CN112399934B

CN112399934B - 车辆前盖的铰链系统和车辆

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Publication number: CN112399934B
Application number: CN201980046290.4A
Authority: CN
Inventors: W·迈尔霍费尔; M·克尔姆; W·维德尔; A·博伊格
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: US20220048462A1; WO2020057796A1; US11897414B2; DE102018215767A1; CN112399934A

Abstract

本发明涉及一种车辆(3)的前盖(2)的铰链系统(1)，其具有：铰链，该铰链设置在前盖(2)和车辆(3)的配合元件(8)之间，铰链构成为不仅用于打开前盖(2)、而且用于在关闭状态下抬升前盖(2)；和往复活塞式致动器(10)，用于开启前盖(2)的抬升运动，其中，往复活塞式致动器(10)具有活塞元件(12)，该活塞元件能与铰链和/或前盖(2)形锁合地连接，用以限制前盖(2)的运动范围；其中，所述铰链具有板条元件(11)，该板条元件具有用于与活塞元件(12)形锁合连接的保持区域(14)。

Description

车辆前盖的铰链系统和车辆

技术领域

本发明涉及一种车辆前盖的铰链系统。此外，本发明涉及一种包括前盖的车辆，该前盖具有这样的铰链系统。

背景技术

由现有技术已知用于车辆的前盖铰链。例如，DE 10 2015 203 516 A1或DE 102015 203 513 A1公开了这样的铰链装置。

为了保证行人保护，这样的已知的铰链系统具有将前盖即使在闭锁状态下也抬起一定量的可能性，以便由此增大前盖与位于其下面的部件之间的距离。按这种方式，前盖可能变形，例如由于乘员的头部，而该变形不被位于前盖下面的部件破坏。

在已知的铰链系统中，通常使用四关节运动学机构(四连杆运动学机构)。这意味着，一个铰链上部件和一个铰链下部件通过两个导杆耦联，这两个导杆能实现在铰链上部件与铰链下部件之间的枢转运动和升降运动。附加地在铰链上部件中存在另一个转动中心，但该另一个转动中心通过一个闭锁系统闭锁。如果由于碰撞必须抬升前盖，则释放该转动中心，从而铰链系统即使在闭锁的状态下也能实现抬升前盖。为此，铰链上部件构成为两部分式的，其中，前盖的抬升通过剪刀式打开铰链上部件的这两个部分而实现。

在这样的尤其是由之前描述的文献已知的铰链系统中，存在在前盖的上摆状态下明显过高的危险。这意味着，前盖在展开过程期间高摆并且因而具有在真正要达到的高度上方高达100％的最大高度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种车辆前盖的铰链系统，该铰链系统在制造和装配简单并且成本低廉的情况下限制前盖高摆。

所述目的通过如下所述的特征实现。按照本发明的车辆的前盖的铰链系统具有：铰链，该铰链设置在前盖和车辆的配合元件之间，铰链构成为不仅用于打开前盖、而且用于在关闭状态下抬升前盖；和往复活塞式致动器，用于开启前盖的抬升运动，其中，往复活塞式致动器具有活塞元件，该活塞元件能与铰链和/或前盖形锁合地连接，用以限制前盖的运动范围；其中，所述铰链具有板条元件，该板条元件具有用于与活塞元件形锁合连接的保持区域。

因此，所述目的通过一种车辆前盖的铰链系统实现。车辆的前盖尤其是指车辆的发动机罩。前盖尤其是能闭锁在车辆上，在释放该闭锁的情况下铰链系统能打开前盖。不过，铰链系统即使在前盖闭锁的情况下也能实现前盖的抬升。铰链系统为此尤其是包括设置在前盖和车辆的配合元件之间的铰链。铰链构成为不仅用于打开前盖、而且用于在关闭状态下抬升前盖。

铰链系统还具有往复活塞式致动器。通过往复活塞式致动器，有利地能对铰链上部件施加用于抬升前盖的打开力。因此通过往复活塞式致动器能开启前盖的抬升运动。为此，往复活塞式致动器具有活塞元件。尤其是往复活塞式致动器由驱动机组驱动，从而前盖获得大的加速度。这在现有技术中导致由于上摆引起的前述的过高。为了避免这样的过高和/或这样的上摆，活塞元件能与铰链和/或前盖形锁合地连接。由此限制了前盖——尤其是在抬升运动的方向上——的运动范围/运动自由度。如果前盖是车辆的发动机罩，则通过抬升可以增大在车辆的发动机舱中的机组和发动机罩之间的距离，从而改善行人保护。如果乘员的头部由于碰撞情形撞到车辆的构成发动机罩的前盖上，则由于在前盖和发动机舱机组之间的增大的距离而改善了前盖的可变形性。同时避免了前盖的高摆。特别有利地，往复活塞式致动器的活塞元件在伸进的位置中与铰链和/或前盖分开。在至少部分伸出的状态下，活塞元件能与铰链和/或前盖形锁合地连接。因此，只有在活塞元件运动期间才发生往复活塞式致动器与铰链和/或前盖之间的连接。尤其是，在活塞元件与铰链和/或前盖之间不是存在持久的形锁合的连接，而是只有当往复活塞式致动器使前盖运动时才能建立连接。

