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Die Erfindung betrifft ein Haubenscharnier sowie einen Personenkraftwagen mit einem Haubenscharnier.
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Aus der Praxis sind Haubenscharniere bekannt, mit welchen eine Fronthaube mit einem Karosserierahmen verbunden ist. Solche Haubenscharniere weisen eine erste Koppelgliederanordnung auf und ermöglichen es, die Fronthaube in eine Stellung zu bewegen, in welcher der Raum unter der Fronthaube zugänglich ist.
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Die
US 2,799,891 A zeigt eine Haubenscharnier mit Scharnierteilen und einer U-förmig ausgebildete Torsionsfeder umfasst, welche einseitg an einer Fahrzeughaube und anderenseitig an einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Durch die Vorspannung der Torsionsfeder ist diese bestrebt, die Scharnierteile auseinanderzudrücken und somit die Fahrzeughaube gegenüber der Fahrzeugkarosserie anzuheben.
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Aus der Praxis ist ferner bekannt, eine Fronthaube mit einer separaten Aufstellvorrichtung zu versehen, um die Fronthaube bei einem Unfall anzuheben. Durch das Anheben oder Aufstellen der Fronthaube, das nachfolgend mit dem Schlagwort Fronthaubenaufstellfunktion bezeichnet werden soll, soll unter der Fronthaube ein Pufferraum geschaffen werden, um die Schwere der Verletzungen von Fußgängern bei einem Unfall zu verringern.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 197 12 961 A1 ist außerdem ein Haubenscharnier bekannt, bei dem nicht nur eine erste Koppelgliederanordnung für den Arbeitsbetrieb sondern auch eine zweite Koppelgliederanordnung vorgesehen ist, mit welcher die Fronthaube von der geschlossenen ersten Stellung in eine Pufferstellung verlagerbar ist, wobei die erste Koppelgliederanordnung ein erstes und ein zweites Koppelglied umfasst, die jeweils um eine Drehachse an einem Basisglied drehbar gelagert sind, und wobei das Basisglied ein Element der zweiten Koppelgliederanordnung ist. Durch das Haubenscharnier ist es möglich, die Fronthaube einfacher als bei bis dahin bekannten Fronthauben mit Fronthaubenaufstellfunktion zu gestalten und es besteht auch die Möglichkeit, mit dem neuartigen Haubenscharnier Fahrzeuge ohne Fronthaubenaufstellfunktion mit einer solchen Funktion nachzurüsten, ohne die Fronthaube auswechseln zu müssen. Ferner werden durch die Integration zweier Funktionen in einem Bauteil nicht nur das Gewicht und die Herstellungskosten gesenkt, sondern es wird auch die Anzahl harter Teile und Bereiche unter der Fronthaube reduziert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Haubenscharnier zu Verfügung zu stellen, mit welchem sowohl eine Verlagerung der Fronthaube im normalen Arbeitsbetrieb von einer ersten geschlossenen Stellung in eine offene zweite Stellung möglich ist als auch ein Aufstellen der Fronthaube in eine Pufferstellung, wobei der Fußgängerschutz weiter erhöht werden soll. Ferner soll ein hinsichtlich der Fronthaubenbefestigung verbesserter Personenkraftwagen zur Verfügung gestellt werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 13.
