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Die
Erfindung betrifft eine Scharniereinrichtung für eine zum Fußgänger-Aufprallschutz
hochstellbare Frontklappe eines Kraftfahrzeugs, mit den im Oberbegriff
des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.
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Eine
derartige Scharniereinrichtung gemäß der WO 2004/094204 A1 ist
im hinteren Bereich der Frontklappe eines Kraftfahrzeugs angeordnet
und ermöglicht
ein Hochstellen der Frontklappe in eine Fußgänger-Aufprallschutzstellung,
in der ein Aufprall eines Fußgängers auf
die nachgiebige Frontklappe gedämpft
wird. Das Hochstellen der Frontklappe in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
erfolgt über
eine an der Frontklappe angelenkte Gasfeder, wenn diese über eine
Sensoreinrichtung entriegelt wurde. Dabei führt die Gasfeder einen Verstellhub
aus, der dem Verstellweg der Frontklappe entspricht. Bei dieser Ausführung wird
es für
möglich
gehalten, dass die Frontklappe beim schlagartigen Verstellen in
die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
vor einem Aufprall eines Fußgängers elastisch
in Richtung ihrer Schließlage
zurück
federt. Bei einem nachfolgenden Aufprall eines Fußgängers auf
die Frontklappe dürfte dann
die Frontklappe nur in einem gegenüber dem maximalen Verstellweg
verkürzten
Verstellbereich einen Aufprall eines Fußgängers dämpfen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Scharniereinrichtung
mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben,
die ein selbsttätiges
Rückstellen
der Frontklappe aus der Fußgänger-Aufprallschutzstellung
in Richtung der Schließlage
verhindern kann.
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Diese
Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Durch
die Verwendung eines Verriegelungselements, das bei geschlossener
Frontklappe in eine Entriegelungslage verstellt ist und nach einem
Hochstellen einerseits des Scharnier-Mittelteiles in die Fußgänger-Schutzstellung
und andererseits des Scharnier-Oberteiles in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
oder etwas darüber
hinaus in eine Sperrlage in den Rückstellbereich des Scharnier-Oberteiles
verstellt ist, wird ein selbsttätiges Rückstellen
der Frontklappe aus der Fußgänger-Aufprallschutzstellung
in Richtung der Schließlage
zuverlässig
verhindert. Das Verriegelungselement und/oder eine das Verriegelungselement
verstellende Einrichtung können
so ausgebildet sein, dass sich das Verriegelungselement bei einem
Aufprall eines Fußgängers auf
die Frontklappe selbsttätig
energieverzehrend aus dem Rückstellbereich
des Scharnier-Oberteiles verstellt und dabei den Aufprall des Fußgängers zusätzlich zu
einer zwischen dem Scharnier-Unterteil und dem Scharnier-Mittelteil
angeordneten Abfederungseinrichtung dämpft. Eine Energieabsorption über das
Verriegelungselement kann durch Reibung und/oder eine elastische und/oder
plastische Verformung des Verriegelungselements und/oder einer das
Verriegelungselement schwenkbar lagernden Achse oder Welle erfolgen. Vorzugsweise
ist das Scharnier-Mittelteil über
wenigstens einen Aktuator in die Fußgänger-Schutzstellung hochstellbar,
der über
eine den Fußgänger erfassende
Sensoreinrichtung ansteuerbar ist. Ein Verstellen des Scharnier-Oberteiles
in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
kann auf unterschiedliche Weise, beispielsweise durch eine mechanische
Einrichtung erfolgen, die wenigstens ein Verstellteil aufweist,
das durch die Hochstellbewegung des Aktuators oder durch eine andere
Bewegung des Aktuators oder eines damit verstellbar verbundenen
Bauteiles verstellt wird. Beispielsweise weist der Aktuator ein schwenkbares
Kopfteil auf, das beim Hochstellen eines Teiles des Aktuators und
damit des Scharnier-Mittelteiles in die Fußgänger-Schutzstellung vorzugsweise
durch die einwirkenden Kräfte
verschwenkt wird. Diese Hochstellbewegung und/oder Schwenkbewegung
kann beispielsweise über
Lenker und/oder Hebel derart auf das Scharnier-Oberteil überfragen
werden, dass sich das Scharnier-Oberteil in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
verstellt. Der Aktuator kann somit an seiner Wirkstelle einen etwa vertikalen
Verstellhub der Frontklappe in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
bewirken, der wesentlich größer als
der Verstellhub des Aktuators ist. In diesem Fall kann der Aktuator
kostengünstiger
und mit kleineren Abmessungen gefertigt werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1 die
Scharniereinrichtung in einer vereinfachten seitlichen Schnittansicht
bei in Schließlage
befindlicher Frontklappe,
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2 eine 1 entsprechende,
perspektivische Schnittansicht von der gegenüber 1 anderen
Fahrzeugseite,
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3 eine 2 entsprechende
Ansicht, in der das Scharnier-Mittelteil in die Fußgänger-Schutzstellung
und das Scharnier-Oberteil in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung verstellt sind
und
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4 einen
Querschnitt durch den oberen Bereich eines Aktuators.
