Betätigungs-Vorrichtung und Verfahren zum Betätigen von Karosserie-Bauteilen eines Fahrzeuges

Abstract

 Bei einer Betätigungs-Vorrichtung (2a) zum Betätigen von Karosserie-Bauteilen eines Fahrzeuges ist zur Verbesserung der Einsatzmöglichkeiten eine Antriebs-Einheit (9a) vorgesehen, die derart ausgebildet ist, dass eine Drehachse (18) eines Antriebs-Motors (11a) im Wesentlichen parallel zu einer Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) verläuft. Durch eine derartige Ausbildung der Antriebs-Einheit (9a) kann der Antriebs-Motor (11a) stirnseitig an ein Gehäuse (12a) angeordnet werden, wodurch die Bauhöhe der Betätigungs-Vorrichtung (2a) reduziert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Betätigungs-Vorrichtung zum Betätigen von Karosserie-Bauteilen, insbesondere einer Heckklappe, eines Fahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betätigen von Karosserie-Bauteilen, insbesondere einer Heckklappe, eines Fahrzeuges.

[0002] Aus der DE 10 2005 042 408 A1 ist eine Betätigungs-Vorrichtung zum Betätigen einer Heckklappe eines Fahrzeuges bekannt. Die Betätigungs-Vorrichtung weist eine Antriebs-Einheit mit ersten Anschlag-Elementen und eine Kraftübertragungs-Einheit mit zweiten Anschlag-Elementen auf. Die ersten Anschlag-Elemente sind relativ zu dem jeweils zugehörigen zweiten Anschlag-Element entlang einer Kraftübertragungs-Richtung verlagerbar, so dass die Antriebs-Einheit und die Kraftübertragungs-Einheit koppelbar und entkoppelbar sind. Der Antriebs-Motor der Antriebs-Einheit ist seitlich an dem Gehäuse der Betätigungs-Vorrichtung angeordnet. Die Drehbewegung des Antriebs-Motors wird über ein als Zahnrad ausgebildetes Antriebs-Element und zugehörige Zahnstangen in eine translatorische Bewegung der ersten Anschlag-Elemente umgewandelt. Nachteilig bei einer derartigen Betätigungs-Vorrichtung ist, dass diese eine große Bauhöhe aufweist, was den Einsatzbereich in einem Fahrzeug stark einschränkt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungs-Vorrichtung und ein Verfahren zum Betätigen von Karosserie-Bauteilen eines Fahrzeuges derart weiterzubilden, dass die Einsatzmöglichkeiten der Betätigungs-Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug verbessert werden.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Betätigungs-Vorrichtung und ein Verfahren zum Betätigen von Karosserie-Bauteilen eines Fahrzeuges mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 8. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Antriebs-Einheit derart ausgebildet ist, dass die Drehachse des Antriebs-Motors im Wesentlichen parallel zu der Kraftübertragungs-Richtung verläuft. Durch eine derartige Ausbildung der Antriebs-Einheit ist es möglich, den Antriebs-Motor stirnseitig an dem Gehäuse der Betätigungs-Vorrichtung anzuordnen, so dass die Bauhöhe der Betätigungs-Vorrichtung reduziert wird. Die damit verbundene Erhöhung der Baulänge der Betätigungs-Vorrichtung ist in den meisten Anwendungsfällen unproblematisch. Dadurch, dass die Bauhöhe reduziert wird, ist die Betätigungs-Vorrichtung flexibler einsetzbar, so dass die Einsatzmöglichkeiten der Betätigungs-Vorrichtung verbessert werden.

[0005] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0006] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer Betätigungs-Vorrichtung zum Betätigen einer Heckklappe eines Fahrzeuges bei geschlossener Heckklappe,

Fig. 2

eine schematische Darstellung der Betätigungs-Vorrichtung gemäß Figur 1 bei geöffneter Heckklappe,

Fig. 3

eine Schnittdarstellung durch die Betätigungs-Vorrichtung in einer Ruhestellung bei geschlossener Heckklappe gemäß Fig. 1,

Fig. 4

eine Schnittdarstellung durch die Betätigungs-Vorrichtung in einer Öffnungsstellung bei geöffneter Heckklappe gemäß Fig. 2,

Fig. 5

eine Schnittdarstellung durch die Betätigungs-Vorrichtung in einer Schließstellung bei geschlossener Heckklappe gemäß Fig. 1,

Fig. 6

eine Schnittdarstellung durch die Betätigungs-Vorrichtung gemäß Fig. 5 entlang der Schnittlinie VI-VI, und

Fig. 7

eine Schnittdarstellung durch eine Betätigungs-Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Schließstellung bei geschlossener Heckklappe.

[0007] In den Fig. 1 und 2 ist eine in ein Kraftfahrzeug 1 montierte Betätigungs-Vorrichtung 2 zum Betätigen eines als Heckklappe ausgebildeten Karosserie-Bauteils 3 schematisch dargestellt. Nachfolgend wird das Karosserie-Bauteil 3 als Heckklappe bezeichnet. Die Heckklappe 3 ist mit Schwenk-Bügeln 4 verbunden, die zum Öffnen und Schließen der Heckklappe 3 um eine Schwenkachse 5 schwenkbar an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet sind. Zum Verriegeln der Heckklappe 3 im geschlossenen Zustand ist eine in den Fig. 1 und 2 lediglich angedeutete Verriegelungs-Einheit 6 in Form eines Heckklappen-Schlosses vorgesehen. Die Verriegelungs-Einheit 6 ist in bekannter Weise ausgebildet und an der Heckklappe 3 des Kraftfahrzeuges 1 angeordnet.

