rastzähne darstellen. Die Zahnflanken (17) sind relativ zu einer Mittelachse (20) der Rastscheibe (11) auf jeder im Gegenuhrzeigersinn liegenden Seite jedes Rastzahnes (19) radial ausgerichtet. Die entspre chend dem Uhrzeigersinn angeordneten gegenüberliegenden Zahn flanken (18) sind im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung abfallend gekrümmt. Durch diese langsam abfallende Krümmung der Zahnflan ken (18) weist die Rastscheibe (11) eine Sägeblattkontur auf (Fig. 3). Die Rastscheibe (11) ragt von der Halteplatte (9) und damit auch von der Karosseriewandung (2) ab.

Koaxial zur Mittelachse (20) ist auf der Rastscheibe (11) eine Schwungscheibe (7) drehbar gelagert. Dazu weist die Schwung scheibe (7) einen durch eine entsprechende Bohrung der Rast scheibe (11) hindurchragenden Lagerbolzen (10) auf, der in der Bohrung mittels eines nicht näher bezeichneten Sicherungsringes axial gesichert ist. Die Schwungscheibe (7) stellt ein zur Mit telachse (20) rotationssymmetrisches Antriebsrad dar, mit dem das Antriebsritzel (8) starr verbunden ist. Die Schwungscheibe (7) weist einen U-förmigen Querschnitt auf, der durch einen in Richtung der Halteplatte (9) lotrecht abragenden umlaufenden Rand gebildet ist. Dieser Rand läuft in einer entsprechend an gepaßten ringförmigen Vertiefung der Halteplatte (9). Der Rand der Schwungscheibe (7) übergreift die Rastscheibe (11) in Ab stand zu den Rastzähnen (19), so daß zwischen der Rastscheibe (11) und dem umlaufenden Rand der Schwungscheibe (7) ein etwa ringförmiger Hohlraum entsteht.

Im Bereich dieses Hohlraumes ist eine Sperrklinke (12) angeord net, die an der Schwungscheibe (7) um eine zur Mittelachse (20) parallele Drehachse (15) schwenkbar gelagert ist. Die Sperr klinke (12) weist ein hakenförmiges Profil auf (Fig. 3) und be sitzt eine Dicke, die etwas geringer ist als die Dicke der Rastscheibe (11) (Fig. 2). Die Sperrklinke (12) ist um die Drehachse (15) in einer zur Mittelachse (20) lotrechten Ebene in Richtung des Doppelpfeiles (16) schwenkbar. In Fig. 3 ist somit die Schwenkebene die Zeichenebene. Die Schwenkbeweglich keit der Sperrklinke (12) wird nach innen durch den jeweiligen Zahngrund der Rastscheibe (11) und nach außen durch die Innen wandung des Randes der Schwungscheibe (7) begrenzt. Zur schwenkbaren Lagerung der Sperrklinke (12) ist diese mit einem Lagerbolzen (14) versehen, der durch eine entsprechende Bohrung in der Schwungscheibe (7) hindurchragt und mittels eines Siche rungsringes axial in dieser Bohrung fixiert ist.

