DE102009051629B4

DE102009051629B4 - Verschlussdämpferanordnung und Verfahren zum Steuern der Verschwenkbewegung eines Verschlusses an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102009051629B4
Application number: DE102009051629.8A
Authority: DE
Inventors: James H. Shoemaker; Paul R. Meernik; Scott W. Thorpe
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2029-11-03
Also published as: US7731262B2; BRPI0904419A2; US20100109371A1; DE102009051629A1; CN101734290B; CN101734290A

Abstract

Zwischen einer geschlossenen und einer vollständig offenen Stellung verschwenkbare Verschlussanordnung für ein Fahrzeug (20) mit einer Karosseriestruktur (26, 26'), umfassend: einen Verschluss (30); einen Scharniermechanismus (32), der an dem Verschluss (30) angebracht ist und verschwenkbar an der Karosseriestruktur (26, 26') angebracht ist; und eine Dämpferanordnung (40, 40'), die ein Dämpferbetätigungselement (54) und einen Pneumatik-Verschlussdämpfer (42, 42') umfasst, wobei der Verschlussdämpfer (42, 42') einen sich von einer Trägerbasis (46, 46') erstreckenden, hohlen Elastomer-Faltenbalg (44, 44'), eine sich von dem Faltenbalg-Innenbereich zu der Außenumgebung hin erstreckende Öffnung (48, 48') und ein der Trägerbasis (46, 46') entgegengesetztes, unter keiner Zwangskraft stehendes Ende (50, 50') umfasst, wobei ein Element aus der Gruppe von Elementen, die aus dem Dämpferbetätigungselement (54, 54') und der Trägerbasis (46, 46') besteht, an dem Scharniermechanismus (32) angebracht ist und das andere Element aus der Gruppe von Elementen so an der Karosseriestruktur (26) angebracht ist, dass das Dämpferbetätigungselement (54, 54') von dem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende (50, 50') beabstandet ist, wenn sich der Verschluss (30) in der geschlossenen Stellung befindet, und das Dämpferbetätigungselement (54, 54') mit dem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende (50, 50') in Kontakt ist und den Faltenbalg (44, 44') zusammendrückt, wenn sich der Verschluss (30) in der vollständig offenen Stellung befindet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugverschlüsse und im Spezielleren einen Dämpfer für einen Fahrzeugverschluss.
Fahrzeugverschlüsse, die vertikal verschwenkbar sind, weisen oft eine Art Hilfsvorrichtung auf, um einen Bediener beim Hochheben des Verschlusses zu unterstützen (siehe dazu US 7 028 798 B2 , DE 199 06 516 A1 und DE 20 2007 002 306 U1 ). Ein Fahrzeug kann beispielsweise einen Kofferraum mit einem Kofferraumdeckel aufweisen, der nach oben verschwenkbar ist, um Zugriff zu dem Kofferraum zu gewähren. Schwanenhals-Scharniersysteme oder eingelenkige Scharniersysteme können den Kofferraumdeckel tragen und es können dabei Zugfedern, Drehstäbe, Torsionsfedern oder andere Arten von Federmechanismen unterstützend zum Einsatz kommen, um den Kofferraumdeckel in seine vollständig offene Stellung hochzuheben. Die Federn sind so dimensioniert, dass sie die Masse des Verschlusses und die Reibung überwinden, so dass eine nicht unwesentliche Energiemenge abgeführt werden muss, wenn der Verschluss die vollständig offene Stellung erreicht. Zur Berücksichtigung dieser Energie sind bisher Gummistoßfänger verwendet worden, wobei diese jedoch die Energie nicht absorbieren ohne dabei ein Rückprallen zu verursachen, wodurch bewirkt wird, dass der Verschluss zurückschnellt. Dieses Zurückschnellen kann dazu führen, dass der Eindruck eines Verschlusses von minderer Qualität entsteht. Eine andere Lösung besteht in der Verwendung von Hydraulikstreben, welche die Bewegungsgeschwindigkeit steuern, doch diese können für solche Anwendungen zu kostspielig sein und können einen Einbauraum benötigen, der größer als erwünscht ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform wird eine Verschlussanordnung für ein Fahrzeug erwogen, die zwischen einer geschlossenen und einer vollständig offenen Stellung verschwenkbar ist. Die Verschlussanordnung kann einen Verschluss, einen an dem Verschluss angebrachten und drehbar an der Karosseriestruktur angebrachten Scharniermechanismus, sowie eine Dämpferanordnung umfassen. Die Dämpferanordnung kann ein Dämpferbetätigungselement und einen Pneumatik-Verschlussdämpfer umfassen, wobei der Verschlussdämpfer einen sich von einer Trägerbasis erstreckenden, hohlen Elastomer-Faltenbalg, eine sich von dem Faltenbalg-Innenbereich zu der Außenumgebung hin erstreckende Öffnung und ein der Trägerbasis entgegengesetztes und unter keiner Zwangskraft stehendes Ende umfasst. Eines von dem Dämpferbetätigungselement und der Trägerbasis ist an dem Scharniermechanismus angebracht und das andere von der Trägerbasis und dem Dämpferbetätigungselement, ist so an der Karosseriestruktur angebracht, dass das Dämpferbetätigungselement von dem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende beabstandet ist, wenn sich der Verschluss in der geschlossenen Stellung befindet, und das Dämpferbetätigungselement mit den Ende in Kontakt ist und den Faltenbalg zusammendrückt, wenn sich der Verschluss in der vollständig offenen Stellung befindet.