[0008] Zum selbsttätigen Öffnen der Heckklappe 3 sind Energiespeicher-Elemente 7 vorgesehen, die als Schraubenfedern ausgebildet sind. Die Energiespeicher-Elemente 7 sind jeweils mit einem ersten Ende an dem Kraftfahrzeug 1 und mit einem zweiten Ende an einer Befestigungs-Lasche 8 des jeweiligen Schwenk-Bügels 4 befestigt. Die Energiespeicher-Elemente 7 sind derart ausgelegt, dass das durch die Gewichtskraft der Heckklappe 3 erzeugte Drehmoment um die Schwenkachse 5 von den Energiespeicher-Elementen 7 überkompensiert wird, so dass die Heckklappe 3 selbsttätig aus einer geschlossenen Position gemäß Fig. 1 in eine geöffnete Position gemäß Fig. 2 schwenkt, sobald die Verriegelungs-Einheit 6 entriegelt wird. Eine derartige Auslegung der Energiespeicher-Elemente 7 ist für den Einsatz der nachfolgend beschriebenen Betätigungs-Vorrichtung 2 zwingend. Die Energiespeicher-Elemente 7 können je nach Anwendung und Auslegung beliebig, beispielsweise in Form von Zugfedern, Druckfedern, Gasdruckfedern, Drehstabfedern oder Zusatzgewichten, ausgebildet sein.

[0009] Die Betätigungs-Vorrichtung 2 wird aus einer elektromechanischen Antriebs-Einheit 9 zum Erzeugen von Betätigungs-Kräften und einer Kraftübertragungs-Einheit 10 zum Übertragen dieser Betätigungs-Kräften auf die Heckklappe 3 gebildet. Die Antriebs-Einheit 9 weist einen elektronisch ansteuerbaren Antriebs-Motor 11 auf, der außerhalb und im Wesentlichen mittig an einem quaderförmigen Gehäuse 12 angeordnet ist. Das Gehäuse 12 ist zweiteilig ausgebildet und weist einen Gehäuse-Grundkörper 13 und einen an diesem befestigbaren Gehäuse-Deckel 14 auf, wobei der Gehäuse-Grundkörper 13 und der Gehäuse-Deckel 14 einen Gehäuse-Innenraum 15 begrenzen. Der Antriebs-Motor 11 ist an der dem Gehäuse-Deckel 14 abgewandten Seite des Gehäuse-Grundkörpers 13 angeordnet, wobei der Antriebs-Motor 11 zur Verdrehsicherung gegenüber dem Gehäuse 12 einteilig angeformte und stufenförmig ausgebildete Befestigungs-Stifte 16 aufweist, die in entsprechend ausgeformte Gehäuse-Ausnehmungen 17 eingreifen. Die Befestigung des Antriebs-Motors 11 an dem Gehäuse 12 erfolgt mittels bekannter Befestigungs-Mittel.

[0010] Eine um eine Drehachse 18 drehantreibbare Antriebs-Welle 19 des Antriebs-Motors 11 ist durch eine den Gehäuse-Grundkörper 13 durchbrechende und als erstes Lager ausgebildete Gehäuse-Bohrung 20 in den Gehäuse-Innenraum 15 geführt. Die Antriebs-Welle 19 erstreckt sich durch den Gehäuse-Innenraum 15 bis zu dem Gehäuse-Deckel 14 und ist in einer als zweites Lager ausgebildeten Gehäuse-Deckel-Bohrung 21 drehbar um die Drehachse 18 aufgenommen. Zwischen dem Gehäuse-Grundkörper 13 und dem Gehäuse-Deckel 14 ist im Gehäuse-Innenraum 15 auf der Antriebs-Welle 19 ein als Zahnrad ausgebildetes Antriebs-Element 22 angeordnet, das mit der Antriebs-Welle 19 verbunden und mittels des Antriebs-Motors 11 um die Drehachse 18 drehantreibbar ist. Das Antriebs-Element wird nachfolgend als Zahnrad 22 bezeichnet. Zur Lagerung des Zahnrades 22 in dem Gehäuse-Grundkörper 13 weist dieses einen einteilig angeformten Lager-Fortsatz 23 auf, der in einer entsprechend ausgeformten und konzentrisch zu der Drehachse 18 angeordneten Lager-Ausnehmung 24 aufgenommen ist. Alternativ können auch mehrere Zahnräder 22 oder zusätzlich ein in den Antriebs-Motor 11 integriertes Getriebe vorgesehen sein.

[0011] Der Gehäuse-Innenraum 15 ist im Wesentlichen H-förmig ausgebildet, wobei sich ausgehend von dem Gehäuse-Grundkörper 13 zwei einteilig mit diesem ausgebildete Gehäuse-Stege 25 in den Gehäuse-Innenraum 15 bis zu dem Zahnrad 22 erstrecken. Der Gehäuse-Grundkörper 13, der Gehäuse-Deckel 14 und die Gehäuse-Stege 25 bilden Führungen für eine erste Zahnstange 26 und eine zweite Zahnstange 27 aus, die in dem Gehäuse-Innenraum 15 angeordnet sind. Die Zahnstangen 26, 27 sind mit dem Zahnrad 22 verzahnt, wobei bei einer Drehung des Zahnrades 22 in einer Dreh-Richtung 28 die erste Zahnstange 26 in eine erste Kraftübertragungs-Richtung 29 und die zweite Zahnstange 27 in eine zweite Kraftübertragungs-Richtung 30 verlagerbar ist. Die Drehachse 18 des Antriebs-Motors 11 verläuft quer, insbesondere senkrecht, zu den Kraftübertragungs-Richtungen 29, 30.

