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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abkoppeln eines mittels
eines Verbindungsbauteils mit einem Karosserieteil verbundenen Fahrzeugbauteils
vom Karosserieteil, gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 199 60 041
A1 geht eine Notausstiegsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug hervor,
die eine Einrichtung der hier angesprochenen Art aufweist. Die Notausstiegsvorrichtung
umfasst eine Pyrotechnikeinrichtung, welche an einer eine Fahrzeugtür mit einer
Fahrzeugkarosserie verbindenden Scharnieranordnung vorgesehen ist.
Die Scharnieranordnung umfasst einen mit Sollbruchstellen versehenen
Scharnierbolzen, der in einem türseitig
befestigten ersten Scharnierteil und einem karosserieseitig befestigten
zweiten Scharnierteil aufgenommen ist. Durch Zündung der Pyrotechnikeinrichtung
wird die Verbindung zwischen den Scharnierteilen, nämlich der
Scharnierbolzen, soweit verformt oder zerstört, dass die Verbindung zwischen
der Fahrzeugtür
und der Karosserie aufgetrennt ist. Die Kosten für die Einrichtung sind auf
Grund des aufwendigen Aufbaus entsprechend hoch. Beim Betätigen der
Einrichtung wird die Scharnieranordnung zerstört beziehungsweise schwer beschädigt.
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Aus
der
DE 203 11 202
U1 geht eine gattungsgemäße Einrichtung hervor, bei
der das Gegenelement eine komplementär zur Aufnahme ausgebildete
Form aufweist und in der Aufnahme passgenau eingesetzt ist. Die
ortsfeste Fixierung des Gegenelements in der Aufnahme wird mittels
eines Sicherungselements realisiert, welches zwischen einer Sperrstellung
und einer Freigabestellung verlagerbar ist, wobei in der Sperrstellung
eine Formschlussverbindung mit dem Gegenelement ausgebildet wird.
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Aus
der
DE 196 37 654
C2 geht eine lösbare Abdeckung
zum Verschließen
einer in einem Bauteil angeordneten Vertiefung mittels einer Abdeckung hervor,
welche mittels einer Klipsverbindung in der Vertiefung gehalten
ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Alternative zu der bekannten Einrichtung
zu schaffen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen. Diese dient zum Abkoppeln eines mittels eines Verbindungsbauteils
mit einem Karosserieteil verbundenen Fahrzeugbauteils vom Karosserieteil. Das
Verbindungsbauteil ist mit Hilfe mindestens einer, einen mit einem
Gegenelement verschraubbaren Befestigungsbolzen aufweisenden Schraubverbindung
mit dem Fahrzeugbauteil oder dem Karosserieteil verbunden. Das Gegenelement
ist mittels eines in Sperrstellung angeordneten Sicherungselements
in einer am Fahrzeugbauteil oder am Karosserieteil vorgesehenen
Aufnahme verliersicher gehalten. Die Einrichtung weist weiterhin
einen Aktuator zur Verlagerung des Sicherungselements aus der Sperrstellung
in eine Freigabestellung auf, in der das Gegenelement aus der Aufnahme
heraus bewegbar ist. Nach dem Abkoppeln des Fahrzeugbauteils vom Karosserieteil
verbleibt daher das Verbindungsbauteil als Ganzes am Fahrzeugbauteil
oder am Karosserieteil, je nach dem, an welchem dieser Teile es mittels
der mindestens einen Schraubverbindung befestigt war. Da zum Zwecke
des Abkoppelns des Fahrzeugbauteils vom Karosserieteil die Verlagerung des
Sicherungselements aus der Sperrstellung in die Freigabestellung
die Schraubverbindung zwischen Gegenelement und Befestigungsbolzen
bestehen bleibt, ist die Schraubverbindung bei vom Karosserieteil
getrennten Fahrzeugbauteil am Verbindungsbauteil angeordnet. Die
erfindungsgemäße Einrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass das Gegenelement mindestens ein
bewegbares Rastelement zur Ausbildung einer Formschluss- und/oder
Kraftschlussverbindung aufweist. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann
eine verbesserte Funktionssicherheit bei der Auslösung der
Notausstiegsvorrichtung erreicht werden.