尤其是，前盖具有弹簧元件，该弹簧元件在正常运行中将前盖保留在打开位置中。如果关闭前盖，则所述的弹性元件有利地处于静止位置(初始位置)，其中，通过往复活塞式致动器能抬升前盖。通过该抬升，也使前盖的弹簧元件从静止状态运动出来，由此优选一方面通过往复活塞式致动器、另一方面通过弹簧元件实现前盖的抬升。弹簧元件尤其是指气体压力弹簧。

为了避免前盖高摆，所述铰链有利地具有板条元件。该板条元件又具有保持区域，所述保持区域设置用于与活塞元件形锁合地连接。有利地，保持区域能通过铰链来运动、尤其是通过铰链的打开运动而运动到活塞元件的行程空间中。因此特别有利地规定，往复活塞式致动器实施往复直线行程运动，以启动前盖的抬升。然后开始铰链的打开运动，从而板条元件实施特征性的打开运动。该打开运动尤其是也包括板条元件相对于固定的活塞元件的运动，从而保持区域能相对于活塞元件移动。铰链上部件的打开运动还包括使板条元件沿着活塞元件运动的分量，其中，该运动分量由于在活塞元件与板条元件的保持区域之间的前面描述的形锁合而受到限制。由此限制了铰链的整个打开运动，从而前盖的上摆能被最小化或者完全防止。

保持区域优选是板条元件的贯通开口的一部分，贯通开口还包括贯通区域。优选规定，板条元件的贯通区域具有比保持区域大的横截面。往复活塞式致动器的活塞元件能在贯通区域上穿过板条元件并且在保持区域上不能穿过板条元件。因此尤其是能实现，活塞元件在贯通区域上穿过板条元件，在活塞元件移动到保持区域中之后板条元件不再能与活塞元件分开。由此能实现，活塞元件用于限制板条元件因而以及铰链的运动。尤其是基于贯通区域和保持区域，板条元件具有钥匙孔形的轮廓，该轮廓一方面能实现活塞元件的穿过、另一方面能实现锁止在活塞元件上。因此，活塞元件优选具有两个不同的横截面区域，从而在活塞元件穿过板条元件之后能实现活塞元件移动到板条元件的保持区域中。

板条元件尤其是也可以具有能弹性变形的区域作为保持区域。在这种情况下规定，活塞元件在能弹性变形的区域弹性变形的情况下运动穿过能弹性变形的区域。这例如能通过弹性翻盖实现。能弹性变形的区域尤其是这样构成，使得活塞元件的返回运动被能弹性变形的区域防止。因此，活塞元件可确保与铰链和/或前盖的形锁合连接。在这种情况下也不需要保持区域相对于活塞元件移动，因为活塞元件能运动穿过保持区域并且保持区域因而仅逆着活塞元件的运动方向起作用。替代地或者附加地，活塞元件也可以具有能弹性变形的区域。尤其是活塞元件可具有能弹性变形的法兰区域。因此，活塞元件能在弹性变形的情况下移动穿过板条元件的保持区域，其中，往复活塞的返回运动也被能弹性变形的区域防止。

所述活塞元件优选具有法兰形区域。该法兰形区域具有比板条元件的保持区域大的尺寸、但同时比法兰元件的贯通区域小的尺寸。按这种方式能实现将法兰形区域引导穿过贯通区域，然而不穿过保持区域。如果在法兰形区域穿过贯通区域之后活塞元件移动到保持区域中，则板条元件锁止在活塞元件的法兰形区域上。因此能有利地限制铰链上部件的可运动性。当保持区域不是贯通开口中的区域时，便也可有利地设置活塞元件的法兰形区域。尤其是法兰形区域只能局部贴靠在保持区域上。特别有利地，保持区域可通过棱边形成，活塞元件能以法兰形区域贴靠到该棱边上。如之前所描述的，特别有利地规定，保持区域、尤其是棱边能运动到活塞元件的行程空间中。