[0012] Die erste Zahnstange 26 weist an einer dem Zahnrad 22 abgewandten Seite ein erstes Anschlag-Element 31 auf, das quer zu der ersten Kraftübertragungs-Richtung 29 hervorspringend und einteilig an einem - in der ersten Kraftübertragungs-Richtung 29 betrachtet - ersten Ende der Zahnstange 26 ausgebildet ist. Das erste Anschlag-Element 31 weist eine entlang der ersten Kraftübertragungs-Richtung 29 verlaufende Anschlag-Element-Nut 32 auf, die das erste Anschlag-Element 31 vollständig durchbricht. Das hervorspringend ausgebildete erste Anschlag-Element 31 erstreckt sich in eine durch den Gehäuse-Grundkörper 13 und den Gehäuse-Deckel 14 gebildete Aufnahme-Nut 33. Die Aufnahme-Nut 33 bildet entlang der ersten Kraftübertragungs-Richtung 29 einen Freiraum für die Bewegung des ersten Anschlag-Elements 31 aus. Die zweite Zahnstange 27 ist mit einem entsprechend ausgebildeten und angeordneten ersten Anschlag-Element 31 versehen.

[0013] Die Antriebs-Einheit 9 umfasst im den Antriebs-Motor 11, das Gehäuse 12, das Zahnrad 22 und die erste und zweite Zahnstange 26, 27 mit dem jeweils ersten Anschlag-Element 31.

[0014] Die Kraftübertragungs-Einheit 10 weist ein der ersten Zahnstange 26 zugeordnetes erstes Betätigungs-Element 34 und ein der zweiten Zahnstange 27 zugeordnetes zweites Betätigungs-Element 35 auf. Die Betätigungs-Elemente 34, 35 sind jeweils an einem dem Gehäuse 12 abgewandten Ende an der Befestigungs-Lasche 8 des zugehörigen Schwenk-Bügels 4 der Heckklappe 3 befestigt. Die Betätigungs-Elemente 34, 35 sind als Bowdenzüge ausgebildet und ermöglichen eine Übertragung von Zugkräften. Die Betätigungs-Elemente werden nachfolgend als Bowdenzüge 34, 35 bezeichnet. Die Bowdenzüge 34, 35 sind in bekannterweise aufgebaut und weisen eine flexible Bowdenzug-Hülle 36 und ein darin geführtes Bowdenzug-Seil 37 auf.

[0015] Das Bowdenzug-Seil 37 des ersten Bowdenzugs 34 ist durch eine den Gehäuse-Grundkörper 13 durchbrechende erste Durchführungs-Öffnung 38 in den Gehäuse-Innenraum 15 geführt. Die erste Durchführungs-Öffnung 38 erstreckt sich entlang der ersten Kraftübertragungs-Richtung 29 und ist an der dem ersten Anschlag-Element 31 zugewandten Seite des Gehäuse-Grundkörpers 13 derart angeordnet, dass diese im Wesentlichen mit der Anschlag-Element-Nut 32 fluchtet. Das Bowdenzug-Seil 37 weist an seinem in den Gehäuse-Innenraum 15 geführten Ende ein zweites Anschlag-Element 39 auf. Das zweite Anschlag-Element 39 ist mit dem Bowdenzug-Seil 37 verbunden und in der ersten Kraftübertragungs-Richtung 29 dem ersten Anschlag-Element 31 derart nachgeordnet, dass das Bowdenzug-Seil 37 im Wesentlichen geradlinig durch den Gehäuse-Innenraum 15 und die Anschlag-Element-Nut 32 geführt ist. Das zweite Anschlag-Element 39 weist einen im Vergleich zu der Anschlag-Element-Nut 32 größeren Durchmesser auf, so dass das erste Anschlag-Element 31 und das zweite Anschlag-Element 39 eine Hinterschneidung ausbilden. Das erste Anschlag-Element 31 wirkt zur Übertragung einer Betätigungs-Kraft von der Antriebs-Einheit 9 auf die Kraftübertragungs-Einheit 10 mit dem zweiten Anschlag-Element 39 zusammen. Die Kraftübertragung von dem ersten Anschlag-Element 31 auf das zweite Anschlag-Element 39 erfolgt dabei durch Anliegen der Anschlag-Elemente 31, 39 aneinander. Das Bowdenzug-Seil 37 des zweiten Bowdenzugs 35 ist in entsprechender Weise in den Gehäuse-Innenraum 15 geführt und mit einem zweiten Anschlag-Element 39 versehen.

[0016] Zwischen den Anschlag-Elementen 31, 39 ist jeweils ein elastisches Dämpfungs-Element 40 angeordnet. Die Dämpfungs-Elemente 40 dienen zur Dämpfung des Anschlagens der Anschlag-Elemente 31, 39 aneinander. Das zur Kraftübertragung erforderliche Anliegen der Anschlag-Elemente 31, 39 aneinander - wie oben beschrieben - umfasst somit das mittelbare Anliegen der Anschlag-Elemente 31, 39 aneinander, wobei die Anschlag-Elemente 31, 39 unmittelbar gegen das jeweilige Dämpfungs-Element 40 anliegen.

[0017] Die zweiten Anschlag-Elemente 39 sind an einer den Dämpfungs-Elementen 40 abgewandten Seite jeweils mit einem Feder-Element 41 in Form einer Schraubenfeder verbunden. Die Feder-Elemente 41 erstrecken sich im Wesentlichen entlang der jeweiligen Kraftübertragungs-Richtung 29, 30 und sind relativ zu den ersten Anschlag-Elementen 31 gegenüberliegend zu der jeweiligen ersten Durchführungs-Öffnung 38 an dem Gehäuse-Grundkörper 13 befestigt.

[0018] Die Kraftübertragungs-Einheit 10 umfasst die Betätigungs-Elemente 34, 35, die zweiten Anschlag-Elemente 39, die Dämpfungs-Elemente 40 und die Feder-Elemente 41.

