Die Erfindung betrifft eine Scharniereinrichtung zum Anlenken einer Fronthaube
eines Kraftfahrzeuges in Kombination mit einer Sicherheitseinrichtung zum
Verlagern der Fronthaube in eine angehobene Position, wobei die
Scharniereinrichtung ein Mehrgelenkscharnier aufweist, mittels welchem die
Fronthaube von der Fahrzeugfrontseite her öffenbar ist, und wobei die
Sicherheitseinrichtung zumindest einen über die Signale einer Sensorik
betätigbaren Aktuator aufweist, mittels welchem die Fronthaube aus ihrer
geschlossenen Ausgangslage in eine zumindest im Bereich der Frontscheibe
angehobene Position verlagerbar ist.
Sicherheitseinrichtungen, die im Fall einer Kollision eines Fahrzeuges mit einem
Fußgänger ein Anheben der Fronthaube veranlassen, um den Abstand der
Fronthaube zum Motor zu vergrößern und um somit eine die Energie des Aufpralles
zum Teil vernichtende Deformation derselben zu ermöglichen, sind bereits in
unterschiedlichen Ausführungsvarianten vorgeschlagen worden. Eine
Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE-A-
197 12 961 bekannt. Die Scharniereinrichtung, die hier als Viergelenk ausgebildet
ist, ist an einem Scharnierträger angeordnet, der über ein Gelenk schwenkbar mit
der Karosserie des Fahrzeuges verbunden ist. Im Normalbetrieb ist der
Scharnierträger über eine Verriegelungseinrichtung in seiner Position an der
Karosserie fixiert. Erkennt nun die Sensorik eine Kollision mit einem Fußgänger wird
die Verriegelungseinrichtung gelöst und der Scharnierträger wird freigegeben,
sodass ein unterhalb des Scharnierträgers angeordneter Aktuator ein Anheben der
Fronthaube bewirken kann. Diese bekannte Konstruktion ist relativ anfällig für
Schwingungen sowie aufwändig und kompliziert im Aufbau. Bei einer der möglichen
Ausführungsformen wird der Aktuator in das Mehrgelenksscharnier integriert. Diese
Konstruktion bietet den Vorteil, dass die Fronthaube bei einem Unfall bedingten
Anheben vom Scharnier geführt wird, hat jedoch den Nachteil, dass in diesem Fall
die Fronthaube sowohl eine Rotations- als auch eine Translationsbewegung
ausführt. Zum Schutz des Unfallopfers wäre es jedoch günstiger, jegliche Bewegung
der Fronthaube in Fahrzeuglängsrichtung zu vermeiden.
Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zu Grunde liegt, eine
Scharniereinrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die
Fronthaube auf herkömmliche Weise unter Ausführung einer gekoppelten Rotations-
und Translationsbewegung geöffnet werden kann, jedoch das aus
Sicherheitsgründen erfolgte Anheben der Fronthaube keine unerwünschte
Translationsbewegung erfordert. Dabei sollen der erforderliche konstruktive
Aufwand möglichst gering gehalten und eine funktionssichere Ausführung
geschaffen werden.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass zum
sicherheitsbedingten Anheben der Fronthaube die Wirkverbindung der
Scharniereinrichtung zwischen der Fronthaube und der Fahrzeugkarosserie
aufhebbar bzw. unterbrechbar ist.
Gemäß der Erfindung ist daher das normale Öffnen der Fronthaube unter
Durchführung der von der bzw. den Scharniereinrichtung(en) unterstützten
Rotations- und Translationsbewegung möglich. Hingegen wird bei einem
sicherheitsbedingten Anheben der Fronthaube die Wirkverbindung der
Scharniereinrichtung(en) zwischen der Fronthaube und der Karosserie aufgehoben,
sodass der bzw. die Aktuator(en) die Fronthaube ohne an die Zwangsbewegungen
eines Scharniers gebunden zu sein, anheben kann bzw. können. Die einzelnen
zusammenwirkenden Komponenten lassen sich auf zweckmäßige, robuste und
funktionssichere Weise ausführen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bzw. sind der bzw. die
Aktuator(en) mit der Fronthaube (1) derart lösbar gekoppelt, dass der bzw. die
Aktuator(en) zum normalen Öffnen der Fronthaube von dieser entkoppelbar ist bzw.
sind. Die Kopplung hat den Vorteil eines fixen Angriffspunktes bei einem
unfallbedingten Anheben, würde jedoch der Funktion der Scharniereinrichtungen
entgegen stehen, sodass zum normalen Öffnen der Fronthaube eine Entkopplung
vorgesehen ist.