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Erfindungsgemäß ist das Basisglied bezüglich einer zwischen einer ersten und einer zweiten Drehachse der ersten Koppelglieder angeordneten Schwenkachse derart verlagerbar, daß bei einer Verlagerung der Fronthaube von der geschlossenen ersten Stellung in die Pufferstellung die erste Drehachse abgesenkt und die zweite Drehachse angehoben wird. Dadurch erhält die Fronthaube in der Pufferstellung eine gegenüber der offenen zweiten Stellung entgegengesetzte Neigung. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Vorderkante der Fronthaube angehoben wird, was bei einem Unfall zu einer Verletzung eines beteiligten Fußgängers führen könnte. Das Basiselement ermöglicht es, die Fronthaube von der geschlossenen ersten Stellung in eine Pufferstellung zu verlagern, ohne daß dafür andere als die Glieder der ersten Koppelgliederanordnung an der Fronthaube angreifen müssen. Vorzugsweise ist die zweite Koppelgliederanordnung derart reversibel ausgebildet, daß die Fronthaube von der Pufferstellung in die geschlossene erste Stellung rückstellbar ist. Dadurch ist es möglich, ein Fahrzeug ohne Werkstattbesuch nach einem Unfall mit Fußgängerbeteiligung wieder fahrbereit zu machen, so daß es mit dem Fahrzeug möglich ist, Hilfe zu holen oder einen Verletztentransport durchzuführen. Durch die Rückstellbarkeit werden darüber hinaus auch Reparaturkosten eingespart.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Fronthaube bei einem Verschwenken aus der geschlossenen ersten Stellung in die offene zweite Stellung angehoben und gedreht. Diese kombinierte Bewegung verhindert ein Klemmen der Fronthaube und garantiert eine sichere Anlage der Fronthaube an unter ihr angeordneten Paßstücken und Dichtungen, ohne daß an diesen Verschleiß auftritt. Die gilt insbesondere, wenn die Fronthaube bei dem genannten Verschwenken zusätzlich quer zur Hubrichtung axial verlagert wird. Dadurch ist es ferner möglich, die Haube im Bereich der Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges unter Vorsprüngen zu positionieren. Zur Kraftvermittlung greift an dem Basisglied vorzugsweise ein Hubglied an, welches um eine Hubgliedachse drehbar ist, wobei das der Hubgliedachse entfernte Ende des Hubgliedes bezüglich des Basisgliedes um die zweite Drehachse der ersten Koppelgliederanordnung drehbar ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine minimale Anzahl von Drehachsen erreicht. Eine bei einem Haubenscharnier als Antrieb für eine Verschwenkung der Fronthaube vorgesehene Torsionsfeder hat den Vorteil, daß mit ihr eine sehr hohe Federkraft zur Verfügung gestellt werden kann. Bei der in den Figuren gezeigten und den in den Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltung ergibt sich darüber hinaus der Vorteil, daß das resultierende, von der Torsionsfeder aufgebrachte und über das Haubenscharnier übertragene Moment über dem Verlagerungsweg der Fronthaube im wesentlichen konstant ist, so daß bei der Verlagerung der Fronthaube in die Pufferstellung als auch bei der Zurückstellung oder einem etwaigen Aufprall eines Körpers auf der Fronthaube diese eine gleichmäßige Federkraft über den Einfeder- bzw. den Rückstellweg zur Verfügung stellt.
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Ein hinsichtlich der Fronthaubenbefestigung verbesserter Personenkraftwagen mit einem erfindungsgemäßen Haubenscharnier weist hinsichtlich der Fronthaubenbefestigung die oben beschriebenen Vorteile auf. Wenn darüber hinaus das Haubenscharnier derart ausgelegt ist, daß die Fronthaube bei einem Unfall von einem Antrieb um ein Fronthaubenschloß gedreht wird, ohne daß das Fronthaubenschloß die Fronthaube freigibt, wird das Entstehen einer scharfen Kante im Frontbereich des Personenkraftwagens verhindert, was einen zusätzlichen Fußgängerschutz bedeutet. Darüber hinaus kann bei einer solchen Ausgestaltung bei der Auslegung der Fronthaubenaufstellfunktion das Fronthaubenschloß unberücksichtigt bleiben, wodurch die Konstruktion des Personenkraftwagens und auch eine Nachrüstung bestehender Personenkraftwagen mit einer Fronthaubenaufstellfunktion erleichtert wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Haubenscharniers in einer geschlossenen ersten Stellung,
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2 das Haubenscharnier in 1 in einer offenen zweiten Stellung,
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3 das Haubenscharnier in den 1 und 2 kurz nach Auslösung der Verlagerung in eine Pufferstellung,
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4 das Haubenscharnier gemäß den 1–3 in der Pufferstellung, und
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5 eine perspektivische Darstellung der Torsionsfeder des Haubenscharniers in den 1–4.