[0019] Zum Ausgleichen der mittels der Bowdenzüge 34, 35 auf die Heckklappe 3 übertragenen Betätigungs-Kräfte weist die Betätigungs-Vorrichtung 2 ein Synchronisations-Element 42 auf. Das Synchronisations-Element 42 ist außerhalb des Gehäuses 12 angeordnet und umgibt dieses. Das Synchronisations-Element 42 weist einen sich im Wesentlichen entlang der Kraftübertragungs-Richtungen 29, 30 erstreckenden Führungs-Abschnitt 43 und zwei quer zu dem Führungs-Abschnitt 43 verlaufende Halte-Abschnitte 44 auf. Der Führungs-Abschnitt 43 umfasst zwei U-förmige Führungs-Schienen 45, die das Gehäuse 12 seitlich umgreifen. Der Führungs-Abschnitt 43 liegt gegen das Gehäuse 12 an und ist entlang der Kraftübertragungs-Richtungen 29, 30 verlagerbar. Der Führungs-Abschnitt 43 weist entlang der Kraftübertragungs-Richtungen 29, 30 eine um den Betrag ΔL größere Länge als das Gehäuse 12 auf. Die Halte-Abschnitte 44 sind an einander gegenüberliegenden Seiten des Führungs-Abschnittes 43 angeordnet und an den freien Enden der Führungs-Schienen 45 befestigt. Das Synchronisations-Element 42 ist als Blechbiegeteil ausgebildet.

[0020] Die Halte-Abschnitte 44 weisen jeweils eine zweite Durchführungs-Öffnung 46 zum Durchführen der Bowdenzug-Seile 37 der Bowdenzüge 34, 35 auf. Die zweiten Durchführungs-Öffnungen 46 fluchten zu der jeweils zugehörigen ersten Durchführungs-Öffnung 38. Die Bowdenzug-Seile 37 der Bowdenzüge 34, 35 sind durch die jeweilige zweite Durchführungs-Öffnung 46 durch die Halte-Abschnitte 44 des Synchronisations-Elements 42 geführt. Die Bowdenzug-Hüllen 36 der Bowdenzüge 34, 35 liegen an der jeweils dem Gehäuse 12 abgewandten Seite der Halte-Abschnitte 44 gegen diese an.

[0021] Die Betätigungs-Vorrichtung 2 ist im Kraftfahrzeug 1 im Bereich unterhalb der Heckablage angeordnet und dort befestigt. Zur Ansteuerung der Antriebs-Einheit 9 ist eine nicht dargestellte Steuer-Einheit vorgesehen. Die Steuer-Einheit ist im Bereich des Antriebs-Motors 11 angeordnet und steht in Signalverbindung mit Sensoren und mit einer Zentral-Steuer-Einheit für das Kraftfahrzeug 1. Alternativ kann die Antriebs-Einheit 9 auch von der Zentral-Steuer-Einheit ansteuerbar sein.

[0022] Je nach gewünschtem Funktionsumfang der Betätigungs-Vorrichtung 2 sind verschiedene in Signalverbindung mit der Steuer-Einheit stehende Sensoren vorgesehen. In der einfachsten Ausführung weist die Betätigungs-Vorrichtung 2 als Sensoren-Endschalter zur Detektion der Ruhestellung gemäß Fig. 3 und der Schließstellung gemäß Fig. 5 auf. Zur Erfassung der Position der Heckklappe 3 kann ferner ein Positionssensor in die Betätigungs-Vorrichtung 2 integriert werden. Weiterhin kann zur Erfassung der Geschwindigkeit des Antriebs-Motors 11 ein Geschwindigkeitssensor, beispielsweise ein Hall-Sensor, vorgesehen sein.

[0023] Im Folgenden wird die Funktion der Betätigungs-Vorrichtung 2 beim manuellen und automatischen Betätigungen der Heckklappe 3 beschrieben. Zunächst wird ausgehend von Fig. 1 und Fig. 3 das Öffnen der Heckklappe 3 betrachtet. Die Heckklappe 3 ist zunächst geschlossen und durch die Verriegelungs-Einheit 6 verriegelt. Die Energiespeicher-Elemente 7 sind in der geschlossenen Position der Heckklappe 3 vorgespannt. Die Betätigungs-Vorrichtung 2 ist in der in Fig. 3 gezeigten Ruhestellung, wobei die jeweils zusammenwirkenden ersten und zweiten Anschlag-Elemente 31, 39 entlang der jeweiligen Kraftübertragungs-Richtung 29, 30 maximal voneinander beabstandet sind. Die Bowdenzüge 34, 35 sind durch die Zugkraft der Feder-Elemente 41 maximal in den Gehäuse-Innenraum 15 gezogen. Die Zahnstangen 26, 27 sind derart in dem Gehäuse-Innenraum 15 angeordnet, dass die ersten Anschlag-Elemente 31 unmittelbar zu der jeweiligen ersten Durchführungs-Öffnung 38 benachbart angeordnet sind. Das Synchronisations-Element 42 ist relativ zu dem Gehäuse 12 mittig angeordnet, so dass der jeweilige Halte-Abschnitt 44 von dem Gehäuse 12 um ΔL/2 beabstandet ist. Zum Öffnen der Heckklappe 3 wird zunächst die Verriegelungs-Einheit 6 entriegelt. Dies kann entweder rein manuell oder ferngesteuert erfolgen. Nach dem Entriegeln der Heckklappe 3 öffnet diese aufgrund der vorgespannten Energiespeicher-Elemente 7 selbsttätig und schwenkt in die in Fig. 2 gezeigte Position. Durch das Verschwenken der Heckklappe 3 werden die an den Befestigungs-Laschen 8 der Schwenk-Bügel 4 befestigten Bowdenzug-Seile 37 der Bowdenzüge 34, 35 mitgenommen und aus dem Gehäuse-Innenraum 15 gezogen. Erreicht die Heckklappe 3 die in Fig. 2 gezeigte Position, so schlagen die zweiten Anschlag-Elemente 39 gegen das jeweilige Dämpfungs-Element 40 an, wobei durch das Herausziehen der Bowdenzug-Seile 37 die Feder-Elemente 41 vorgespannt werden. Diese Öffnungsstellung der Betätigungs-Vorrichtung 2 ist in Fig. 4 gezeigt. Dadurch, dass die Anschlag-Elemente 31, 39 beim Öffnen der Heckklappe 3 nicht gegeneinander anliegen, ist die Antriebs-Einheit 9 von der Kraftübertragungs-Einheit 10 beim Öffnen entkoppelt. Das Öffnen der Heckklappe 3 wird somit durch die Betätigungs-Vorrichtung 2 nicht beeinflusst.

