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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug,
mit zumindest einer öffnungsfähigen Klappe
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Herkömmliche
Fahrzeuge weisen im Regelfall eine Front- und eine Heckklappe auf,
wovon normalerweise eine als Motorhaube und die andere als Kofferraumdeckel
ausgebildet ist. Um die genannten Klappen schwenkbar am Fahrzeug
zu lagern, sind Bügelscharniere
bekannt, welche beispielsweise als mehrteilige Schweißkonstruktionen
aus Stahl ausgeführt
sind. Derartige Bügelscharniere
aus Stahl sind häufig
aus vielen Einzelbauteilen zusammengesetzt, wodurch eine aufwändige Fertigung
notwendig ist, die wiederum hohe Kosten erzeugt. Darüber hinaus weisen
die aus Stahl ausgebildeten Bügelscharniere ein
hohes Gewicht auf und unterliegen relativ hohen Fertigungstoleranzen,
welche durch nicht exakt beeinflussbare Wärmeausdehnungen während des Schweißens begründet sind.
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Aus
der
US 4,782,978 ist
ein Fahrzeug mit einer öffnungsfähigen Klappe
bekannt, die über
zumindest einen Scharnierbügel
schwenkbar am Fahrzeug angebracht ist. Bei der genannten Klappe
handelt es sich um einen Tankdeckel, welcher einen Zugang zu einem
dahintergelegenen Einfüllstutzen
des Tanks freigibt oder verdeckt. Der Scharnierbügel der bekannten Tankklappe
ist dabei uns Kunststoff ausgebildet.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
ein Fahrzeug, mit einer Heckklappe und/oder einer Frontklappe eine
verbesserte Ausführungsform
anzugeben, welche insbesondere eine erleichterte Variantenbildung
und eine vereinfachte Fertigung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Heckklappe oder
eine Frontklappe über
zwei Scharnierbügel
aus Kunststoff schwenkbar am Fahrzeug anzubringen.
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Im
Vergleich zu herkömmlichen
Scharnierbügeln,
welche als mehrteilige Schweißkonstruktionen aus
Stahl ausgeführt
sind, weist eine Lagerung einer Heckklappe und/oder einer Frontklappe über jeweils zwei
Scharnierbügel
aus Kunststoff deutliche Vorteile auf. Insbesondere kann hierdurch
die Fertigung weniger aufwändig
gestaltet werden, da die Bügelscharniere
insgesamt aus weniger Bauteilen bestehen, wodurch sich Kostenvorteile
realisieren lassen. Darüber
hinaus weisen Scharnierbügel
aus Kunststoff ein deutlich geringes Gewicht auf als vergleichbare Scharnierbügel aus
Stahl, so dass das Gewicht des Fahrzeugs reduziert werden kann,
was zu einer Energieeinsparung führt.
Im Hinblick auf die Qualität bieten
Scharnierbügel
aus Kunststoff ebenfalls wesentliche Vorteile, da ein bei herkömmlichen
Scharnierbügeln
aus Stahl notwendiges Schweißen
entfällt und
somit Toleranzfehler aufgrund des Wärmeeintrags beim Schweißen vermieden
werden können. Insbesondere
beim Schweißen
nämlich
ist ein exaktes Verformungsverhalten der Scharnierbügel nicht vorhersagbar,
woraus im Vergleich zu Scharnierbügel aus Kunststoff deutlich
höhere Fertigungstoleranzen
resultieren. Darüber
hinaus ist eine Variantenbildung bei aus Kunststoff ausgebildeten
Scharnierbügeln
vereinfacht, wodurch sich diese einfacher an jeweils individuelle
Anforderungen anpassen lassen und dadurch beispielsweise ein Kofferraumvolumen und/oder
einen Packaging-Effekt
positiv beeinflussen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung weist
der Scharnierbügel
eine Sollbruchstelle auf. Die Stollbruchstelle bricht dabei ab einem
bestimmten Krafteintrag, beispielsweise im Crashfall des Fahrzeuges,
und absorbiert durch das Brechen Energie. Eine derartige Sollbruchstelle
kann beispielsweise durch eine in diesem Bereich vorgesehene Materialausdünnung realisiert werden.