Die Scharniereinrichtung soll auf besonders einfache Weise derart ausgeführt sein,
dass ihre Wirkverbindung in einer Unfallsituation, die ein Anheben der Fronthaube
zur Folge hat, aufgehoben werden kann. Das lässt sich beispielsweise mit einer
Ausführung erreichen, bei der die Gelenkarme der Scharniereinrichtung zum
normalen Öffnen der Fronthaube in ihren Längen fixiert, zum Anheben der
Fronthaube in ihren Längen frei veränderbar, insbesondere vergrößerbar, sind.
Bei einer besonders funktionssicheren Ausführung werden die Gelenkarme
mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgeführt, wobei die Armteile gegeneinander
verschiebbar angeordnet und durch eine Fixiereinrichtung in ihrer gegenseitigen
Lage fixierbar sind.
Bei einer möglichen, konstruktiv einfachen Ausführungsform ist die Fixiereinrichtung
ein Sicherungsstift oder dergleichen, welcher beide Gelenkarmteile durchsetzt und
zum sicherheitsbedingten Anheben der Fronthaube automatisch entfernbar ist.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Fixiereinrichtung von
einer Führungskulisse und von einem mit dieser beim Öffnen der Fronthaube
zusammenwirkenden, am Gelenkarm befestigten Führungsbolzen oder dergleichen
gebildet ist. Bei dieser Variante wird die Scharniereinrichtung daher bei einem
unfallbedingten Anheben der Fronthaube nicht beschädigt und kann ohne
Reparaturaufwand wieder in ihre Ausgangslage zurückgebracht werden.
Zweckmäßigerweise wird als Mehrgelenkscharnier ein Viergelenkscharnier mit zwei
Gelenkarmen verwendet, die jeweils zwei gegeneinander verschiebbar angeordnete
Gelenkarmteile aufweisen.
Die Koppelung der Aktuatoren zur Fronthaube zum sicherheitsbedingten Anheben
derselben und deren Entkopplung, wenn die Fronhaube normal geöffnet werden
soll, lassen sich auf besonders einfache Weise bei einer Ausführung sicherstellen,
bei der jeder Aktuator ein ausfahrbares Betätigungsteil aufweist, an welchem das
eine Ende eines Übertragungshebels einklinkbar sowie ausklinkbar ist, dessen
anderes Ende mit der Fronthaube verbunden ist.
Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausführung des Übertragungshebels
sieht vor, dass der am Betätigungsteil einklinkbare Endbereich des
Übertragungshebels gabelartig ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, welches mit gemäß der Erfindung
ausgeführten Einrichtungen versehen ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der
Zeichnung, die in schematischen und sehr vereinfachten Darstellungen zwei
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, näher beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1 eine seitliche Ansicht einer Fronthaube eines Kraftfahrzeuges mit einer ersten
Ausführungsform der Erfindung in einer Lage bei geschlossener Fronthaube,
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung in einer Lage bei normal geöffneter
Fronthaube,
Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung mit der über eine aktivierte
Sicherheitseinrichtung angehobenen Fronthaube,
Fig. 4 eine mögliche Ausführungsform eines Gelenkarmes einer
Scharniereinrichtung,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer Lage bei geschlossener
Fronthaube,
Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Darstellung in einer Lage bei normal geöffneter
Fronthaube und
Fig. 7 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung, wobei jedoch die Fronthaube über
eine aktivierte Sicherheitseinrichtung angehoben ist.
In Fig. 1 bis Fig. 3 ist von den zu einem Kraftfahrzeug gehörenden Karosserieteilen
neben der lediglich schematisch in seitlicher Ansicht gezeigten Fronthaube 1, die
über zumindest eine als Mehrgelenksscharnier ausgeführte Scharniereinrichtung 10
am Fahrzeug angeklenkt ist, ein von der Fronthaube 1 überdeckbarer Bereich einer
der leiden Kotflügel 2 gezeigt. Die Fronthaube 1 ist beidseitig über je eine der
Scharniereinrichtungen 10 derart an der Kraftfahrzeugkarosserie angeschlagen,
dass sie von der in den Fig. 1 bis 3 rechts befindlichen Fahrzeugfront in
herkömmlicher Weise unter Durchführung einer gekoppelten Rotations- und
Translationsbewegung geöffnet werden kann.