[0024] Nachfolgend wird ausgehend von den Fig. 2 und 4 das manuelle Schließen der Heckklappe 3 beschrieben. Die Heckklappe 3 befindet sich in der in Fig. 2 gezeigten geöffneten Position. Die Betätigungs-Vorrichtung 2 weist die in Fig. 4 gezeigte Öffnungsstellung auf. Beim Schließen der Heckklappe 3 wird diese manuell in die in Fig. 1 gezeigte Position verschwenkt. Beim Verschwenken werden die an den Befestigungs-Laschen 8 der Schwenk-Bügel 4 befestigten Bowdenzüge 34, 35 entlastet und durch die vorgespannten Feder-Elemente 41 wieder in den Gehäuse-Innenraum 15 gezogen, bis sie die in Fig. 3 gezeigte Ruhestellung erreichen. Beim Schließen entfernen sich die zweiten Anschlag-Elemente 39 wieder von den zugehörigen ersten Anschlag-Elementen 31. Das Schließen ist durch das Verriegeln der Heckklappe 3 mittels der Verriegelungs-Einheit 6 abgeschlossen. Dadurch, dass die Anschlag-Elemente 31, 39 beim manuellen Schließen beabstandet voneinander sind, ist die Antriebs-Einheit 9 von der Kraftübertragungs-Einheit 10 auch beim Schließen der Heckklappe 3 entkoppelt, so dass ein uneingeschränktes manuelles Schließen der Heckklappe 3 möglich ist. Die Antriebs-Einheit 9 wird weder beim Öffnen noch beim manuellen Schließen der Heckklappe 3 aktiviert.

[0025] Nachfolgend wird das automatische Öffnen und Schließen der Heckklappe 3 beschrieben. Das automatische Öffnen der Heckklappe 3 unterscheidet sich in einer ersten Betriebsweise der Betätigungs-Vorrichtung 2 von dem manuellen Öffnen nicht. Somit wird auf die Ausführungen zum manuellen Öffnen verwiesen.

[0026] Ausgehend von den Fig. 2 und 4 wird nachfolgend das automatische Schließen der Heckklappe 3 beschrieben. Das Schließen der Heckklappe 3 wird zunächst manuell aktiviert, beispielsweise durch das Drücken eines Tasters, woraufhin die Steuer-Einheit die Antriebs-Einheit 9 aktiviert. Die Antriebs-Einheit 9 wird von der Steuer-Einheit derart angesteuert, dass der Antriebs-Motor 11 die Antriebs-Welle 19 und das darauf befestigte Zahnrad 22 in der Dreh-Richtung 28 antreibt. Durch das Drehen des Zahnrades 22 werden die Zahnstangen 26, 27 in die jeweils zugehörige Kraftübertragungs-Richtung 29, 30 bewegt, wobei die ersten Anschlag-Elemente 31 die zweiten Anschlag-Elemente 39 mitnehmen. Die mit den zweiten Anschlag-Elementen 39 verbundenen Bowdenzug-Seile 37 der Bowdenzüge 34, 35 werden somit in der jeweiligen Kraftübertragungs-Richtung 29, 30 in den Gehäuse-Innenraum 15 gezogen. Die durch den Antriebs-Motor 11 erzeugten Betätigungs-Kräfte werden durch das Anliegen der Anschlag-Elemente 31, 39 aneinander von der Antriebs-Einheit 9 auf die Kraftübertragungs-Einheit 10 übertragen, wobei die Betätigungs-Kräfte in der jeweiligen Kraftübertragungs-Richtung 29, 30 als Zugkraft auf die mit den zweiten Anschlag-Elementen 39 verbundenen Bowdenzug-Seile 37 wirken. Durch die Bowdenzug-Seile 37 werden die Betätigungs-Kräfte auf die Schwenk-Bügel 4 der Heckklappe 3 übertragen. Die Heckklappe 3 wird somit durch die Betätigungs-Vorrichtung 2 in die in Fig. 1 gezeigte geschlossene Position verschwenkt. Durch das Schließen der Heckklappe 3 werden die Feder-Elemente 41 entlastet. Das Schließen ist durch das Verriegeln der Heckklappe 3 mittels der Verriegelungs-Einheit 6 abgeschlossen. Die Betätigungs-Vorrichtung 2 weist nach dem automatischen Schließen die in Fig. 5 gezeigte Schließstellung auf.

[0027] Beim automatischen Schließen der Heckklappe 3 erfolgt ein Ausgleich der Betätigungs-Kräfte über das relativ zu dem Gehäuse 12 schwimmend gelagerte Synchronisations-Element 42. Durch die von der Antriebs-Einheit 9 erzeugten und auf die Bowdenzug-Seile 37 wirkenden Betätigungs-Kräfte wird jeweils eine Reaktions-Kraft erzeugt, die über den jeweiligen Halte-Abschnitt 44 von der zugehörigen Bowdenzug-Hülle 36 auf das Synchronisations-Element 42 übertragen wird. Sind die über die Bowdenzüge 34, 35 übertragenen Betätigungs-Kräfte ungleich, so führt dies zu entsprechend ungleichen Reaktions-Kräften, die in entgegengesetzter Richtung auf das Synchronisations-Element 42 wirken. Dadurch, dass das Synchronisations-Element 42 relativ zu dem Gehäuse 12 schwimmend gelagert und entlang der Kraftübertragungs-Richtungen 29, 30 verlagerbar ist, wird das Synchronisations-Element 42 solange verlagert, bis sich die Reaktions-Kräfte und dementsprechend die Betätigungs-Kräfte ausgleichen. Das Synchronisations-Element 42 ist dann nicht länger mittig zu dem Gehäuse 12 angeordnet. Dies ist in Fig. 5 gezeigt.