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In
bevorzugter Ausführungsform
der Einrichtung ist vorgesehen, dass beim Abkoppeln des Fahrzeugbauteils
vom Karosserieteil, was nach einem Unfall erforderlich sein kann,
keine Beschädigungen am
Verbindungsbauteil, Karosserieteil, Fahrzeugbauteil und/oder der
mindestens einen Schraubverbindung auftreten, so dass diese Teile
ohne weiteres zum wiederholten Anbringen des Fahrzeugbauteils am
Karosserieteil eingesetzt und nicht ausgetauscht werden müssen. Daher
kann die Einrichtung auch bei Reparaturarbeiten am Kraftfahrzeug
genutzt werden, um schnell und in einfacher Weise das Fahrzeugbauteil
vom Karosserieteil zu trennen.
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Bei
dem Fahrzeugbauteil kann es sich um eine Fahrzeugtür oder eine
Fahrzeugklappe, beispielsweise Heckklappe eines sowohl zur Personen- als
auch zur Lastenbeförderung
geeigneten Kombis, handeln. Unter dem Begriff "Fahrzeugtür" werden grundsätzlich alle Türarten,
also zum Beispiel Schwenktüren,
verstanden. Unter dem Begriff "Fahrzeugklappe" wird beispielsweise
auch ein zum Verschließen
einer im Dachbereich eines Fahrzeugs vorgesehenen Öffnung dienendes
Schiebedachelement, das im geschlossenen Zustand einen Teil der Fahrzeugaußenhaut
bildet, verstanden.
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Im
Zusammenhang mit der hier vorliegenden Erfindung wird unter dem
Begriff "Karosserieteil" allgemein ein mit
dem Fahrzeugaufbau verbundenes beziehungsweise daran ausgebildetes
Bauteil, beispielsweise Rahmen- oder Trägerteil, verstanden.
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Das
Verbindungsbauteil zwischen Karosserieteil und Fahrzeugbauteil kann
beispielsweise durch eine Scharnieranordnung gebildet sein, wobei unter
dem Begriff "Scharnieranordnung" grundsätzlich alle
geeigneten Gelenke verstanden werden, die zur schwenkbeweglichen
Anbindung des Fahrzeugbauteils am Karosserieteil geeignet sind.
Bei dem Verbindungsbauteil kann es sich auch um eine zwischen Fahrzeugbauteil
und Karosserieteil angeordnete Schlossanordnung handeln. Es sind
Kraftfahrzeuge mit einer Heckklappe bekannt, bei denen das Öffnen der
Heckklappe von mindestens einer Kolben-Zylinder-Einheit, beispielsweise
einer Gasfeder, unterstützt
wird, die an einem Ende am Karosserieteil und an ihrem anderen Ende
am Fahrzeugbauteil, also der Heckklappe, angebunden ist. Unter den
Begriff "Verbindungsbauteil" wird also grundsätzlich auch
eine derartige beziehungsweise die gleiche Funktion aufweisende
Kolben-Zylinder-Einheit verstanden.
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Nach
einer ersten Ausführungsvariante
der Einrichtung ist ein mechanischer Aktuator vorgesehen, der beispielsweise
einen Seilzug oder ein Gestänge
aufweist, der beziehungsweise das mit dem Gegenelement verbunden
ist und beispielsweise manuell, das heißt mittels Muskelkraft, oder
einem mechanischen Speicher bewegt wird. Der Aktuator kann alternativ
auch von einem pneumatischen oder hydraulischen Druckspeicher, einem
elektrischen Element, beispielsweise einer Magnetspule, oder einem chemischen
Speicher, beispielsweise einer Pyrotechnikeinrichtung, gebildet
sein. Weitere Ausführungsvarianten
sind möglich.