Sowohl die Lagerung der Schwungscheibe (7) mittels des Lager bolzens (10) als auch die Lagerung der Sperrklinke (12) mittels des Lagerbolzens (14) sind reibungsarm, so daß die Schwung scheibe (7) und auch die Sperrklinke (12) sehr leichtgängig be weglich sind.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Drehpunkt (die Dreh achse (15)) der Sperrklinke (12) an einem unteren Ende des Pro files der Sperrklinke (12) vorgesehen. Dieser Drehpunkt ist durch seine Anordnung im Hohlraum zwischen dem Rand der Schwungscheibe (7) und der Rastscheibe (11) exzentrisch zur Mittelachse (20). Durch die Ausbildung der Sperrklinke (12) als hakenförmiges Profil befindet sich somit der Massenschwerpunkt der Sperrklinke (12) in Abstand zu dem durch die Mittelachse (15) definierten Drehpunkt der Sperrklinke (12). Um den Massen schwerpunkt der Sperrklinke (12) so weit wie möglich von ihrem Drehpunkt zu entfernen, ist die Sperrklinke (12) in ihrem obe ren Bereich relativ massiv ausgebildet. In Abstand zu dem Dreh punkt der Sperrklinke (12) greift an ihrer zum Rand der Schwungscheibe (7) gerichteten Außenseite eine Druckfeder (13) an, die sich am Rand der Schwungsscheibe (7) abstützt. Durch die Druckfeder (13) wird auf die Sperrklinke (12) ein zur Rast scheibe (11) hin gerichtetes Drehmoment aufgebracht. Die Feder kraft der Druckfeder (13) ist relativ gering, so daß sie die Sperrklinke (12) lediglich in der dargestellten Ruheposition gegen den jeweiligen Zahngrund der Rastscheibe (11) drückt. So bald auf die Sperrklinke (12) eine Zentrifugalkraft wirkt, drückt diese die Sperrklinke (12) entgegen der Federkraft der Druckfeder (13) nach außen gegen den Rand der Schwungscheibe (7).

Die entsprechende Übersetzung für eine ausreichende Drehzahl der Schwungscheibe (7) wird durch die Abstimmung von Antriebs ritzel (8) und Zahnstange (6) erreicht. Um die erforderliche hohe Drehgeschwindigkeit zu erreichen, ist eine große Über setzung vorgesehen. Dazu ist das an der Heckklappe (4) ange lenkte Ende der Zahnstange (6) an einem Lagerpunkt (22) mit der Heckklappe (4) verbunden, der sich in großem Abstand zur Schwenkachse der Heckklappe (4) befindet. Dadurch wird eine große Hebelwirkung erzielt. Bei anderen Ausführungsformen, bei denen aufgrund der speziellen Konstellationen durch die Anlen kung keine ausreichend große Hebellänge erzielt werden kann, ist zur Erreichung der erforderlichen Rotationsgeschwindigkeit der Schwungscheibe (7) ein Planetengetriebe vorgeschaltet. Um bei der Schwenkbewegung der Heckklappe (4) ein Abheben der Zahnstange (6) vom Antriebsritzel (8) zu vermeiden, ist die Zahnstange (6) im Bereich des Antriebsritzels (8) mittels einer nicht dargestellten Druckrolle gegen das Antriebsritzel (8) ge drückt.

Aus der in Fig. 1 dargestellten geöffneten Endposition der Heckklappe (4) kann diese in einfacher Weise gegen die Kraft der Gasdruckfeder (5) zugedrückt werden, da die Rastscheibe (11) nur im Gegenuhrzeigersinn die Sperrklinke (12) formschlüs sig sperrt. Bewegt sich daher die Schwungscheibe (7) entspre chend der Schließbewegung der Heckklappe (4) im Gegenuhrzeiger sinn, so gleitet die Sperrklinke (12) über die Zahnflanke (18) der Rastscheibe (11). Wird die Heckklappe (4) in einer Zwi schenposition angehalten, so rastet die Sperrklinke (12) an der jeweiligen Zahnflanke (17) der Rastscheibe (11) ein, so daß die Heckklappe (4) gegen die Öffnungsbewegung durch die Druckkraft der Gasdruckfeder gesperrt ist. Die Zahnstange (6) wirkt daher als Haltestange, wobei der Eingriff der Zahnsegmente der Zahn stange (6) in die Zähne des Antriebsritzels (8) so sicher sein muß, daß eine ausreichende Arretierung der Heckklappe (4) er reicht wird.

Selbstverständlich beginnt die Funktion der Halteeinrichtung (3) erst zu dem Zeitpunkt, zu dem die Gasdruckfeder die Heck klappe (4) nach oben drückt, da im anderen Fall die Heckklappe (4) bereits in der verriegelten Position durch die Sperrklinke (12) arretiert wäre und somit überhaupt kein Öffnen der Heck klappe (4) möglich wäre.