Die Scharniereinrichtung 10 ist als Viergelenkscharnier ausgeführt und weist einen
vorderen Gelenkarm 5 und einen rückwärtigen Gelenkarm 6 unterschiedlicher
Längen auf. Jeder dieser Gelenkarme 5, 6 ist über jeweils ein Gelenk 15a bzw. 16a
mit einer Scharnierplatte 3 gelenkig verbunden, welche an der Unterseite der
Fronthaube 1 befestigt ist. Mit ihren zweiten Enden sind die Gelenkarme 5, 6 über
Gelenke 15b, 16b an einer weiteren Scharnierplatte 13 angelenkt, welche am
Kotflügel 2 befestigt ist.
Die Sicherheitseinrichtung umfasst je einen mit jeder Scharniereinrichtung 10 in
noch zu beschreibender Weise zusammenwirkenden und, bezogen auf den
Frontbereich des Kraftfahrzeuges, hinter der jeweiligen Scharniereinrichtung 10 an
der Fahrzeugkarosserie angeordneten Aktuator 7. Jeder Aktuator 7 ist mit einem
ausfahrbaren Betätigungsteil 17 versehen, das bei Bedarf, im Fall einer Kollision
des Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger, die Fronthaube 1 anhebt.
Eine Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger kann über eine am oder im
vorderen Frontbereich des Kraftfahrzeuges untergebrachte, nicht dargestellte
Sensorik erfolgen, die zumindest einen, insbesondere jedoch mehrere, an
unterschiedlichen Stellen des Frontbereiches angeordnete Sensoren aufweist. Die
Sensoren können sowohl Näherungssensoren als auch auf Krafteinwirkung
reagierende Sensoren sein. Die von der Sensorik kommenden Signale werden in
einer nicht gezeigten und auch nicht Gegenstand dieser Erfindung bildenden
elektronischen Auswerteeinrichtung ausgewertet, die beispielsweise auf
pneumatische oder sonstige Weise ein Ausfahren der Betätigungsteile 17 der
Aktuatoren 7 veranlasst.
Am oberen Endbereich des ausfahrbaren Betätigungsteils 17 ist zwischen zwei
voneinander beabstandeten, beispielsweise kreisringförmig ausgebildeten
Stützteilen 17a eine Einklinkstelle für den einen Endbereich eines
Übertragungshebels 8 geschaffen. Dieser Endbereich des Übertragungshebels 8
kann beispielsweise gabelförmig gespalten ausgeführt sein, sodass die beiden
Gabelzinken seitlich des Betätigungsteils 17 zwischen die beiden Stützteile 17a
einführbar sind. Der zweite Endbereich des Übertragungshebels 8 ist an der
Unterseite der Fronthaube 1 befestigt, wobei bei der dargestellten Ausführungsform
der Übertragungshebel 8 zwischen der Scharnierplatte 3 und der Fronthaube 1
eingeklemmt ist.
Die Gelenkarme 5, 6 sind besonders ausgeführt, indem sie sich jeweils aus zwei
Gelankarmteilen zusammensetzen. Die beiden Gelenkarmteile sind im Normalfall in
ihrer gegenseitigen Lage fixiert, sodass die Gelenkarme 5, 6 wie einteilig
ausgeführte Gelenkarme wirken. In einer entsprechenden Unfallsituation, in der ein
Anheben der Fronthaube 1 veranlasst wird, wird die gegenseitige Fixierung der
Gelenkarmteile aufgehoben, sodass die Längen der Gelenkarme 5, 6 zumindest im
erforderlichen Bereich, frei veränderbar sind.
Fig. 4 zeigt anhand des Gelenkarmes 6 dessen Ausführung mit zwei
Gelenkarmteilen 6a, 6b. Das Gelenkarmteil 6a ist innerhalb des Gelenkarmteiles 6b
gelagert und gegenüber diesem zur Vergrößerung der Gesamtlänge des
Gelenkarmes 6 verschiebbar. Die feste Verbindung der beiden Gelenkarmteile 6a,
6b erfolgt hier über einen Sicherungsstift oder -bolzen 9. Der Gelenkarm 5 kann auf
übereinstimmende Weise aus zwei Gelenkarmteilen bestehen. Erwähnt sei, dass, je
nach Ausführungsvariante, auch vorgesehen werden kann, durch eine gegenseitige
Verschiebbarkeit der Gelenkarmteile eine Verkürzung der Länge, insbesondere
einer der Gelenkarme 5, 6, zuzulassen.
Fig. 1 zeigt die Lage der beschriebenen Bauteile bei geschlossener Fronthaube 1.
Das Viergelenk der Scharniereinrichtung 10 ist zusammengeklappt, die Gabel 8a
des Übertragungshebels 8 ist am Betätigungsteil 17 des Aktuators 7 eingeklinkt.