铰链系统有利地还具有弹性元件。该弹性元件用于将力朝向板条元件的保持区域施加到活塞元件上。替代地或附加地，该弹性元件用于将活塞元件锁止在保持区域中。尤其是，弹性元件是盘形弹簧。盘形弹簧覆盖贯通区域，使得当往复活塞式致动器的活塞元件穿过板条元件的贯通区域时，构成为盘形弹簧的弹性元件变形。一旦板条元件移动并且活塞元进入保持区域中，弹性元件就运动返回其原始位置并且重新覆盖贯通区域。因此，活塞元件不再能返回至贯通区域，由此防止了板条元件和活塞元件脱开。

优选地，铰链系统具有一个铰链上部件，该铰链上部件具有一个主导杆和一个翻盖部件。在主导杆上安装有两个导杆，这两个导杆还支撑在车辆的配合元件上。因此，在配合元件和主导杆之间产生一个四关节机构。这相当于已知的在现有技术中为车辆前盖使用的运动学。铰链上部件的翻盖部件用于将铰链系统固定在前盖上。为了防止在主导杆与翻盖部件之间的相对运动，尤其是设有固定元件。

此外规定，翻盖部件借助支承部位可转动地固定在主导杆上并且通过固定元件不可相对转动地与主导杆连接。固定元件又能通过往复活塞式致动器释放。因此可松开固定元件，以便能实现翻盖部件与主导杆之间围绕支承部位的转动。这意味着，在正常运行状态下主导杆和翻盖上部件构成一个不能相对运动的单元。因此，当前盖解锁时，借助四关节运动学机构能实现打开前盖。而如果固定元件释放，则四连杆机构可以抬升前盖，因为通过主导杆和翻盖部件绕支承部位的相对旋转能实现补偿运动。在这种情况下，前盖保持闭锁。

优选规定，板条元件固定在铰链上部件上、尤其是固定在铰链上部件的主导杆上。因此能实现限制主导杆的运动。由此尤其是也限制了铰链上部件本身的运动。这引起，前盖在抬升过程期间的上冲得到了限制。

固定元件有利地具有设定断裂部位。该设定断裂部位能通过往复活塞式致动器断开。替代地或附加地，固定元件具有棘爪装置，该棘爪装置能由往复活塞式致动器操纵。因此实现了：在正常运行中固定元件将主导杆和翻盖部件固定连接，而该连接仅在碰撞情况下由往复活塞式致动器松开。

翻盖部件有利地经由保持元件支承在主导杆的长孔中。按这种方式确定了主导杆和翻盖部件之间的最大转角。这意味着，限制主导杆的可运动性也导致限制翻盖部件的可运动性。因此，通过板条元件和活塞元件限制了整个铰链上部件的、亦即主导杆和翻盖部件的可运动性。

本发明还涉及一种车辆。该车辆包括如前所述的前盖。前盖尤其是指遮盖车辆发动机舱的发动机罩。所述前盖能通过如前所述的铰链系统操纵。因此，一方面所述前盖能按常规方式由铰链系统打开，另一方面所述前盖能由铰链系统抬升，以便改善在碰撞情况下的行人保护。前盖能由于铰链系统抬升到预定义的保护高度。该预定义的保护高度尤其是为在前盖关闭状态上方60mm。在抬升过程期间，前盖的高摆限于高于预定义的保护高度最大25％。这通过往复活塞式致动器和板条元件的相应构造来实现。

附图说明

本发明的进一步的细节、特征和优点由以下描述和附图得出。图中：

图1示出按照本发明的一种实施例的车辆的示意图，

图2示出按照本发明的一种实施例的铰链系统的局部区域的第一示意图，

图3示出按照本发明的所述实施例的铰链系统的局部区域的第二示意图，

图4示出按照本发明的所述实施例的铰链系统的局部区域的第三示意图，

图5示出按照本发明的所述实施例的铰链系统的板条元件的第一示意图，

图6示出按照本发明的所述实施例的铰链系统的板条元件的第二示意图，和

图7示出按照本发明的所述实施例的铰链系统的示意图。

具体实施方式

图1示意性示出一包括前盖2的车辆3，该前盖具有按照本发明的一种实施例的铰链系统1。在此尤其是示意性示出，前盖2能如何通过铰链系统1抬升，以便在碰撞情况下为行人实现改善的保护作用。

铰链系统1包括一个铰链，该铰链带有一个具有一个主导杆5和一个翻盖部件6的铰链上部件4。翻盖部件6固定在前盖2上。主导杆5经由两个导杆7而与车辆3的车身的配合元件8耦联。经由支承部位18，主导杆5和翻盖部件6能相对彼此转动。按这种方式能实现借助铰链系统1将前盖2抬升，而前盖2同时保持闭锁在车辆前部上。