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Das in 1 gezeigte Haubenscharnier 10 ist für eine Fronthaube 12 eines Personenkraftwagens vorgesehen. Das Haubenscharnier 10 weist ein aus einem Winkelmetall gefertigtes Grundelement 14 auf, welches als Baugruppenträger dient und an den in Längsrichtung des Personenkraftwagens verlaufenden Karosseriestrukturteilen am oberen Ende des Motorraumes des Personenkraftwagens mit diesem verbunden wird. An dem Grundelement 14 sind eine erste Koppelgliederanordnung 16 sowie eine zweite Koppelgliederanordnung 18 angeordnet, wobei die erste Koppelgliederanordnung 16 von einem Basisglied 20 der zweiten Koppelgliederanordnung 18 getragen wird. Die erste Koppelgliederanordnung 16, die dazu dient die Fronthaube 12 von einer geschlossenen ersten Stellung in eine offene zweite Stellung zu verlagern, besteht aus einem ersten Koppelglied 22 und einem zweiten Koppelglied 24. Beide Koppelglieder 22, 24 sind hebelartig als langgestreckte, biegesteife Profilteile ausgebildet und drehbar mit dem Basisglied 20 verbunden. Das erste Koppelglied 22 ist dabei um eine erste Drehachse 26 drehbar, wohingegen das zweite Koppelglied 24 um eine zweite Drehachse 28 drehbar ist. Das erste Koppelglied 22 weist an seinem der ersten Drehachse 26 entgegengesetzten Ende eine dritte Drehachse 30 auf, an welcher es bezüglich der Fronthaube 12 drehbar mit dieser verbunden ist. Das zweite Koppelglied 24 weist an seinem der zweiten Drehachse 28 abgewandten Ende eine vierte Drehachse 32 auf, um welche es bezüglich der Fronthaube 12 drehbar gelagert ist. Der Abstand der ersten Drehachse 26 zu der dritten Drehachse 30 ist größer als der Abstand der zweiten Drehachse 28 zu der vierten Drehachse 32, wobei das Verhältnis der Abstände 16:7 beträgt. Darüber hinaus ist auch der Abstand der ersten Drehachse 26 von der zweiten Drehachse größer als der Abstand der dritten Drehachse 30 von der vierten Drehachse 32. Das Abstandsverhältnis beträgt 15:6. Darüber hinaus ist der Abstand der ersten Drehachse 26 von der dritten Drehachse 30 größer als der Abstand der ersten Drehachse 26 von der zweiten Drehachse 28. Das Abstandsverhältnis beträgt 16:15.
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Wie bereits ausgeführt wird die erste Koppelgliederanordnung 16 von der zweiten Koppelgliederanordnung 18 getragen, welche neben dem Basisglied 20, welches hebelartig als langgestrecktes, biegesteifes Profilteil ausgeführt ist, ein Hubglied 34 umfaßt. Während das Basisglied 20 zwischen der ersten Drehachse 26 und der zweiten Drehachse 28 ein Langloch 36 aufweist und um eine Schwenkachse 38 verschwenkbar ist, ist das Hubglied 34 lediglich um eine Hubgliedachse 40 drehbar, welche gegenüber dem Grundelement 14 ortsfest ausgebildet ist. Auch die Schwenkachse 38 ist bezüglich des Grundelementes 14 ortsfest ausgebildet, wohingegen sich die Lage der ersten, zweiten, dritten und vierten Drehachse 26, 28, 30, 32 infolge einer Verschwenkung des Basisgliedes 20 gegenüber dem Grundelement 14 verändern kann.