[0028] Zum erneuten Öffnen der Heckklappe 3 wird die Antriebs-Einheit 9 derart angesteuert, dass das Zahnrad 22 entgegen die Dreh-Richtung 28 angetrieben wird und die Zahnstangen 26, 27 entgegen die jeweilige Kraftübertragungs-Richtung 29, 30 bewegt werden. Dadurch, dass die zweiten Anschlag-Elemente 39 aufgrund der geschlossenen Heckklappe 3 in ihrer Position verharren, entfernen sich die ersten Anschlag-Elemente 31 von diesen. Dieser Vorgang wird als Reversieren bezeichnet. Das Reversieren wird unmittelbar nach dem Verriegeln der Heckklappe 3 mittels der Verriegelungs-Einheit 6 eingeleitet, um ein erneutes Öffnen der Heckklappe 3 sofort zu ermöglichen. Das Reversieren der Betätigungs-Vorrichtung 2 ist abgeschlossen, wenn diese die in Fig. 3 gezeigte Ruhestellung erreicht. Beim Reversieren verharrt das Synchronisations-Element 42 in seiner Stellung.

[0029] Zusätzlich kann die Betätigungs-Vorrichtung 2 beim automatischen Schließen der Heckklappe 3 mit einer elektromechanischen Zuzieh-Vorrichtung zusammenwirken, die an der Verriegelungs-Einheit 6 angreift. Durch eine derartige bekannte Zuzieh-Vorrichtung muss bei der Antriebs-Einheit 9 keine zusätzliche Kraft vorgehalten werden, um den kurz vor dem Schließen der Heckklappe 3 auftretenden Kraftanstieg aufgrund der Deformation von Dichtungen und aufgrund von der Luftverdrängung im Innenraum des Kraftfahrzeuges 1 aufzubringen.

[0030] Die Betätigungs-Vorrichtung 2 erlaubt einerseits ein uneingeschränktes manuelles Betätigen der Heckklappe 3 und andererseits ein automatisches Betätigen der Heckklappe 3, wobei eine elektromechanische Kupplung zur Entkopplung der Antriebs-Einheit 9 und der Kraftübertragungs-Einheit 10 nicht erforderlich ist. Dadurch, dass die Anschlag-Elemente 31, 39 voneinander beabstandet anordenbar sind, wird einerseits eine Entkopplung der Antriebs-Einheit 9 von der Kraftübertragungs-Einheit 10 ermöglicht und dadurch, dass die Anschlag-Elemente 31, 39 aneinander anliegend anordenbar sind, ist eine Übertragung der Betätigungs-Kräfte von der Antriebs-Einheit 9 auf die Kraftübertragungs-Einheit 10 möglich. Das Synchronisations-Element 42 stellt einen Ausgleich der Betätigungs-Kräfte bei Fertigungstoleranzen der Betätigungs-Vorrichtung 2 oder der Heckklappe 3 sicher.

[0031] Bei einer zweiten Betriebsweise der Betätigungs-Vorrichtung 2 kann die Antriebs-Einheit 9 zur Regelung der Geschwindigkeit der Heckklappe 3 beim selbsttätigen Öffnen genutzt werden. Die Betätigungs-Vorrichtung 2 verharrt dabei nicht in der Fig. 3 gezeigten Ruhestellung, sondern wird derart angesteuert, dass die ersten Anschlag-Elemente 31 den zweiten Anschlag-Elementen 39 beim Öffnen in der jeweiligen Kraftübertragungs-Richtung 29, 30 vorauslaufen und dadurch die freie Bewegung der zweiten Anschlag-Elemente 39 bremsen und den zweiten Anschlag-Elementen 39 eine gewünschte Geschwindigkeit aufzwingen. Ist die Antriebs-Einheit 9 zusätzlich selbsthemmend ausgelegt oder mit einem zusätzlichen BremsElement versehen, so kann die Heckklappe 3 auch in beliebigen Zwischenstellungen angehalten werden. Das Synchronisations-Element 42 stellt auch in dieser Betriebsweise einen Ausgleich der Betätigungs-Kräfte sicher.

[0032] Mittels der Steuer-Einheit kann die Antriebs-Einheit 9 zusätzlich derart angesteuert werden, dass ein Einklemmschutz beim Schließen der Heckklappe 3 realisiert wird. Hierzu wird von der Steuer-Einheit die Stromaufnahme des Antriebs-Motors 11 überwacht und ausgewertet. Positionssensoren, Geschwindigkeitssensoren und/oder taktile Sensorleisten an der Heckklappe 3 können zusätzlich zur Realisierung eines Einklemmschutzes verwendet werden.

[0033] Die Betätigungs-Vorrichtung 2 kann zum Betätigen beliebiger verschwenkbarer oder verschiebbarer Karosserie-Bauteile 3 eingesetzt werden, beispielsweise für Klappen, Türen, Spoiler oder Abdeckungen. Weiterhin können die zu betätigenden Karosserie-Bauteile 3 mit einem Eingelenk-Scharnier oder Mehrgelenk-Scharnier, in einer Linearführung oder in einer Führung mit beliebigem Bahnverlauf gelagert sein.