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Bei
einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Einrichtung
ist vorgesehen, dass die Betätigung
beziehungsweise Aktivierung des Aktuators mittels einer Steuereinheit
erfolgt, die manuell oder mittels eines Sensors, beispielsweise
eines Crash-Sensors, oder eines auch als Pre-Safe-Einrichtung bekannten
Insassenschutzmittels betätigbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
kann Teil einer Notausstiegsvorrichtung sein, die beispielsweise
mehrere Einrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweisen kann,
wobei jeweils einem Fahrzeugbauteil gegebenenfalls mehrere derartiger Einrichtungen
zugeordnet sind, sofern dieses über mehrerer
Verbindungsbauteile mit dem Karosserieteil verbunden ist.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
der Einrichtung sind den Unteransprüchen, der Figurenbeschreibung
und der Zeichnung zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Teil eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Einrichtung
in Explosionsdarstellung, nämlich
ein Verbindungsbauteil, ein Karosserieteil mit daran vorgesehenen
Aufnahmen für Gegenelemente
einer Schraubverbindung sowie mit den Gegenelementen zusammenwirkende
Sicherungselemente;
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2 bis 5 jeweils
eine weitere perspektivische Darstellung der Einrichtung gemäß 1.
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1 bis 5 zeigen
jeweils einen Ausschnitt einer Notausstiegsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug,
die eine Einrichtung 3 zum Abkoppeln eines in den Figuren
nicht dargestellten Fahrzeugbauteils, insbesondere eine Fahrzeugtür, von einem
Karosserieteil 5, von dem lediglich ein Ausschnitt im Bereich
der Anbindungsstelle des Fahrzeugbauteils dargestellt ist, umfasst.
Die Anbindung des Fahrzeugbauteils am Karosserieteil 5 erfolgt
mittels eines Verbindungsbauteils 7, das bei dem in den 1 bis 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel
von einer Scharnieranordnung 9 gebildet ist.
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Die
Scharnieranordnung 9 weist über einen Scharnierbolzen 11 schwenkbar
miteinander verbundene Scharnierteile 13 und 15 auf,
von denen das Scharnierteil 13 in beliebiger Weise mit
dem Fahrzeugbauteil zu verbinden ist, beispielsweise durch anschweißen, vernieten
oder anschrauben. Das zweite Scharnierteil 15 wird mittels
zweier Schraubverbindungen 17A und 17B am Karosserieteil 5 angebracht.
Die Schraubverbindungen 17A und 17B sind hier
identisch ausgebildet, so dass deren Aufbau und Funktion im Folgenden
beispielhaft anhand der Schraubverbindung 17A näher erläutert wird.
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Die
Schraubverbindung 17A umfasst einen Befestigungsbolzen 19,
der einen mit einem Schraubenkopf und einen mit einem Außengewinde
versehenen Schraubenschaft aufweist. Der Befestigungsbolzen 19 ist
mit einem ein Loch 21 mit Innengewinde aufweisendem Gegenelement 23 verschraubbar.
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Bei
dem in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
besteht das Gegenelement 23 aus einer Halteklammer 24 mit
einem daran vorgesehenen, das Loch 21 aufweisenden Ansatz 25,
wobei der Ansatz 25 einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweist.
Die im Wesentlichen U-förmige
Halteklammer 24 weist in einem Abstand voneinander angeordnete,
identisch ausgebildete erste und zweite Rastelemente 27 und 29 auf.
Diese weisen von im Wesentlichen ebenen Wandabschnitten gebildete
Verriegelungsarme 31 auf, die über einen Verbindungsabschnitt 33,
dem der Ansatz 25 entspringt, miteinander verbunden sind.
Die Verriegelungsarme 31 sind gegenüber dem Verbindungsabschnitt 33 federnd
biegbar und weisen an ihrem freien Ende jeweils einen seitlich nach
außen
abstehenden Haltevorsprung 35 auf. Im unbelasteten Zustand
verlaufen die Verriegelungsarme 31 in Richtung ihrer freien
Endbereiche schräg
aufeinander zu, wie aus den 4 und 5 ersichtlich.
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In
den Freiraum zwischen den Rastelementen 27 und 29 ist
ein Sicherungselement 37 einbringbar, das in Größe und Form
so ausgebildet ist, dass es bei im Freiraum zwischen den Rastelementen 27, 29 angeordnetem
Zustand diese auseinander spreizt, so dass die flächigen Verriegelungsarme 31 im
Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wie in den 1 bis 3 ersichtlich.
Wie insbesondere aus den 4 und 5 ersichtlich,
weist das Sicherungselement 37 im Wesentlichen eine Quaderform
auf und ist von einer hier rechteckförmigen Durchgangsöffnung 55 durchdrungen.