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Die
in 1 in einer vereinfachten seitlichen Schnittansicht
dargestellte Scharniereinrichtung ist im hinteren Seitenbereich
einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Frontklappe
ist an ihrem hinteren Bereich über
zwei derartige Scharniereinrichtungen an der Karosserie des Kraftfahrzeugs abgestützt, die
einen gleichen Aufbau aufweisen. An ihrem vorderen Bereich ist die
Frontklappe über
wenigstens ein Schloss verriegelbar, das nicht dargestellt ist.
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Ein
Scharnier-Unterteil 1 der Scharniereinrichtung ist mit
der Karosserie des Kraftfahrzeugs fest verbunden. Die Scharniereinrichtung
weist ein Scharnier-Mittelteil 2 auf, das über einen
in 4 teilweise dargestellten Aktuator 19 gegenüber dem Scharnier-Unterteil 1 in
die in 3 dargestellte Fußgänger-Schutzstellung hochstellbar
ist. Außerdem weist
die Scharniereinrichtung ein Scharnier-Oberteil 3 auf,
das gegenüber
dem Scharnier-Mittelteil 2 aus der 1 entsprechenden
Lage, die der Schließlage der
Frontklappe entspricht, in die in 3 dargestellte
Fußgänger-Aufprallschutzstellung
hochstellbar ist, in der ein Aufprall eines Fußgängers auf die Frontklappe von
der Frontklappe und seiner Scharniereinrichtung sowie eventuell
von weiteren Bauteilen abgefangen und gedämpft werden soll, um Verletzungen
zu vermeiden.
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Der
Aktuator 19 ist in der 4 entsprechenden
Prinzipskizze mit seinem oberen Bereich vereinfacht darstellt. Der
Aktuator 19 weist ein an der Karosserie des Kraftfahrzeugs
befestigtes Basisteil und ein zum Basisteil höhenverstellbares Führungsteil 20 auf,
das von wenigstens einem vorgespannten Federteil 21, 22 nach
oben belastet ist. Das Hochstellen des Scharnier-Mittelteiles 2 in
die in 3 dargestellte Fußgänger-Schutzstellung erfolgt,
wenn der Aktuator 19 bzw. das Führungsteil 20 des
Aktuators 19 von einer nicht dargestellten Sensoreinrichtung
für einen
Verstellhub des Scharnier-Mittelteiles 2 in die Fußgänger-Schutzstellung
aktiviert bzw. freigegeben wurde.
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Außerdem weist
der Aktuator 19 ein über eine
Schwenkeinrichtung mit dem Führungsteil 20 des
Aktuators 19 schwenkbar verbundenes Kopfteil 23 auf,
das an den Anschraubstellen 24, 25 mit dem Scharnier-Mittelteil 2 verschraubt
und/oder auf andere Weise verbunden ist. Die Schwenkeinrichtung weist
eine das Kopfteil 23 mit dem Führungsteil 20 schwenkbar
verbindende Schwenkachse 26 auf, die in Fahrzeugquerrichtung
verläuft.
In Fahrtrichtung vor oder hinter dieser Schwenkachse 26 ist
das Kopfteil 23 über
eine Zapfen-/Langlochverbindung 27 mit dem Führungsteil 20 verbunden,
die den Schwenkbereich des Kopfteiles 23 gegenüber dem
Führungsteil 20 zumindest
in einer Schwenkrichtung begrenzt. Zusätzlich ist ein nicht dargestelltes,
elastisch vorgespanntes Federbauteil vorgesehen, mit dem das Kopfteil 23 gegenüber dem
Führungsteil 20 in
eine Winkelverstelleinrichtung belastet ist.
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Zwischen
dem in den 1 bis 3 dargestellten
Scharnier-Oberteil 3 und dem Scharnier-Mittelteil 2 sind
zwei ein Viergelenk bildende Lenker 4, 5 angeordnet,
die an ihren Endbereichen jeweils um eine Querachse 6, 7, 8, 9 schwenkbar
einerseits mit dem Scharnier-Oberteil 3 und andererseits
mit dem Scharnier-Mittelteil 2 verbunden sind.