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Zweckmäßig wird
die Sollbruchstelle von einer Fangvorrichtung überbrückt, welche nach dem Brechen
der Sollbruchstelle die gebrochenen Scharnierbügelteile aneinander hält. Hierdurch
kann vermieden werden, dass sich Teile des Scharnierbügels beispielsweise
vom Fahrzeug und/oder von der jeweiligen Klappe lösen und
umstehende oder im Fahrzeug sitzende Personen verletzen. Die Fangvorrichtung
erhöht
somit die Fahrsicherheit des Fahrzeug.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist die Fangvorrichtung als elastisches und/oder biegsames
Fangelement ausgebildet. Ein derartiges Fangelement kann beispielsweise
ein Fangband umfassen, welches jeweils endseitig in den Scharnierbügel eingespritzt
ist und so fest mit den jeweiligen Teilen des Scharnierbügels verbunden.
Das Fangband kann kunststoffumspritzt sein. Im Bereich der Überbrückung der
Sollbruchstelle des Scharnierbügels
ist keine Verbindung mit diesem vorgesehen. Um eine Fangwirkung
zusätzlich
zu steigern, kann das Fangelement beispielsweise einen Kern aus Draht
und/oder ein Glasfaserband und/oder ein Aramidfaserband aufweisen.
Ein derartig ausgebildetes Fangelement zeichnet sich durch eine
besonders hohe Zug- und Reißfestigkeit
auf, wobei diese insbesondere bei Aramidfasern und/oder bei Glasfasern
durch ein geringes Gewicht erreicht werden kann.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist der Scharnierbügel
aus glasfaserverstärktem
Kunststoff ausgeführt.
Da über
die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs gesehen hohe Belastungen durch das Öffnen und/oder
das Schließen
der Heckklappe bzw. der Frontklappe auf die jeweiligen Scharnierbügel zukommen,
müssen
diese hohe Anforderungen bezüglich
der Dauerstandfestigkeit aufweisen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Scharnierbügel ein
im wesentlichen U-förmiges
Querschnittsprofil auf. Ein derartiges Profil besitzt aufgrund seines
hohen Flächenträgheitsmomentes
eine hohe Widerstandskraft gegen Biegung und eignet sich somit besonders
für die Verwendung
bei hoch beanspruchten Teilen wie beispielsweise Scharnierbügeln an
Fahrzeugheckklappen. Darüber
hinaus bietet ein derartiges U-förmiges Profil
die Möglichkeit,
zwischen den beiden U-Schenkeln Versorgungsleitungen, wie beispielsweise
einen Kabelkanal, anzuordnen und dadurch dem Scharnierbügel eine
Zusatzfunktion zuzuweisen.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist
eine Abdeckung vorgesehen, die das U-Profil des Scharnierbügels durch endseitiges
Verbinden der beiden U-Schenkel
verschließt
und dadurch den Kabelkanal überdeckt. Hierdurch
kann gewährleistet
werden, dass die Versorgungsleitungen bzw. der Kabelkanal vor Beschädigungen
und/oder Verschmutzungen geschützt
im U-Profil angeordnet ist/sind, gleichzeitig jedoch leicht zugänglich ist/sind,
da hierfür die
Abdeckung, welche beispielsweise mit dem Scharnierbügel verrastet
ist, einfach abgenommen werden kann. Neben dem Schutz vor Beschädigungen
und/oder Verschmutzungen bietet die erfindungsgemäße Abdeckung auch
einen Sichtschutz auf den darunter liegenden Kabelkanal, wodurch
ein optischer Eindruck im Hinblick auf die Verarbeitungsqualität gesteigert
werden kann.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche
oder ähnliche
Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch:
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1 einen
erfindungsgemäßen Scharnierbügel mit
einer Sollbruchstelle,
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2 eine
Detaildarstellung der Sollbruchstelle,
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3 eine
Darstellung wie in 1, jedoch mit einer Abdeckung.
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Entsprechend 1 weist
ein erfindungsgemäßer Scharnierbügel 1 einen
im wesentlichen S-förmigen
Verlauf auf, wobei an einem ersten Ende 2 eine Lagerbuchse 3 vorgesehen
ist, mit welcher der Scharnierbügel 1 schwenkbar
an einem nicht dargestellten Fahrzeug angebracht ist. Denkbar sind selbstverständlich auch
andere nicht gezeigte Gelenk- und/oder Lageranordnungen, die eine schwenkbare
Lagerung des Scharnierbügels 1 am Fahrzeug
ermöglichen.