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern der Verschwenkbewegung eines Verschlusses an einem Fahrzeug zwischen einer geschlossenen Stellung und einer vollständig offenen Stellung erwogen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein Vorspann-Drehmoment auf den Verschluss ausgeübt wird, das den Verschluss zu der vollständig offenen Stellung hin vorspannt; der Verschluss von einer geschlossenen Stellung in eine teilweise offene Stellung bewegt wird, ohne dass eine Dämpfungskraft auf den Verschluss ausgeübt wird; der Verschluss von der teilweise offenen Stellung in die vollständig offene Stellung bewegt wird; und, während der Bewegung von der teilweise offenen Stellung in die vollständig offene Stellung, eine Dämpfungskraft in einer dem Vorspann-Drehmoment entgegengesetzten Richtung ausgeübt wird.
Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass die Verschlussdämpferanordnung die Energie, die erforderlich ist, um den Verschluss in seiner vollständig aufgeschwenkten Stellung zu stoppen, absorbiert und dabei ein Rückschnellen des Verschlusses am Ende seines Verschwenkweges verringert oder beseitigt. Außerdem benötigt die Verschlussdämpferanordnung nur einen minimalen Einbauraum und ist relativ kostengünstig.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Perspektivansicht eines Heckabschnitts eines Fahrzeugs, wobei ein Abschnitt einer Verschlussdämpferanordnung gezeigt ist.
2 ist eine Perspektivansicht eines Abschnitts eines Scharnierbügels samt Verschlussdämpfer mit dem Verschlussdämpfer in einer ausgedehnten Stellung.
3 ist eine Perspektivansicht des Scharnierbügels, jedoch mit dem Verschlussdämpfer, der in eine zusammengedrückte Stellung komprimiert ist.
4 ist eine Perspektivansicht ähnlich jener aus 2, die jedoch die zweite erfindungsgemäße Ausführungsform veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 veranschaulicht schematisch einen Heckabschnitt eines Fahrzeugs 20 mit einer Kofferraumöffnung 22, welche teilweise durch ein Paar hinterer Seitenbleche 24 und durch eine sich in Querrichtung erstreckende Fahrzeugkarosseriestruktur 26 definiert ist, die an ein Heckfenster 28 des Fahrzeugs 20 angrenzt. Ein Fahrzeugverschluss, beispielsweise ein Kofferraumdeckel 30, der in geschlossenem Zustand gezeigt ist, deckt die Kofferraumöffnung 22 ab. Ein Paar Scharnieranordnungen 32 ist an der Karosseriestruktur 26 montiert und eine jede davon umfasst einen Scharnierbügel 34, der an dem Kofferraumdeckel 30 fixiert ist und sich relativ zu der Karosseriestruktur 26 verschwenken lässt. Außerdem ist ein Abschnitt eines Paars von Dämpferanordnungen 40 gezeigt.