An gegenüberliegenden
Stirnflächen
des Sicherungselements 37 sind Befestigungsflansche 57 zur
Anbindung eines zur Verlagerung des Sicherungselements 37 aus einer
Sperrstellung, in der es im Freiraum zwischen den Rastelementen 27, 29 angeordnet
ist, wie in den 1 bis 3 dargestellt,
in eine Freigabestellung (vgl. 4 und 5)
dienenden Aktuators (nicht dargestellt) vorgesehen.
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Das
Karosserieteil 5 weist auf seiner der Scharnieranordnung 9 abgewandten
Seite jeweils eine Aufnahme 39 für die Gegenelemente 23 auf.
Die Aufnahmen 39 können
am Karosserieteil 5 angeformt, angeklebt oder angeschweißt sein.
Andere Anbindungsvarianten, beispielsweise Clipsverbindungen, sind
denkbar. Die Aufnahme 39 weist in einem Abstand gegenüberliegend
angeordnete, ebene Stützwangen 41 auf,
die von der Flachseite des Karosserieteils 5 abstehen und
parallel zueinander verlaufen. In den Freiraum zwischen den Stützwangen 41 mündet eine
im Karosserieteil 5 vorgesehene Durchgangsöffnung 43,
die hier rein beispielhaft rechteckig ausgebildet sind. Wichtig
ist, dass die Durchgangsöffnung 43 so
groß ausgebildet
ist, dass das in der Aufnahme 39 angeordnete Gegenelement 23 bei
entferntem, also in Freigabestellung angeordneten Sicherungselement 37 in
Richtung seiner Längsmittelachse 45 in
Richtung auf die Scharnieranordnung 7 hindurch verlagert
werden kann, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird. Die Durchgangsöffnung 43 ist
vorzugsweise so groß, dass
das Gegenelement 23 mit Spiel hindurch bewegbar ist.
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Auf
Grund der ebenen Ausgestaltung der Stützwangen 41 und dem
passgenauen Sitz des Gegenelements 23 in der Aufnahme 39 ist
ein Verdrehschutz gebildet, der dazu dient, dass beim Einschrauben
des Befestigungsbolzens 19 in das Loch 21 im Gegenelement 23 beziehungsweise
beim Anziehen des Befestigungsbolzens 19 mit einem vorbestimmten
Anzugsdrehmoment sich das Gegenelement 23 nicht mitdreht.
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Zum
Befestigen der Scharnieranordnung 9 am Karosserieteil 5 wird
zunächst
das Sicherungselement 37 zwischen die Rastelemente 27, 29 des
Gegenelements 23 unter Aufspreizung derselben in die in 1 dargestellte
Sperrstellung gebracht, bevor das Gegenelement 23 in die
Aufnahme 39 eingesetzt wird. Dabei wird das Sicherungselement 37 auf Grund
der materialbedingten Rückstellkräfte der
ausgelenkten Rastelemente 27, 29 klemmend zwischen diesen
am Gegenelement 23 gehalten. Die mit den Sicherungselementen 37 versehenen
Gegenelemente 23 werden dann in einem zweiten Schritt in
die Aufnahmen 39 eingesteckt und zwar so weit, bis die
Haltevorsprünge 35 am
Querrand 47 der jeweiligen Stützwange 41 anliegen
beziehungsweise in Gegenüberlage
angeordnet sind.
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Dieser
Montagefortschritt ist in 2 dargestellt.
Die Verriegelungsarme 31 sind durch das Sicherungselement 37 so
weit auseinander gespreizt, dass das Gegenelement 23 bei
in die Aufnahme 39 eingestecktem Zustand klemmend zwischen
den Stützwangen 41 gehalten
ist. Im nächsten
Schritt wird die Scharnieranordnung 9 am Karosserieteil 5 angebracht.
Hierzu wird das Scharnierteil 15 auf der den Aufnahmen 39 abgewandten
Seite des Karosserieteils 5 an dieses angelegt, die Befestigungsbolzen 19 durch
die im Scharnierteil 15 vorgesehenen Löcher 16 hindurch gesteckt
und in die über
die Durchgangsöffnungen 43 zugänglichen
Löcher 21 in
den Gegenelementen 23 eingeschraubt und angezogen. Beim
Anziehen des jeweiligen Befestigungsbolzens 19 verhindern
die Rastelemente 27, 29 das Herausziehen des Gegenelements 23 über die
Durchgangsöffnung 43 aus
der Aufnahme 39, indem die Haltevorsprünge 35 den jeweiligen
Querrand 47 der Stützwangen 41 umgreifen.