[0034] Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie in der vorangegangenen Beschreibung, auf die hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Antriebs-Einheit 9a der Betätigungs-Vorrichtung 2a derart ausgebildet ist, dass die Drehachse 18 des Antriebs-Motors 11a im Wesentlichen parallel zu den Kraftübertragungs-Richtungen 29, 30 verläuft. Der Antriebs-Motor 11a ist mit einem Getriebe 47 gekoppelt, das stirnseitig an dem Gehäuse 12a befestigt ist. Das Getriebe 47 ist mit dem Antriebs-Element 22a gekoppelt, das als Verlängerungs-Welle ausgebildet ist. Das Antriebs-Element 22a ist durch die Gehäuse-Bohrung 20a in den Gehäuse-Innenraum 15a geführt, wobei das Antriebs-Element 22a in der Gehäuse-Bohrung 20a gleichzeitig gelagert wird. Das Antriebs-Element 22a weist eine Antriebs-Element-Drehachse 48 auf, die parallel zu der Drehachse 18 verläuft und von dieser beabstandet ist. Die Antriebs-Element-Drehachse 48 verläuft im Wesentlichen parallel zu den Kraftübertragungs-Richtungen 29, 30.

[0035] Die Antriebs-Einheit 9a weist ferner eine erste Schnecken-Welle 49 und eine zweite Schnecken-Welle 50 auf. Das Antriebs-Element 22a ist an einer dem Antriebs-Motor 11a gegenüberliegenden Seite mit der ersten Schnecken-Welle 49 konzentrisch verbunden. Eine erste Schnecken-Welle-Drehachse 51 der ersten Schnecken-Welle 49 fluchtet somit mit der Antriebs-Element-Drehachse 48. Die erste Schnecken-Welle 49 ist mit der zweiten Schnecken-Welle 50 über eine Stirnrad-Verzahnung 52 gekoppelt. Die Stirnrad-Verzahnung 52 weist ein erstes Stirn-Zahnrad 53 und ein zweites Stirn-Zahnrad 54 auf, die ineinander greifen. Das erste Stirn-Zahnrad 53 ist an einem dem Antriebs-Element 22a abgewandten freien Ende der ersten Schnecken-Welle 49 einteilig an diese angeformt. Entsprechend ist das zweite Stirn-Zahnrad 54 an ein freies Ende der zweiten Schnecken-Welle 50 einteilig angeformt. Die zweite Schnecken-Welle 50 weist eine zweite Schnecken-Welle-Drehachse 55 auf, die parallel zu der ersten Schnecken-Welle-Drehachse 51 verläuft und beabstandet zu dieser ist. Die Schnecken-Wellen 49, 50 und das Antriebs-Element 22a sind in einem Lager-Bauteil 56 aufgenommen, das ortsfest in dem Gehäuse 12a befestigt ist und die Schnecken-Wellen 49, 50 sowie das Antriebs-Element 22a drehbar lagert.

[0036] Die Schnecken-Wellen 49, 50 weisen gewindeförmig verlaufende Schneckenstege auf, die mit einer Schnecken-Verzahnung der jeweils zugehörigen Zahnstange 26a, 27a in Eingriff stehen. Die Schnecken-Stege und die Schnecken-Verzahnung sind im Querschnitt trapezförmig ausgebildet.

[0037] Das Synchronisations-Element 42a liegt mit dem Führungs-Abschnitt 43a gegen das Gehäuse 12a an und ist entlang der Kraftübertragungs-Richtungen 29, 30 verlagerbar. Die Halte-Abschnitte 44a dienen jeweils als Widerlager für die Bowdenzug-Hüllen 36 der Bowdenzüge 34, 35.

[0038] Zum Schließen der Heckklappe 3 treibt der Antriebs-Motor 11a über das Getriebe 47 das Antriebs-Element 22a an, so dass dieses um seine Antriebs-Element-Drehachse 48 rotiert. Die mit dem Antriebs-Element 22a verbundene erste Schnecken-Welle 49 rotiert entsprechend um die erste Schnecken-Welle-Drehachse 51, wobei die Schneckenstege die Schnecken-Verzahnung der ersten Zahnstange 26a kämmen und die erste Zahnstange 26a in der Kraftübertragungs-Richtung 29 verlagert wird. Die erste Schnecken-Welle 49 treibt über die Stirnrad-Verzahnung 52 die zweite Schnecken-Welle 50 an, so dass diese um die zweite Schnecken-Welle-Drehachse 55 rotiert. Aufgrund der Stirnrad-Verzahnung 52 rotiert die zweite Schnecken-Welle 50 in entgegengesetzter Richtung zu der ersten Schnecken-Welle 49. Die Schneckenstege der zweiten Schnecken-Welle 50 kämmen die Schnecken-Verzahnung der zweiten Zahnstange 27a, wobei diese in der Kraftübertragungs-Richtung 30 verlagert wird. Die Zahnstangen 26a, 27a werden somit gegenläufig zueinander verlagert. Die an den Zahnstangen 26a, 27a befestigten ersten Anschlag-Elemente 31 a nehmen in bekannter Weise die zweiten Anschlag-Elemente 39a mit. Dadurch, dass die zweiten Anschlag-Elemente 39a jeweils an dem zugehörigen Bowdenzug-Seil 37 der Bowdenzüge 34, 35 befestigt sind, wird die Heckklappe 3 betätigt und geschlossen.

[0039] Dadurch, dass der Antriebs-Motor 11a stirnseitig an dem Gehäuse 12a angeordnet ist, wird die Bauhöhe der Betätigungs-Vorrichtung 2a reduziert, so dass diese wesentlich flexibler in ein Kraftfahrzeug 1 eingebaut werden kann. Zusätzlich ist die Flächenpressung der Schnecken-Wellen 49, 50 und der Zahnstangen 26a, 27a im Vergleich zu einer Zahnrad-/Zahnstangen-Anordung deutlich geringer, da mehrere Gewindegänge der Schnecken-Wellen 49, 50 mit den Zahnstangen 26a, 27a in Eingriff stehen.