An einem zweiten Ende 4 ist üblicherweise eine nicht dargestellte
Klappe, nämlich eine
Heckklappe oder eine Frontklappe, des Kraftfahrzeuges angeordnet.
Dem Scharnierbügel 1 fällt somit
die Aufgabe zu, die Heckklappe oder die Frontklappe schwenkbar am
Fahrzeug zu lagern.
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Erfindungsgemäß sind dabei
pro Klappe zwei Scharnierbügel 1 vorgesehen,
welche aus Kunststoff ausgebildet sind. Die Ausbildung der Scharnierbügel 1 aus
Kunststoff bietet hierbei mehrere Vorteile. Zum einen erleichtern
sie eine Fertigung, da deutlich weniger Bauteile wie bei einem vergleichbaren
Scharnierbügel
aus Stahl miteinander verbunden werden müssen und senken dadurch Produktionskosten
des Scharnierbügels 1.
Zusätzlich
reduzieren sie das Gewicht der Konstruktion, da Kunststoff im Vergleich
zu Stahl deutlich leichter ist. Von besonderem Vorteil ist jedoch,
dass ein aus Kunststoff ausgebildeter Scharnierbügel 1 eine Variantenbildung
erleichtert, da dessen Formfreiheit im Vergleich zu einem Scharnierbügel aus
Stahl deutlich höher
ist und somit optimal an Anforderungen des Kraftfahrzeugs angepasst
werden kann. Darüber
hinaus bietet der aus Kunststoff ausgebildete Scharnierbügel 1 eine
verbesserte Fertigungsqualität
da fertigungsbedingte Toleranzen, welche bei geschweißten Stahlscharnierbügeln aufgrund
des hohen Wärmeeintrages
nicht exakt vorhersagbar sind, entfallen.
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Zwischen
dem ersten Ende 2 und dem zweiten Ende 4 gemäß den 1 und 2 ist
ein Bereich 5 mit einer Sollbruchstelle 6 vorgesehen.
Die Sollbruchstelle 6 liegt dabei im Bereich eines Knicks des
Scharnierbügels 1 und
ermöglicht
ein Brechen des Scharnierbügels 1 bei
einer vorbestimmten Belastung. Die Sollbruchstelle 6 wird
dabei durch eine Materialausdünnung
im Bereich 5 realisiert.
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Damit
der Scharnierbügel 1 bei
einer die Sollbruchstelle 6 brechenden Belastung nicht
in zwei getrennte Hälften
auseinander bricht, ist eine Fangvorrichtung 7 vorgesehen,
welche die Sollbruchstelle 6 überbrückt und welche nach dem Brechen
der Sollbruchstelle 6, also beispielsweise bei einem Fahrzeugcrash,
die gebrochenen Scharnierbügelteile
aneinander hält.
Die Fangvorrichtung 7 kann dabei als elastisches und/oder
biegsames Fangelement 8 ausgebildet sein. Hierbei ist denkbar,
dass das Fangelement 8 als Fangband ausgebildet und an
seinen Längsenden
jeweils mit dem Scharnierbügel 1 fest verbunden,
beispielsweise in diesen eingespritzt ist. Im Bereich der Sollbruchstelle 6 ist
das Fangelement 8 dagegen nicht mit dem Scharnierbügel 1 verbunden.
Um die im Crashfall auftretenden großen Belastungen zuverlässig aufnehmen
zu können,
kann das Fangelement 8 einen Draht und/oder ein Glasfaserband
und/oder ein Aramidfaserband aufweisen, welche beispielsweise in
Art einer Bewehrung im Kern des Fangelementes 8 angeordnet
sein können.
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Generell
verhindert die Fangvorrichtung 7 bzw. das Fangelement 8 das
voneinander Lösen
der nach einem Crashfall an der Sollbruchstelle 6 auseinandergebrochenen
Scharnierbügelteile
und verhindert gleichzeitig das Eindringen derselben bzw. Teile eines
Heckdeckel in einen Fahrgastinnenraum, wodurch ein Verletzungsrisiko
für sich
darin befindliche Personen gesenkt werden kann. Zudem wird das Verletzungsrisiko
für umstehende
Personen gesenkt.