Solange die Gasdruckfeder (5) die Heckklappe (4) in Öffnungs richtung drückt, rotiert die Schwungscheibe (7) aufgrund des Kämmens der Zahnstange (6) mit dem Antriebsritzel (8). Aufgrund der durch die Rotation der Schwungscheibe (7) verursachten Zentrifugalkraft wird die Sperrklinke nach außen getrieben und gibt so die Rastscheibe (11) frei. Um nun die Heckklappe (4) in der jeweils gewünschten Zwischenposition arretieren zu können, wird die Heckklappe (4) in einfacher Weise in der entsprechen den Position von Hand kurz angehalten, worauf die Sperrklinke (12) an einem entsprechenden Rastzahn (19) der Rastscheibe (11) einrastet. Zum weiteren Öffnen der Heckklappe (4) muß diese nun soweit in Schließrichtung gedrückt werden, bis sich die Sperr klinke (12) am nachfolgenden Rastzahn (19) befindet. Durch die nun mögliche Rotationsbeschleunigung der Schwungscheibe (7) bei einem Loslassen der Heckklappe (4) wird die Sperrklinke (12) erneut nach außen getrieben, wodurch die Sperrklinke (12) ausgesteuert wird. Die Bewegung der Heckklappe in Öffnungs richtung kann daher ungehindert ablaufen.

Bei einer nicht dargestellten Ausführung der Erfindung ist als Schutz vor einer Beschädigung der Halteeinrichtung (3), die bei einem gewaltsamen Hochdrücken der Heckklappe (4) in arretierter Position auftreten kann, eine Rutschkupplung zwischen der Rast scheibe (11) und der Halteplatte (9) vorgesehen. Bei dieser Ausführung ist die Rastscheibe (11) somit nicht einstückig mit der Halteplatte (9), sondern unter Zwischenschaltung einer Rei bungsbremse, die bei zu hohen Belastungen durchrutscht, an der Halteplatte (9) ortsfest angeordnet.

Claims

1. Bewegliches Karosserieteil an einem Kraftfahrzeug, ins besondere Heckklappe eines Personenkraftwagens, das um eine Scharnierachse schwenkbar gelagert ist, mittels wenigstens einer Druckeinrichtung aus einer geschlossenen in eine geöff nete Position drückbar ist und mittels einer Halteeinrichtung in einer gewünschten Stellung zwischen der geschlossenen und der geöffneten Endposition fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Karosserieteil (4) verbundenes Halteelement (6) vorgesehen ist, das mittels einer die Schwenkbewegung des Karosserieteils (4) in eine Rotation einer Schwungscheibe (7) übertragenden Übersetzungseinrichtung mit der drehbar gelager ten Schwungscheibe (7) in Wirkverbindung steht, auf der exzen trisch ein mittels einer Feder (13) im wesentlichen radial nach innen belastetes Rastelement (12) drehbar gelagert ist, dessen Massenschwerpunkt sich in Abstand zu seiner Drehachse (15) be findet, und die eine ortsfeste Rastscheibe (11) konzentrisch umschließt, die mit mehreren über ihren Umfang verteilten Rast stellen (19) versehen ist, in die das Rastelement (12) bei Unterschreiten einer die Kraft der Feder (13) aufhebenden Zen trifugalkraft einrastet.

2. Karosserieteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Rastelement eine Sperrklinke (12) vorgesehen ist, die formschlüssig in die Raststellen (19) der Rastscheibe (11) ein rastbar ist.

3. Karosserieteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastscheibe (11) als Raststellen Rastzähne (19) auf weist, die in einem Drehsinn steile Zahnflanken (17) aufweisen, die formschlüssig mit der Sperrklinke (12) in Eingriff bringbar sind, und im entgegengesetzten Drehsinn mit flachen Zahnflanken (18) versehen sind, die ein Entlanggleiten der Sperrklinke (12) ermöglichen.

4. Karosserieteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastscheibe (11) mittels einer Rutschkupplung ortsfest gelagert ist.