[0040] Das Synchronisations-Element 42a gleicht in bekannter Weise die Betätigungs-Kräfte aus, die über die Bowdenzüge 34, 35 auf die Heckklappe 3 übertragen werden. Dadurch, dass die Bowdenzug-Hüllen 36 an einander gegenüberliegenden Seiten des Synchronisations-Elementes 42a gegen die Halte-Abschnitte 44a anliegen, können sich die Betätigungs-Kräfte über die auf das Synchronisations-Element 42a wirkenden Reaktions-Kräfte ausgleichen.

Ansprüche

1. Betätigungs-Vorrichtung zum Betätigen von Karosserie-Bauteilen eines Fahrzeuges,

a. mit einer elektromechanischen Antriebs-Einheit (9a) zum Erzeugen von Betätigungs-Kräften,

i. die einen elektronisch ansteuerbaren Antriebs-Motor (11a) mit einer Drehachse (18) aufweist,

ii. die mindestens ein von dem Antriebs-Motor (11a) entlang einer Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) verlagerbares erstes Anschlag-Element (31a) aufweist,

iii. wobei die Antriebs-Einheit (9a) derart ausgebildet ist, dass die Drehachse (18) im Wesentlichen parallel zu der Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) verläuft,

b. mit einer Kraftübertragungs-Einheit (10a) zum Übertragen der Betätigungs-Kräfte auf ein Karosserie-Bauteil (3), die

i. mindestens ein mit dem Karosserie-Bauteil (3) verbundenes Betätigungs-Element (34, 35), und

ii. mindestens ein mit dem mindestens einen Betätigungs-Element (34, 35) verbundenes und mit dem mindestens einen ersten Anschlag-Element (31a) zusammenwirkendes zweites Anschlag-Element (39a) aufweist,

c. wobei die Antriebs-Einheit (9a) und die Kraftübertragungs-Einheit (10a) derart ausgebildet sind, dass

i. das mindestens eine erste Anschlag-Elemente (31a) zur Übertragung der Betätigungs-Kräfte auf das mindestens eine zweite Anschlag-Element (39a) entlang der Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) gegen das mindestens eine zweite Anschlag-Element (39a) anliegend anordenbar ist, und

ii. das mindestens eine erste Anschlag-Element (31a) zur Entkopplung der Antriebs-Einheit (9a) von der Kraftübertragungs-Einheit (10a) entlang der Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) von dem mindestens einen zweiten Anschlag-Element (39a) beabstandet anordenbar ist.

2. Betätigungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebs-Motor (11a) stirnseitig an einem Gehäuse (12a) der Betätigungs-Vorrichtung (2a) angeordnet ist.

3. Betätigungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs-Einheit (9a) mindestens eine drehantreibbare Schnecken-Welle (49, 50) und mindestens eine Zahnstange (26a, 27a) mit einer Schnecken-Verzahnung aufweist.

4. Betätigungs-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs-Einheit (9a) ein als Verlängerungs-Welle ausgebildetes Antriebs-Element (22a) aufweist, das mit der mindestens einen Schneckenwelle (49, 50) verbunden ist.

5. Betätigungs-Vorrichtung nach einem der Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebs-Motor (11a) und dem Antriebs-Element (22a) ein Getriebe (47) angeordnet ist, wobei eine Antriebs-Element-Drehachse (48) parallel zu der Drehachse (18) verläuft und von dieser beabstandet ist.

6. Betätigungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schnecken-Welle (49) und eine zweite Schnecken-Welle (50) vorgesehen sind, die über eine Stirnrad-Verzahnung (52) gekoppelt sind.

7. Betätigungs-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schnecken-Welle (49) mit einer ersten Zahnstange (26a) und die zweite Schnecken-Welle (50) mit einer zweiten Zahnstange (27a) in Eingriff steht und die Zahnstangen (26a, 27a) gegenläufig verlagerbar sind.

8. Verfahren zum Betätigen von Karosserie-Bauteilen eines Fahrzeuges, mit den Schritten:

a. Bereitstellen einer Betätigungs-Vorrichtung (2a), mit

i. einer elektromechanischen Antriebs-Einheit (9a) zum Erzeugen von Betätigungs-Kräften,
wobei die Antriebs-Einheit (9a) einen Antriebs-Motor (11a) mit einer Drehachse (18) und mindestens ein entlang einer Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) verlagerbares erstes Anschlag-Element (31a) aufweist, und
wobei die Antriebs-Einheit (9a) derart ausgebildet ist, dass die Drehachse (18) im Wesentlichen parallel zu der Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) verläuft, und

ii. einer Kraftübertragungs-Einheit (10a) zum Übertragen der Betätigungs-Kräfte auf ein Karosserie-Bauteil (3), wobei die Kraftübertragungs-Einheit (10a) mindestens ein mit dem Karosserie-Bauteil (3) verbundenes zweites Anschlag-Element (39a) aufweist, und

b. Ansteuern der Antriebs-Einheit (9) derart, dass

i. das mindestens eine erste Anschlag-Element (31a) zur Übertragung der Betätigungs-Kräfte auf das mindestens eine zweite Anschlag-Element (39a) entlang einer Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) gegen das mindestens eine zweite Anschlag-Element (39a) anliegend angeordnet wird, und

ii. das mindestens eine erste Anschlag-Element (31a) zur Entkopplung der Antriebs-Einheit (9a) von der Kraftübertragungs-Einheit (10a) entlang der Kraftübertragungs-Richtung (29, 30) von dem mindestens einen zweiten Anschlag-Element (39a) beabstandet angeordnet wird.

Zeichnung