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Beim
Hochstellen des Scharnier-Mittelteiles 2 in die Fußgänger-Schutzstellung
gemäß 3 ist die
Frontklappe von einer Halteeinrichtung in Fahrzeuglängsrichtung
fixiert. Dadurch wird beim Hochstellen des Scharnier-Mittelteiles 2 in
die Fußgänger-Schutzstellung das
Kopfteil 23 gegenüber
dem Führungsteil 20 des
Aktuators 19 selbsttätig
verschwenkt. Das Verschwenken des Kopfteiles 23 des Aktuators 19 be wirkt
ein Verschwenken der zwischen dem Scharnier-Oberteil 3 und
dem Scharnier-Mittelteil 2 schräg nach vorne
oben angeordneten Lenker 4, 5 des Viergelenks,
wodurch das Scharnier-Oberteil 3 in die in 3 dargestellte
Fußgänger-Aufprallschutzstellung
verstellt wird.
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Die
Scharniereinrichtung weist außerdem ein
als Schwenkhebel ausgebildetes Verriegelungselement 10 auf,
das um eine Schwenkachse 14 an dem Scharnier-Mittelteil 2 schwenkbar
befestigt ist. Das Verriegelungselement 10 weist zwei Hebelarme 11, 12 auf,
von denen ein Hebelarm als Sperrhebelarm ausgebildet ist. Nach einem
Hochstellen einerseits des Scharnier-Mittelteiles 2 in
die Fußgänger-Schutzstellung
und andererseits des Scharnier-Oberteiles 3 in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
jeweils gemäß 3 oder
etwas darüber
hinaus ist der Sperrhebelarm 11 des Verriegelungselements 10 selbsttätig durch
die Vorspannkraft eines in den 2, 3 dargestellten
Federelements 15 in eine von einem Anschlag 16 begrenzte
Sperrlage vor eine Stützfläche 13 an
dem Scharnier-Oberteil 3 in den Rückstellbereich des Scharnier-Oberteiles 3 verstellt.
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Durch
das in Sperrlage befindliche Verriegelungselement 10 wird
ein selbsttätiges
Rückstellen der
Frontklappe aus der Fußgänger-Aufprallschutzstellung
in Richtung der Schließlage
zuverlässig
verhindert. Beispielsweise kann die zum Fußgänger-Aufprallschutz hochgestellte Frontklappe
nicht selbsttätig
eventuell durch einen Rückprall
nach unten zu dem Scharnier-Mittelteil 2 verstellt werden, wenn
das Scharnier-Mittelteil 2 die Fußgänger-Schutzstellung und das
Scharnier-Oberteil 3 die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
erreicht haben.
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Das
Verriegelungselement 10 ist so ausgebildet, dass sich das
Verriegelungselement 10 bei einem Aufprall eines Fußgängers auf
die Frontklappe selbsttätig
energieverzehrend aus dem Rückstellbereich
des Scharnier-Oberteiles 3 verstellt und dabei den Aufprall
des Fußgängers zusätzlich zu
der zwischen dem Scharnier-Unterteil 1 und dem Scharnier-Mittelteil 2 angeordneten
Abfederungseinrichtung dämpft,
die wenigstens das angegebene Federteil aufweist. Bei einem Aufprall
eines Fußgängers auf
die zum Fußgänger-Aufprallschutz
hochgestellte Frontklappe werden zunächst die Frontklappe und das
Scharnier-Oberteil 3 zusammen mit dem Scharnier-Mittelteil 2 und
die Lenker 4, 5 gemeinsam nach unten gegen die
Kraft des am Führungsteil
des Aktuators nach oben wirkenden Federteiles verstellt.
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Der
andere Arm des als Schwenkhebel ausgebildeten Verriegelungselements 10 liegt
entweder bei in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
hochgestelltem Scharnier-Oberteil 3 an einem Wandbereich 17 des
Scharnier-Unterteiles 1 oder an der Karosserie an bzw.
kommt nach einer vorgebbaren Rückstellbewegung
an dem Wandbereich 17 zur Anlage, so dass beim weiteren
unfallbedingten Verstellen der Frontklappe nach unten das Verriegelungselement 10 in
Richtung seiner Entriegelungslage mehr oder weniger aus dem Rückstellbereich
des Scharnier-Oberteiles 3 um die Schwenkachse 14 geschwenkt
wird. Durch die zwischen dem Sperrhebelarm 11 des Verriegelungselements 10 und
der Stützfläche 13 des
Scharnier-Oberteiles 3 wirkende Reibung erfolgt dies energieverzehrend.