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Das
Verbindungsbauteil 7 kann bereits vor seiner Anbindung
an das Karosserieteil 5 mittels der Schraubverbindungen 17 in
geeigneter Weise am Fahrzeugbauteil befestigt sein. Selbstverständlich ist es
auch möglich,
dass zunächst
das Verbindungsbauteil 7 am Karosserieteil 5 und
erst nachfolgend dann das Fahrzeugbauteil am Verbindungsbauteil 7 befestigt
wird.
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In 3 ist
die Scharnieranordnung 9 im am Karosserieteil 5 befestigten
Zustand dargestellt. Bei Betätigung
der Notausstiegsvorrichtung 1 werden die Sicherungselemente 37 mittels
eines beziehungsweise jeweils eines Aktuators in Querrichtung, also seitlich
aus dem Freiraum zwischen den Rastelementen 27, 29 herausbewegt/-gezogen,
wie in 4 mit einem Pfeil 49 angedeutet. Damit
werden die Rastelemente 27, 29 durch das aus der
Sperrstellung in eine Freigabestellung verlagerte Sicherungselement 37 nicht
mehr blockiert und federn auf Grund der materialbedingten Rückstellkräfte selbsttätig in ihre
Ausgangsstellung zurück,
wie mit Pfeilen angedeutet, wodurch der Hintergriff der Haltevorsprünge 35 mit
dem Querrand 47 der Stützwangen 41 aufgehoben
wird. Nach Aufhebung der Formschlussverbindung zwischen Gegenelement 23 und
Aufnahme 39 kann die Scharnieranordnung 9 mit
den daran gehaltenen Befestigungsbolzen 19, die nach wie
vor mit den Gegenelementen 23 verschraubt sind, vom Karoseriebauteil 5 wegbewegt
werden, wie in 5 mit einem Pfeil angedeutet.
Dabei werden die mit dem Befestigungsbolzen 19 verschraubten
Gegenelemente 23 über
die Durchgangsöffnungen 43 im
Karosserieteil 5 aus der jeweiligen Aufnahme 39 herausgezogen,
so dass die Trennung/Abkopplung des Verbindungsbauteils 7 und
somit des Fahrzeugbauteils vom Karosserieteil 5 vollzogen
ist. Das Verbindungsbauteil 7 bleibt dabei am Fahrzeugbauteil
gehalten.
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Es
bleibt festzuhalten, dass beim Abkoppeln des Fahrzeugbauteils vom
Karosserieteil 5 keines dieser Bauteile beschädigt wird,
auch nicht das Verbindungsbauteil 7, so dass diese Teile
gegebenenfalls zum wiederholten Verbinden des Fahrzeugbauteils mit
dem Karosserieteil eingesetzt werden können.
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Die
vorstehend beschriebene Notausstiegsvorrichtung 1 weist
einen einfachen und somit kostengünstigen Aufbau sowie eine hohe
Funktionssicherheit auf.
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Zusammenfassend
bleibt festzuhalten, dass das Trennen beziehungsweise Abkoppeln
des Fahrzeugbauteils vom Karosserieteil in einfacher Weise durch
ein einfaches Entfernen des als Spreizelement für die Verriegelungsarme 31 dienenden
Sicherungselements 37 aus dem Freiraum zwischen den Verriegelungsarmen 31 realisiert
ist, wodurch die Formschlussverbindung zwischen dem Gegenelement 23 und
der Aufnahme 39 und somit dem Karosserieteil 5 aufgehoben
wird.
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Es
versteht sich, dass das Verbindungsbauteil 7 alternativ
an Stelle mit dem Karosserieteil 5 auch mit dem Fahrzeugbauteil
in der vorstehend genannten Weise verbunden sein kann, so dass es nach
der Trennung zwischen Fahrzeugbauteil und Karosserieteil mittels
Aufhebung der über
das Gegenelement 23, die Aufnahme 39 und das Sicherungselement 37 realisierten
Formschlussverbindung am Karosserieteil 4 verbleibt.