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Um die Fronthaube 12, welche in der in 1 geschlossenen ersten Stellung von ihrem rückwärtigen Ende 42 zu ihrem vorderen Ende 44 hin abfällt, zu öffnen, wird ein Fronthaubenschloß (nicht gezeigt) geöffnet und es wird die Fronthaube 12 per Hand oder durch ein Betätigungselement unterstützt angehoben, bis die Fronthaube 12 die in 2 gezeigte offene zweite Stellung einnimmt. In der offenen zweiten Stellung weist die Fronthaube 12 gegenüber der geschlossenen ersten Stellung eine umgekehrte Neigung auf, bei der das vordere Ende 44 der Fronthaube 12 oberhalb des rückwärtigen Endes 42 liegt. Um in diese Stellung zu gelangen werden sowohl das erste Koppelglied 22 als auch das zweite Koppelglied 24 im Uhrzeigersinn um ihre jeweilige erste Drehachse 26 bzw. zweite Drehachse 28 gedreht, wobei aufgrund des Hebelverhältnisses (Drehachsenabstandsverhältnisses) das zweite Koppelglied 24 eine größere Drehung erfährt als das erste Koppelglied 22. Die Fronthaube 12 wird bei dieser Bewegung axial nach vorn verlagert, gegenüber dem Grundelement 14 angehoben und entgegen dem Drehsinn der Koppelglieder 22, 24 gedreht. Die Elemente der zweiten Koppelgliederanordnung 18 werden bei dieser Verstellung nicht bewegt. Ein Schließen der Fronthaube 12 erfolgt durch einen auf das vordere Ende 44 der Fronthaube 12 ausgeübten Druck, welcher die Fronthaube 12 entgegen dem Uhrzeigersinn und das erste und zweite Koppelglied 22, 24 im Uhrzeigersinn dreht. Die genannten Drehrichtungen beziehen sich auf ein Haubenscharnier für eine im Bereich der Windschutzscheibe angeschlagenen Fronthaube 12, wobei das Haubenscharnier in Fahrrichtung rechts angeordnet ist und vom Motor aus betrachtet wird. Je nach Blickrichtung auf das Scharnier oder ein gegenüberliegendes Scharnier sind die Drehrichtungen verständlicherweise entsprechend umzudrehen. Die Fronthaubenaufstellfunktion des Haubenscharniers 10 wird nachfolgend an Hand der 3 bis 5 erläutert. Um die Hub- oder Aufstellbewegung zu bewirken weist das Haubenscharnier 10 eine Torsionsfeder 46 auf, welche in 5 perspektivisch dargestellt ist. Die Torsionsfeder 46 weist einen ersten Torsionsstababschnitt 48 und eine zweiten Torsionsstababschnitt 50 auf, welche über eine Bucht 52 miteinander verbunden sind. An dem der Bucht 52 gegenüberliegenden Ende weisen der erste Torsionsstababschnitt 48 und der zweite Torsionsstababschnitt 50 jeweils einen um etwa 90° zur Torsionsstabachse abgewinkelten Schenkel 54, 56 auf, wobei sich der Schenkel 56 an dem Grundelement 14 abstützt und der Schenkel 54 mit dem Hubglied 34 verbunden ist. Die Torsionsfeder 46, welche mit ihren Abschnitten 48 bis 56 einstückig aus Federstahl hergestellt ist, weist eine gemäß dem Doppelpfeil A die Schenkel 54, 56 aufspreizende Vorspannkraft auf, welche im eingebauten Zustand das Hubglied 34 um die Hubgliedachse 40 vorspannt.
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Wenn die Fronthaube 12 bei einem Unfall aus der geschlossenen ersten Stellung in eine Pufferstellung verlagert werden soll, wird eine Sperrklinke 58, welche an dem Basisglied 20 angreift, durch Drehen gelöst, wie in 3 gezeigt. Dadurch wird das rückwärtige Ende 60 des Basisgliedes 20, welches bezüglich des Angriffs des Hubgliedes 34 an dem Basisglied 20 sich an der zweiten Drehachse 28 der Schwenkachse 38 gegenüberliegend befindet, freigegeben, so daß die Torsionsfeder 46 das Hubglied 34 im Uhrzeigersinn drehen und damit das Basisglied 20 anheben kann.