图2至4示意性示出前盖2的抬升过程，在该抬升过程中如在图1中所示那样打开前盖2。因此，尤其是在图2至4中示出了翻盖部件6，其中仅仅示出了主导杆5的用于与翻盖部件6耦联的相关部分区域。此外，在图2至4中未示出支承部位18，因为该支承部位安装在翻盖部件6的在图2至4中示出的那个端部的相反的端部上。

翻盖部件6与主导杆5通过固定元件9固定连接。该连接能通过固定元件9围绕转动中心21旋转来实现，因为在这样旋转时触发了固定在主导杆5上。尤其是图2示出了固定的状态，而图3示出了脱开的状态。一旦固定元件9转移到释放的位置中，就能实现翻盖部件6和主导杆5围绕支承部位18的相对转动。

为了确保在通常的运行状态下铰链上部件4用作单个部件，亦即为了在正常运行中实现主导杆5与翻盖部件6之间的固定连接，通过设定断裂部位16防止固定元件9绕转动中心21旋转。只有当设定断裂部位16断开时，固定元件9才可以旋转。这同样在图3中示出。

固定元件的释放、亦即一方面设定断裂部位16的断开和另一方面主导杆5与翻盖部件6的固定连接的释放通过往复活塞式致动器10实现。往复活塞式致动器10尤其是包括驱动机组，该驱动机组将活塞元件12压向固定元件9，从而围绕转动中心21的转矩起作用导致设定断裂部位16断开。同时，主导杆5和翻盖部件6的脱联通过固定元件9的旋转实现。

固定元件9部分地穿过板条元件11，该板条元件固定地与主导杆5连接。如果往复活塞式致动器10被致动并且活塞元件12朝向固定元件9运动，则活塞元件12还穿过板条元件11。这种情况在图4中示出。通过穿过板条元件11并且活塞元件12压向固定元件9，还实现翻盖部件6沿铰链系统1的打开方向运动，从而往复活塞式致动器10引起或者至少开启前盖2的抬升。有利地在前盖2和配合元件8之间还附加地存在弹簧元件、优选气压弹簧，该弹簧元件至少辅助前盖2的抬升。

活塞元件12还用于防止在抬升过程或者说打开过程期间前盖2的高摆。因此，活塞元件12具有法兰形区域15。活塞元件12的横截面在法兰形区域15处大于在活塞元件12的其他区域处。如尤其是由图5和6得出的，板条元件包括具有两个不同区域——即一个贯通区域13和一个保持区域14——的开口。贯通区域13具有比保持区域14大的横截面积。

尤其是规定，贯通区域13具有这样的横截面，使得活塞元件12的法兰形区域15能在这个部位处穿过板条元件11的贯通开口。而法兰形区域15无法穿过板条元件11的保持区域14，因为保持区域14具有比活塞元件12的法兰形区域15的尺寸小的横截面。往复活塞式致动器10这样设置，使得当往复活塞式致动器10被致动时，活塞元件12穿过板条元件11的贯通区域13。此外，通过往复活塞式致动器10的致动，如上所述，实现铰链系统1的打开运动，用以抬升前盖2。因为板条元件11固定地与主导杆5连接，所以板条元件11也相对于活塞元件12运动。该运动尤其是通过导杆7的设置结构预定义。规定，板条元件11这样设置，使得铰链系统1的打开运动这样引起板条元件11的移动，使得活塞元件12处于保持区域14中。因此，活塞元件12移动到保持区域14中，使得板条元件11与活塞元件12不再能分开。而是，在法兰形区域15上锁止。

通过设置活塞元件12限制主导杆5的运动。一旦板条元件11贴靠在法兰形区域15上，主导杆5就不再能继续运动。因此限制了前盖2的打开高度。这尤其是限制了前盖2在抬升期间的上摆。

图7示意性示出铰链系统处于完全上摆的状态下。因此示出，固定在主导杆5上的板条元件11直接贴靠在往复活塞式致动器10的活塞元件12的法兰形区域15上。因此，前盖2不再能继续抬升。

通过板条元件11贴靠在法兰形区域15上，首先仅仅锁止主导杆5。不过，翻盖部件6经由保持元件19支承在主导杆5的长孔20中。按这种方式确定了在主导杆5与翻盖部件6之间的最大转角。因此又实现了，翻盖部件6也通过活塞元件12在其运动自由度方面受到了限制。