In 2 und 3 ist eine der Dämpferanordnungen 40 und deren Wechselwirkung mit dem Fahrzeug eingehender veranschaulicht. Die Dämpferanordnung 40 umfasst einen Pneumatik-Verschlussdämpfer 42, der einen hohlen Faltenbalg 44 und eine sich von dem Faltenbalg 44 erstreckende Trägerbasis 46 aufweist, die an der Fahrzeugkarosseriestruktur 26 angebracht ist. Der Pneumatik-Verschlussdämpfer 42 umfasst außerdem eine Öffnung 48, die sich durch eine Wand des Verschlussdämpfers 42 hindurch erstreckt, um die Luftströmung in den und aus dem Faltenbalg 44 zu regulieren. Der Verschlussdämpfer 42 kann aus geformtem Gummi oder einem anderen geeigneten Elastomermaterial gebildet sein, welches sich zusammendrücken lässt und anschließend wieder seine ursprüngli che Form annimmt.
Der Faltenbalg 44 ist so platziert, dass sich einer der Scharnierbügel 34 entlang dem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende 50 des Faltenbalgs 44 erstreckt. An dem Scharnierbügel 34 befestigt, kann eine Drehstabanordnung 52 oder ein anderer Vorspannmechanismus vorgesehen sein. Die Dämpferanordnung 40 umfasst außerdem ein Dämpferbetätigungselement 54, das an einer dem Faltenbalg 44 zugewandten Fläche 56 des Scharnierbügels 34 angebracht ist. Das Dämpferbetätigungselement 54 ist so positioniert, dass es mit dem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende 50 des Faltenbalgs 44 ausgerichtet ist und von dem Ende 50 des Faltenbalgs 44 beabstandet ist, bis sich der Verschluss nahe bei seiner vollständig offenen Stellung befindet.
Es wird nun die Betriebsweise des Kofferraumdeckels 30 und der Dämpferanordnungen 40 erörtert. Wenn sich der Kofferraumdeckel 30 in seiner geschlossenen Stellung befindet, sind die Dämpferbetätigungselemente 54 von den entsprechenden Enden 50 der Verschlussdämpfer 42 beabstandet. Bei beginnender Verschwenkbewegung des Kofferraumdeckels 30 zu dessen vollständig offener Stellung bleiben die Dämpferbetätigungselemente 54 von den Verschlussdämpfern 42 beabstandet (wie in 2 gezeigt). Somit ist keine Dämpfungswirkung gegeben, welche der Öffnungskraft entgegenwirken würde, die durch die Drehstabanordnung 52 geschaffen wird. Wenn der Kofferraumdeckel 30 einen Punkt erreicht, an dem er nahezu vollständig geöffnet ist, treten die Dämpferbetätigungselemente 54 mit den entsprechenden Enden 50 der Faltenbälge 44 in Kontakt. Durch die Fortsetzung der Bewegung zu der geschlossenen Stellung hin wird bewirkt, dass die Dämpferbetätigungselemente 54 die entsprechenden Faltenbälge 44 zusammendrücken. Durch die elastische Verformung der Faltenbälge 44 und den Widerstand gegen die Luftströmung durch die Öffnungen 48 wird eine Kraft geschaffen, die dem Drehmoment durch die Drehstabanordnung 52 entgegenwirkt. Somit wird durch die Kompression der Faltenbälge 44 die Bewegung der Scharnierbügel 34 verlangsamt bis die Faltenbälge 44 zur Gänze zusammengedrückt sind, wobei an diesem Punkt der Kofferraumdeckel 30 seine vollständig offene Stellung erreicht hat (wie in 3 gezeigt).
Während der Kofferraumdeckel 30 in seine geschlossene Stellung zurückgebracht wird, dehnen sich die Faltenbälge 44 wieder bis zu ihrer ursprüngliche Höhe aus und saugen dabei erneut Luft durch die Öffnungen 48 ein, wodurch sie wieder für den nächsten Kofferraumdeckel-Öffnungsvorgang einsatzbereit sind.
Folglich ermöglichen die Dämpferanordnungen 40 einen sanften Übergang von einem freien Hebeabschnitt eines Kofferraumdeckel-Öffnungsvorgangs zu einer vollständig offenen Stellung ohne dass es dabei zu einem Zurückschnellen des Kofferraumdeckels kommt. Die Größe, Auslegung und Platzierung der Öffnungen 48 kann je nach Bedarf modifiziert werden, um die gewünschte Luftausströmgeschwindigkeit aus den Faltenbälgen 44 zu erhalten, und zwar mit einer präzisen und kaum temperaturempfindlichen Strömungssteuerung. Außerdem können Höhe und Volumen der Faltenbälge 44 je nach Bedarf modifiziert werden, um die gewünschten Dämpfungsmerkmale zu erhalten.