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Beim Anheben der Fronthaube 12 wird diese in dem Fronthaubenschloß (nicht gezeigt) festgehalten. Dies führt dazu, daß das Basisglied 20 um die Schwenkachse 38 nicht nur entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, sondern es führt auch dazu, daß das Basisglied 20 bezüglich der Schwenkachse 38 verschoben wird, in dem die Lage der Schwenkachse 38 bezüglich des Basisgliedes 20 sich in dem Langloch 36 verlagert. Bei dieser Bewegung werden das erste und das zweite Koppelglied 22, 24 bezüglich des Basisgliedes 20 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wobei die erste Drehachse 26 in Bezug auf das Grundelement 14 abgesenkt wird und die zweite Drehachse 28 bezüglich des Grundelementes 14 angehoben wird. Die Absenkbewegung der ersten Drehachse bezüglich des Grundelementes wird noch durch die Kontur des Langloches 36 unterstützt, dessen Führungsflanken 62, 64 einen wie in 2 deutlich erkennbar ansteigenden Verlauf aufweisen. Durch das Anheben der Fronthaube 12 in die Pufferstellung gemäß 4, in der die Fronthaube 12 in der gleichen Neigungsrichtung wie in der geschlossenen ersten Stellung geneigt ist, wird unter der Fronthaube 12 ein circa 50–80 mm hoher freier Raum geschaffen, welcher bei einem Kopfaufschlag eines Fußgängers einen ausreichenden Pufferraum zur Verfügung stellt. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß das Haubenscharnier 10 sechs Dreh- und Gelenkachsen aufweist. Es kann daher auch als 6-Gelenk-Scharnier bezeichnet werden.
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Das an Hand der 1–4 erläuterte Haubenscharnier 10 weist als Antrieb wie dargelegt eine Torsionsfeder 46 auf. Anstelle einer solchen Torsionsfeder 46 können jedoch auch andere vorzugsweise reversible Antriebsmittel vorgesehen sein, wobei insbesondere linear wirkende Federelemente am rückwärtigen Ende 60 des Basisgliedes 20 vorgesehen sein können, die zwischen dem Basisglied 20 und dem Grundelement 14 wirken und von einem ohnehin vorhanden Anschlagzapfen 66 für das Basisglied 20 in Position gehalten werden können. Das Rückstellen der Fronthaube 12 aus der in 4 gezeigten Pufferstellung in die in 1 gezeigte geschlossene erste Stellung erfolgt durch Aufbringung eines Druckes auf das rückwärtige Ende 42 der Fronthaube 12. Dadurch werden die Bewegungen der Koppelglieder 22, 24, des Basisgliedes 20 und des Hubgliedes 34 entgegen der Federkraft der Torsionsfeder 46 umgekehrt, bis das Basisglied 20 an dem Anschlagzapfen 66 zur Anlage kommt und die Sperrklinke 58 erneut das Basisglied 20 verriegeln kann. Das in den 1–4 gezeigte Haubenscharnier 10 ist wie sich aus dem Vorstehenden ergibt voll reversibel. Die in der Zeichnung gezeichneten Abstandsverhältnisse, das mit ansteigenden Flanken versehene Langloch 36 und auch die gewinkelte Anlenkung der Fronthaube 12 stellen eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Haubenscharnier
- 12
- Fronthaube
- 14
- Grundelement
- 16
- erste Koppelgliederanordnung
- 18
- zweite Koppelgliederanordnung
- 20
- Basisglied
- 22
- erstes Koppelglied
- 24
- zweites Koppelglied
- 26
- erste Drehachse
- 28
- zweite Drehachse
- 30
- dritte Drehachse
- 32
- vierte Drehachse
- 34
- Hubglied
- 36
- Langloch
- 38
- Schwenkachse
- 40
- Hubgliedachse
- 42
- rückwärtiges Ende
- 44
- vorderes Ende
- 46
- Torsionsfeder
- 48
- erster Torsionsstababschnitt
- 50
- zweiter Torsionsstababschnitt
- 52
- Bucht
- 54
- Schenkel
- 56
- Schenkel
- 58
- Sperrklinke
- 60
- rückwärtiges Ende
- 62
- Führungsflanken
- 64
- Führungsflanken
- 66
- Anschlagzapfen