为了防止活塞元件12在贯通区域13上从板条元件11滑出来，设有弹性元件17。弹性元件17覆盖贯通区域13。一旦活塞元件12穿过第一区域13，弹性元件17就弹性变形。在板条元件11相对于活塞元件12移动之后，弹性元件17由于其弹性复位力而返回到初始位置，从而弹性元件17又遮盖贯通区域13。因此，活塞元件12不再能向贯通区域13返回运动，从而有效防止了活塞元件12和板条元件11脱开。

通过按照本发明实施例的铰链系统，尤其是可实现，前盖2在抬升过程期间表现出其幅度受到限制的高摆行为。尤其是这样限制幅度，使得前盖2的最大高度高于预定义的保护高度25％。因此，上冲限于预定义的保护高度上方最多25％。预定义的保护高度尤其是可以为60mm的高度。

附图标记列表：

1 铰链系统

2 前盖

3 车辆

4 铰链上部件

5 主导杆

6 翻盖部件

7 导杆

8 配合元件

9 固定元件

10 往复活塞式致动器

11 板条元件

12 活塞元件

13 贯通区域

14 保持区域

15 法兰形区域

16 设定断裂部位

17 弹性元件

18 支承部位

19 保持元件

20 长孔

21 转动中心

Claims

1.车辆(3)的前盖(2)的铰链系统(1)，具有

铰链，该铰链设置在前盖(2)和车辆(3)的配合元件(8)之间，铰链构成为不仅用于打开前盖(2)、而且用于在关闭状态下抬升前盖(2)，和

往复活塞式致动器(10)，用于开启前盖(2)的抬升运动，其中，往复活塞式致动器(10)具有活塞元件(12)，该活塞元件能与铰链和/或前盖(2)形锁合地连接，用以限制前盖(2)的运动范围；

其中，所述铰链具有板条元件(11)，该板条元件具有用于与活塞元件(12)形锁合连接的保持区域(14)。

2.根据权利要求1所述的铰链系统(1)，其特征在于：所述保持区域(14)能通过铰链运动到活塞元件(12)的行程空间中。

3.根据权利要求2所述的铰链系统(1)，其特征在于：所述保持区域(14)是板条元件(11)的贯通开口的一区域，贯通开口还具有横截面比保持区域(14)大的贯通区域(13)，并且所述活塞元件(12)能在贯通区域(13)上穿过板条元件(11)并且在保持区域(14)上不能穿过板条元件(11)。

4.根据权利要求3所述的铰链系统(1)，其特征在于：所述活塞元件(12)具有法兰形区域(15)，该法兰形区域具有比保持区域(14)大的尺寸、但比贯通区域(13)小的尺寸。

5.根据权利要求1至4之一所述的铰链系统(1)，其特征在于：设有弹性元件(17)，用于将力朝向保持区域(14)施加到活塞元件(12)上和/或用于将活塞元件(12)锁止在保持区域(14)中。

6.根据权利要求1至4之一所述的铰链系统(1)，其特征在于：

所述铰链具有：

一个带有主导杆(5)和翻盖部件(6)的铰链上部件(4)，

两个导杆(7)，所述两个导杆分别可转动地安装在主导杆(5)上和在车辆(3)的配合元件(8)上，以便产生四关节机构，

所述翻盖部件(6)构成为用于固定前盖(2)，

所述翻盖部件(6)经由支承部位(18)可转动地固定在主导杆(5)上并且经由固定元件(9)不可相对转动地与主导杆(5)连接，并且

所述固定元件(9)能通过往复活塞式致动器(10)释放，以便实现在翻盖部件(6)和主导杆(5)之间的转动。

7.根据权利要求6所述的铰链系统(1)，其特征在于：所述板条元件(11)固定地与铰链上部件(4)耦联。

8.根据权利要求7所述的铰链系统(1)，其特征在于：所述板条元件(11)固定在主导杆(5)上。

9.根据权利要求6所述的铰链系统(1)，其特征在于：所述固定元件(9)具有能通过往复活塞式致动器(10)断开的设定断裂部位(16)和/或具有能通过往复活塞式致动器(10)操纵的棘爪装置。

10.根据权利要求6所述的铰链系统(1)，其特征在于：所述翻盖部件(6)经由保持元件(19)支承在主导杆(5)的长孔(20)中，从而确定了在主导杆(5)和翻盖部件(6)之间的最大转角。

11.车辆(3)，其包括前盖(2)，其中，所述前盖(2)能通过根据权利要求1至10之一所述的铰链系统(1)操纵并且所述前盖(2)能通过铰链系统(1)抬升到预定义的保护高度，在抬升过程期间高摆限于预定义的保护高度上方最大25％。

12.根据权利要求11所述的车辆(3)，其特征在于：所述预定义的保护高度为在前盖关闭状态上方60mm。