In 4 ist eine zweite Ausführungsform veranschaulicht. In dieser Ausführungsform umfasst der Pneumatik-Verschlussdämpfer 42' eine Trägerbasis 46', die an einer Fläche 56' des Scharnierbügels 34' angebracht ist. Der Faltenbalg 44' erstreckt sich von dieser Basis 46' zu einem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende 50', das der Fahrzeugkarosseriestruktur 26' zugewandt ist. Ein Abschnitt der Fahrzeugkarosseriestruktur 26' bildet hier das Dämpferbetätigungselement 54', welches gegen das unter keiner Zwangskraft stehende Ende 50' drückt, wenn sich der Verschluss nahe bei oder in seiner vollständig offenen Stellung befindet. Der Verschlussdämpfer 42' umfasst nach wie vor die Öffnung 48', durch welche die Luftströmung aus dem und in den Faltenbalg 44' geregelt wird.
Gemäß einer anderen Alternative kann der Verschlussdämpfer ähnlich wie in der ersten Ausführungsform an der Fahrzeugkarosseriestruktur angebracht sein, wobei jedoch anstelle eines sich oberhalb der Scharnierbügeloberfläche erstreckenden, separaten Elements die Fläche des Scharnierbügels selber das Dämpferbetätigungselement bildet.
Bei dem hier veranschaulichten Verschluss handelt es sich zwar um einen Kofferraumdeckel 30, die Erfindung ist jedoch auch auf andere Arten von Fahrzeugverschlüssen anwendbar, die zum Öffnen oder Schließen vertikal nach oben verschwenkbar sind. Zusätzlich können verschiedene Arten von Scharniermechanismen verwendet werden, um den Verschluss verschwenkbar an dem Fahrzeug anzubringen. Außerdem können, wie weiter oben erwähnt, neben einer Drehstabanordnung 52 verschiedene Arten von Vorspannmechanismen zum Einsatz kommen, um den Verschluss zu seiner offenen Stellung hin vorzuspannen. Während somit gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem diese Erfindung gehört, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der Erfindung erkenntlich, die durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist.

Claims

Zwischen einer geschlossenen und einer vollständig offenen Stellung verschwenkbare Verschlussanordnung für ein Fahrzeug (20) mit einer Karosseriestruktur (26, 26'), umfassend: einen Verschluss (30); einen Scharniermechanismus (32), der an dem Verschluss (30) angebracht ist und verschwenkbar an der Karosseriestruktur (26, 26') angebracht ist; und eine Dämpferanordnung (40, 40'), die ein Dämpferbetätigungselement (54) und einen Pneumatik-Verschlussdämpfer (42, 42') umfasst, wobei der Verschlussdämpfer (42, 42') einen sich von einer Trägerbasis (46, 46') erstreckenden, hohlen Elastomer-Faltenbalg (44, 44'), eine sich von dem Faltenbalg-Innenbereich zu der Außenumgebung hin erstreckende Öffnung (48, 48') und ein der Trägerbasis (46, 46') entgegengesetztes, unter keiner Zwangskraft stehendes Ende (50, 50') umfasst, wobei ein Element aus der Gruppe von Elementen, die aus dem Dämpferbetätigungselement (54, 54') und der Trägerbasis (46, 46') besteht, an dem Scharniermechanismus (32) angebracht ist und das andere Element aus der Gruppe von Elementen so an der Karosseriestruktur (26) angebracht ist, dass das Dämpferbetätigungselement (54, 54') von dem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende (50, 50') beabstandet ist, wenn sich der Verschluss (30) in der geschlossenen Stellung befindet, und das Dämpferbetätigungselement (54, 54') mit dem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende (50, 50') in Kontakt ist und den Faltenbalg (44, 44') zusammendrückt, wenn sich der Verschluss (30) in der vollständig offenen Stellung befindet.