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Da
ein derartiger Scharnierbügel 1 über die gesamte
Lebensdauer des Fahrzeuges einer hohen Belastung durch häufiges Öffnen und
Schließen
der entsprechenden Klappe ausgesetzt ist, muss dieser eine gewisse
Dauerstandsfestigkeit aufweisen. Hierzu kann der Scharnierbügel 1 beispielsweise
aus glasfaserverstärktem
Kunststoff ausgeführt
sein, welcher eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit aufgrund der eingelegten
Glasfaserrowings aufweist. Neben der Materialauswahl ist für die Steifigkeit
des Scharnierbügels 1 auch
dessen Querschnittsprofil maßgeblich
verantwortlich, weshalb der Scharnierbügel 1 günstigerweise
ein im wesentliches U-förmiges
Querschnittsprofil aufweist. Darüber
hinaus können
an Stellen höherer
Belastung Aussteifungsrippen 9 vorgesehen sein, welche
dem Scharnierbügel 1 zusätzlich Stabilität verleihen.
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Innerhalb
des U-Profils des Scharnierbügels 1 kann
zumindest ein Kabelkanal 12 ausgebildet sein, in welchem
beispielsweise ein Kabelstrang 10 oder andere Versorgungsleitungen
angeordnet sein können
(vergleiche 3). Um die Versorgungsleitungen
bzw. den Kabelstrang 10 vor Beschädigung oder vor einer Verschmutzung
zu schützen,
kann gemäß 3 eine
Abdeckung 11 vorgesehen sein, welche das U-Profil des Scharnierbügels 1 durch
endseitiges Verbinden der beiden U-Schenkel verschließt und dadurch
den Kabelkanal 12 überdeckt.
Die Abdeckung 11 kann dabei ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet
sein und z.B. mittels nicht dargestellter Clipverschlüsse einfach
am Scharnierbügel 1 anbringbar bzw.
von diesem lösbar
sein. Neben der reinen Schutzfunktion erfüllt die Abdeckung 11 auch
eine optisch ästhetische
Aufgabe, indem eine darunter im Kabelkanal 12 verlaufende
Leitung verdeckt wird.
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Generell
kann vorgesehen sein, dass der Scharnierbügel 1 und/oder die
Abdeckung 11 decklackierbar ist/sind. Hierdurch lassen
sich diese problemlos während
des Fahrzeugrohbaus mon tieren und zusammen mit anderen Bauteilen
lackieren („Online-Lackierung").
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Prinzipiell
können
sowohl der Scharnierbügel 1 als
auch die Abdeckung 11 im Spritzgussverfahren hergestellt
werden, wodurch eine besonders günstige
Herstellungsvariante realisiert werden kann. Gleichzeitig lassen
sich somit mehrere Bestandteile bzw. Bauteile, welche bei einer
herkömmlichen
Ausbildung des Scharnierbügels 1 aus
mehreren Stahlteilen mühsam
miteinander verbunden werden mussten, nunmehr einfach in ein Spritzteil
integrieren.
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Zusammenfassend
lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt
charakterisieren:
Die Erfindung sieht vor, bei einem Kraftfahrzeug
die Heckklappe und/oder die Frontklappe über zwei Scharnierbügel 1 aus
Kunststoff schwenkbar am Fahrzeug anzubringen.
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Die
aus Kunststoff ausgebildeten Scharnierbügel 1 ermöglichen
ein größeres Kofferraumvolumen
sowie einen verbesserten Packaging-Effekt durch eine höhere Formfreiheit
bezüglich
der Herstellung sowie eine generelle Kostenersparnis durch Integration
mehrerer, bisher voneinander getrennter und miteinander zu verbindenden
Bauteile in ein Spritzteil. Hierdurch können auch die Fertigungskosten
für den
Scharnierbügel 1 gesenkt
werden. Durch das im Vergleich zu Bügelscharnieren aus Stahl geringe
Gewicht von Kunststoff kann gleichzeitig eine Gewichtsreduktion
und somit eine Energieeinsparung erzielt werden. Darüber hinaus
können
Fertigungstoleranzen reduziert werden und damit die Fertigungsqualität erhöht werden,
da bisher benötigte Schweißverbindungen,
welche aufgrund des hohen Wärmeeintrages
zu schwer kontrollierbaren Verziehungen führen konnten, vermieden werden.