Fig. 2 zeigt die Fronthaube 1 in ihrer normal geöffneten Stellung. Die über die
Scharniereinrichtung(en) 10 gleichzeitig stattfindende Translations- und
Rotationsbewegung bewirkt ein Ausklinken bzw. gleitendes Lösen der Gabel 8a des
Übertragungshebels 8 aus seiner Position am Betätigungsteil 17 des Aktuators 7.
Die beiden Gelenkarme 5, 6 nehmen unter Beibehaltung ihrer fixierten Längen ihre
aufgestellten Positionen ein.
Im Falle einer Kollision mit einem Fußgänger werden nicht nur die Aktuatoren 7
betätigt, indem ihre Betätigungsteile 17 ausgefahren werden, sondern es werden
auch die Sicherungsstifte 9, welche die gegenseitige Lage der Gelenkarmteile der
Gelenkarme 5, 6 fixieren, schlagartig entfernt. Damit wird die Wirkverbindung der
Scharniereinrichtung 10 zwischen der Fronthaube 1 und dem Kotflügel 2
aufgehoben. Die beiden Gelenkarme 5, 6 können sich in ihren Längen derart
variabel ändern, dass sichergestellt ist, dass die Übertragungshebel 8 in ihrer
eingeklinkten Stellung verbleiben und die ausfahrenden Betätigungsteile 17 die
Fronthaube 1 in eine angehobene Stellung bringen, die in Fig. 3 dargestellt ist.
Das Entfernen der Sicherungsstifte 9 zur Freigabe der gegenseitigen Fixierung der
Gelenkarmteile der Gelenkarme 5, 6 kann beispielsweise über eine pyrotechnische
Einrichtung erfolgen.
Bei der in Fig. 5 bis Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist eine
Scharniereinrichtung 10' vorgesehen, die ebenfalls als Viergelenkscharnier
ausgebildet ist. Dabei befindet sich bei der in diesen Zeichnungsfiguren gezeigten
Ausführungsform der Erfindung links jeweils die nicht dargestellte Fahrzeugfront,
rechts schliesst an die Fronthaube 1 die ebenfalls nicht dargestellte Frontscheibe
an. Auch bei dieser Ausführungsform werden die Scharniereinrichtungen 10'
beidseitig der Fronthaube 1 am rückwärtigen Endbereich angeordnet.
Die Scharniereinrichtung 10' weist einen vorderen Gelenkarm 5' und einen
rückwärtigen Gelenkarm 6' auf, die in unterschiedlicher Länge ausgeführt sind,
wobei der vordere Gelenkarm 5' der längere ist. Auch bei dieser Ausführungsform
sind die beiden Gelenkarme 5', 6' über Gelenke 15'a, 16'a an einer Scharnierplatte
3' angelenkt, die an der Unterseite der Fronthaube 1 befestigt ist. Die zweiten
Enden der Gelenkarme 5', 6' sind an einer zweiten Scharnierplatte 13' angelenkt,
die mit dem Kotflügel 2 des Kraftfahrzeuges fest verbunden ist.
Wie bei der ersten Ausführungsform setzen sich die beiden Gelenkarme 5', 6'
jeweils aus zwei gegeneinander verschiebbar angeordneten Gelenkarmteilen 5'a,
5'b und 6'a, 6'b zusammen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind dabei die
Gelenkarmteile 5'a, 6'a jene, die die Gelenkarmteile 5b, 6'b aufnehmen. Die
Ausgangslage bzw. normale Lage der Gelenkarmteile 5'a, 5'b und 6'a, 6'b ist deren
komplett ineinander verschobene Lage, die keine weitere Verkürzung der
Gelenkarme 5', 6' zulässt. An den Gelenkarmteilen 5'a, 6'a, die die äußeren, die
zweiten Gelenkarmteile 5'b, 6'b aufnehmenden Gelenkarmteile sind, ist jeweils am
unteren, der Scharnierplatte 13' benachbarten Ende ein Führungsbolzen 24
befestigt. In der in Fig. 5 gezeigten Ausgangslage befinden sich die Führungsbolzen
24 knapp oberhalb der Gelenke 15'b, 16'b. Oberhalb der Gelenke 15'b, 16'b sind
vor den Führungsbolzen 24 an der Scharnierplatte 13' Führungsteile 23, die hier als
Haken 23 ausgebildet sind, angeordnet, die nach rückwärts offene Ausnehmungen
aufweisen, welche jeweils eine Kulissenführung 23a für jeden der Führungsbolzen
24 zur Verfügung stellen. Die bogenförmige Krümmung der Kulissenführungen 23a
ist dabei zumindest im Wesentlichen auf die ebenfalls entlang eines Kreisbogens
erfolgende Schwenkbewegung der Führungsbolzen 24 beim normalen Öffnen der
Fronthaube 1 abgestimmt.