Verschlussanordnung nach Anspruch 1, umfassend einen Vorspannmechanismus, der mit dem Scharniermechanismus (32) und der Karosseriestruktur (26) in Wirkeingriff steht, so dass der Vorspannmechanismus den Verschluss (30) zu der vollständig offenen Stellung hin vorspannt.
Verschlussanordnung nach Anspruch 2, umfassend eine Drehstabanordnung (52), die mit dem Scharniermechanismus (32) und der Karosseriestruktur (26) in Wirkeingriff steht, so dass die Drehstabanordnung (52) den Verschluss (30) zu der vollständig offenen Stellung hin vorspannt.
Verschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei der Verschluss (30) ein Kofferraumdeckel (30) ist und/oder wobei der Faltenbalg (44, 44') aus Gummi gefertigt ist.
Verschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (48, 48') so dimensioniert ist, dass eine vorbestimmte Luftströmungsgeschwindigkeit aus dem Faltenbalg (44, 44') geschaffen wird, wenn das Dämpferbetätigungselement (54, 54') mit dem unter keiner Zwangskraft stehenden Ende (50, 50') in Kontakt tritt und den Faltenbalg (44) zusammendrückt, und/oder wobei der Scharniermechanismus (32) ein Schwanenhals-Scharniermechanismus ist.
Verschlussanordnung nach Anspruch 1, wobei das Dämpferbetätigungselement (54) an dem Scharniermechanismus (32) angebracht ist und mit diesem verschwenkt wird und die Trägerbasis (46) an der Karosseriestruktur (26) angebracht ist, oder wobei das Dämpferbetätigungselement (54') ein Teil der Karosseriestruktur (26') ist und die Trägerbasis (46') an dem Scharniermechanismus (34') angebracht ist, oder wobei das Dämpferbetätigungselement (54) eine Fläche (56) an einem Arm (34) des Scharniermechanismus (32) ist und die Trägerbasis (46) an der Karosseriestruktur (46) angebracht ist.
Verfahren zum Steuern der Verschwenkbewegung eines Verschlusses (30) an einem Fahrzeug (20) zwischen einer geschlossenen Stellung und einer vollständig offenen Stellung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: (a) ein Vorspann-Drehmoment auf den Verschluss (30) ausgeübt wird, das den Verschluss (30) zu der vollständig offenen Stellung hin vorspannt; (b) der Verschluss (30) von der geschlossenen Stellung in eine teilweise offene Stellung bewegt wird, ohne dass eine Dämpfungskraft auf den Verschluss (30) ausgeübt wird; (c) der Verschluss (30) von der teilweise offenen Stellung in die vollständig offene Stellung bewegt wird; und (d) während der Bewegung von der teilweise offenen Stellung in die vollständig offene Stellung eine Dämpfungskraft in einer dem Vorspann-Drehmoment entgegengesetzten Richtung ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt (d) weiterhin dadurch definiert ist, dass die Dämpfungskraft durch ein Dämpferbetätigungselement (54) geschaffen wird, das an einem Scharniermechanismus (32) angebracht ist und einen hohlen Elastomer-Faltenbalg (44) zusammendrückt, der an einer Karosseriestruktur (26) angebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt (d) weiterhin dadurch definiert ist, dass der Faltenbalg (44) eine Öffnung (48) umfasst, wobei die Öffnung (48) eine kontrollierte Luftströmung aus dem Faltenbalg (44) hinaus ermöglicht, während das Dämpferbetätigungselement (54) den Faltenbalg (44) zusammendrückt, und/oder wobei der Schritt (b) weiterhin dadurch definiert ist, dass das Dämpferbetätigungselement (54) von dem Faltenbalg (44) beabstandet wird, während sich der Verschluss (30) von der geschlossenen Stellung in die teilweise offene Stellung bewegt, und/oder den Schritt (e) umfasst, in welchem der Faltenbalg (44) in eine vollständig ausgedehnte Stellung ausgedehnt wird, wenn sich der Verschluss (30) von der vollständig offenen Stellung in die geschlossene Stellung bewegt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt (a) weiterhin dadurch definiert ist, dass eine Drehstabanordnung (52) zum Einsatz kommt, um ein Vorspann-Drehmoment an dem Verschluss (30) zu erzeugen, das den Verschluss (30) zu seiner vollständig offenen Stellung hin vorspannt.