Gleichzeitig werden das Kopfteil 23 etwas um die Schwenkachse 26 eingeschwenkt
und das Führungsteil 20 des
Aktuators 19 nach unten verstellt, wodurch die Federteile 21, 22 im
Aktuator 19 weiter vorgespannt werden, die energiespeichernd
wirken. Falls bei dem Fußgänger-Aufprall
die Frontklappe elastisch und/oder plastisch verformt wird, erfolgt
auch eine entsprechende Energiespeicherung oder Energievernichtung
in oder an der Frontklappe.
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In
den 2 und 3 ist noch eine Gasfeder 18 erkennbar,
die am vorderen Bereich des Scharnier-Mittelteiles 2 angelenkt
ist und an ihrem anderen Ende gelenkig an der Frontklappe angreift. Beim
normalen Öffnen
der Frontklappe bewirkt die Gasfeder 18 eine Unterstützungskraft
an der Frontklappe, die sich dadurch leichter Öffnen lässt. Außerdem hält die Unterstützungskraft
die Frontklappe in ihrer maximalen Offenlage ausreichend fest. Beim Schließen der
Frontklappe kann die Unterstützungskraft
mit einer üblichen,
eher geringeren Anstrengung kräftemäßig überwunden
werden.
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Das
Verriegelungselement und/oder eine das Verriegelungselement verstellende
Einrichtung können
so ausgebildet sein, dass sich das Verriegelungselement bei einem
Aufprall eines Fußgängers auf
die Frontklappe selbsttätig
energieverzehrend aus dem Rückstellbereich
des Scharnier-Oberteiles verstellt und dabei den Aufprall des Fußgängers zusätzlich zu
einer zwischen dem Scharnier-Unterteil und dem Scharnier-Mittelteil
angeordneten Abfederungseinrichtung dämpft. Eine Energieabsorption über das
Verriegelungselement kann durch Reibung und/oder eine elastische
und/oder plastische Verformung des Verriegelungselements und/oder
einer das Verriegelungselement schwenkbar lagernden Achse oder Welle
erfolgen. Vorzugsweise ist das Scharnier-Mittelteil über wenigstens
einen Aktuator in die Fußgänger-Schutzstellung
hochstellbar, der über eine
den Fußgänger erfassende
Sensoreinrichtung ansteuerbar ist. Ein Verstellen des Scharnier-Oberteiles
in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
kann auf unterschiedliche Weise, beispielsweise durch eine mechanische
Einrichtung erfolgen, die wenigstens ein Verstellteil aufweist,
das durch die Hochstellbewegung des Aktuators oder durch eine andere
Bewegung des Aktuators oder eines damit verstellbar verbundenen
Bauteiles verstellt wird. Die Hochstellbewegung des Scharnier-Oberteiles
gegenüber
dem Scharnier-Mittelteil
und damit der Frontklappe in ihre zum Fußgänger-Aufprallschutz hochgestellte
Lage kann über
beliebige Lenker und/oder Hebel derart auf das Scharnier-Oberteil übertragen
werden, dass sich das Scharnier-Oberteil in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
verstellt. Beim Hochstellen des Scharnier-Oberteiles in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
kann auch eine Zwangsverstelleinrichtung das Verriegelungselement
zwangsweise in die Sperrlage verstellen. Die bei dem Ausführungsbeispiel
verwendeten Lenker können
auch nach vorne oder nach vorne oben schräg angeordnet sein. Das Scharnier-Unterteil
und das Scharnier-Oberteil können
wie bei dem Ausführungsbeispiel
durch separate Bauteile gebildet sein. Ebenso können das Scharnier-Unterteil
durch die Karosserie des Kraftfahrzeugs und das Scharnier-Oberteil durch die
Frontklappe oder ein Teil davon gebildet sein. Die Frontklappe kann
auch durch mehrere Klappenteile gebildet sein, von denen wenigstens
ein oberes Klappenteil die hochstellbare Frontklappe bildet. Mit
der Erfindung kann der Aktuator an seiner Wirkstelle einen etwa
vertikalen Verstellhub der Frontklappe in die Fußgänger-Aufprallschutzstellung
bewirken, der wesentlich größer als der
Verstellhub des Aktuators ist. Bei Verwendung eines Aktuators kann
dieser kostengünstig
und mit kleinen Abmessungen gefertigt werden.