Die Sicherheitseinrichtung umfasst auch bei dieser Ausführungsform je einen, hinter
jeweils einer der Scharniereinrichtungen 10' an der Fahrzeugkarosserie
angeordneten Aktuator 7'. Jeder Aktuator 7' ist mit einem bei Bedarf ausfahrbaren
Betätigungsteil 17' versehen, welcher, wie bei der ersten Ausführungsform, an
seinem oberen Endbereich eine zwischen zwei voneinander beabstandeten
Stützteilen 17'a gebildete Einklinkstelle für den einen Endbereich eines
Übertragungshebels 8' aufweist. Ähnlich zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3
kann der hier einklinkbare und ausklinkbare Endbereich des Übertragungshebels 8'
gabelförmig ausgeführt sein. Der Übertragungshebel 8' ist bei der dargestellten
Ausführungsform mit der Scharnierplatte 3' fest verbunden, er kann jedoch auch als
gesondertes, mit der Fronthaube 1 verbundenes Bauteil ausgeführt sein.
Fig. 5 zeigt die beschriebenen Bauteile bei geschlossener Fronthaube 1 mit
zusammengeklappten Viergelenk, eingeklinkter Gabel 8'a und unbetätigtem
Aktuator 7'.
Wird die Fronthaube 1 zum normalen Öffnen von der Frontseite des Kraftfahrzeuges
her hoch geschwenkt, klinkt die Gabel 8'a des Übertragungshebels 8' aus ihrer
Position am Betätigungsteil 17' aus und die beiden Führungsbolzen 24 werden von
den Führungskulissen 23a erfasst. Dies verhindert eine gegenseitige
Verschiebbarkeit der Gelenkarmteile 5'a, 5'b sowie 6'a, 6'b der Gelenkarme 5', 6'
und die beiden Gelenkarme 5', 6' nehmen unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen
Länge ihre aufgestellten Positionen ein. Fig. 6 zeigt die Endlage bei geöffneter
Fronthaube. Dabei kann eine am Endbereich von zumindest einer der
Führungskulissen 23a ausgebildete Rastvertiefung den Führungsbolzen 24
aufnehmen und derart eine gewisse Fixierung des Scharniers in dieser Stellung
bewirken.
Wird der Aktuator 7' in einer entsprechenden Unfallsituation, einer Kollision des
Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger, betätigt, so wird sein Betätigungsteil 17'
ausgefahren. Über den Übertragungshebel 8' wird nun eine Anhebebewegung der
Fronthaube 1 in die Wege geleitet, sodass die Führungsbolzen 24 der beiden
Gelenkarme 5', 6' von den Führungskulissen 23a nicht erfasst werden. Da sich die
Gelenkarmteile 5'a, 5'b sowie 6'a, 6'b aber gegenseitig zur Vergrößerung der
Gesamtlänge der Gelenkarme 5', 6' verschieben können, wird schließlich die in Fig.
7 gezeigte angehobene Lage der Fronthaube 1 eingenommen. Damit sind die
Wirkverbindung der Gelenkarme 5', 6' der Scharniereinrichtung 10' zwischen der
Fronthaube 1 und dem Kotflügel 2 und die Wirkung der Scharniereinrichtung 10' als
Viergelenkscharnier aufgehoben.
Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht eingeschränkt. So
ist es insbesondere möglich, den Übertragungshebel auf andere Weise mit dem
jeweiligen Aktuator zu koppeln, um beim normalen Öffnen der Fronthaube ein
Entkoppeln vom Aktuator zu gewährleisten. Die gegenseitige verschiebbare
Anordnung der Gelenkarme, deren Fixierung in der vorgegebenen Länge sowie das
Lösen der Fixierung können ebenfalls auf andere Art und Weise erfolgen. Es ist
ferner möglich, die Wirkverbindung des Mehrgelenkscharniers auf andere Weise
aufzuheben, beispielsweise indem die Gelenkarme geteilt werden.
Erwähnt sei ferner, dass je nach Anordnung und Lagerung des Aktuators und
dessen Zusammenwirken mit der Fronthaube auch Ausführungen möglich sind, bei
denen ein Entkoppeln des Aktuators nicht erforderlich ist.