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Die
Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung an der Frontklappe eines
Kraftfahrzeugs, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.
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Eine
derartige Schutzeinrichtung soll in der
DE 10 2004 044 736 A1 bei
einer Kollision eines Fußgängers oder Radfahrers
mit einem Kraftfahrzeug den Fußgänger oder Radfahrer
vor Verletzungen schützen. Die Schutzeinrichtung ist im
Bereich der Scharniereinrichtung der Frontklappe vorgesehen und
weist ein über wenigstens eine Zapfen-/Langlochführung
höhenverstellbar angeordnetes Stützelement auf.
Das Stützelement ist durch das zusammen Wirken des Zapfens
der Zapfen-/Langlochführung mit einem verengten Bereich
des Langloches der Zapfen-/Langlochführung kraft- und/oder
formschlüssig festgehalten. Im normalen Fahrbetrieb befinden
sich das Stützelement und die geschlossene Frontklappe
jeweils in ihrer Normallage. Bei einem Aufprall eines Fußgängers
oder Radfahrers auf die Frontklappe des Kraftfahrzeugs, bei dem
eine Mindestbelastung auf die Frontklappe etwa vertikal nach unten
einwirkt, werden das Stützelement und damit die Frontklappe
unter Überwindung eines Kraftschlusses zwischen dem Zapfen
der Zapfen-/Langlochführung und dem verengten Bereich des
Langloches der Zapfen-/Langlochführung von der Zapfen-/Langlochführung
geführt nach unten verstellt, wodurch die Auswirkungen
des Aufpralls abgeschwächt sind. Die wenigstens eine Zapfen-/Langlochführung
ist aufwändig zu fertigen und erfordert ein Stützelement,
das sich in vertikaler Richtung über eine zumindest der
Länge der Langlochführung entsprechende Höhe
erstreckt, wodurch das Gewicht des Kraftfahrzeugs entsprechend erhöht
und der Bauraum für andere Bauteile eingeschränkt
ist.
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Aus
der
JP 2000108842
A ist es bekannt, zwischen der Frontklappe eines Kraftfahrzeugs
und der Scharniereinrichtung der Frontklappe sowie zwischen der
Scharniereinrichtung und der Karosserie des Kraftfahrzeugs jeweils
ein Energie absorbierendes Element aus einem elastischen Material
anzuordnen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schutzeinrichtung an
der Frontklappe eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen im Oberbegriff des
Patentanspruches 1 anzugeben, die einen auf die Frontklappe aufprallenden
Fußgänger oder Radfahrer mit einfacheren Mitteln
wirksamer vor Verletzungen schützt.
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Diese
Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
entnehmbar.
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Die
erfindungsgemäße Schutzeinrichtung weist zwischen
der Frontklappe und einem Stützelement eine Scharniereinrichtung
auf, die eine Schwenkbewegung der Frontklappe beispielsweise aus
einer Schließlage in eine maximale Öffnungslage ermöglicht.
Das Stützelement ist über eine Halteeinrichtung
an der Karosserie des Kraftfahrzeugs kraft- und/oder formschlüssig
festgehalten, die bei einer unfallbedingten, etwa vertikalen Mindestbelastung der
Frontklappe nach unten eine Verstellbewegung des Stützelements
nach unten ermöglicht. Diese Verstellbewegung kann frei
oder unter Überwindung einer Widerstandskraft beispielsweise
gedämpft erfolgen. An dem Stützelement oder an
einem daran befestigten Teil ist ein Anschlag befestigt, auf dem
die geschlossene Frontklappe normal von oben aufliegt und der eventuell
eine Höheneinstellung eines dort befindlichen Bereiches
der geschlossenen Frontklappe ermöglicht. Bei einer unfallbedingten
Mindestbelastung der Frontklappe nach unten, die beispielsweise
durch einen auf die Frontklappe aufprallenden Fußgänger
oder Radfahrer verursacht ist, verformt sich der Anschlag elastisch
und/oder plastisch, wodurch sich die Frontklappe gegenüber
dem Stützelement nach unten verstellt und dabei der Anschlag durch
seine elastische und/oder plastische Verformung Energie aufnimmt,
die den Aufprall abfängt und seine Auswirkungen zumindest
mildert. Auf Grund der einwirkenden Mindestbelastung gibt die Halteeinrichtung
gleichzeitig mit dem Aufprall oder unmittelbar danach das Stützelement
für eine Verstellbewegung nach unten frei, so dass nach
der elastischen und/oder plastischen Verformung des Anschlags keine
oder allenfalls eine gegenüber der elastischen und/oder
plastischen Verformung des Anschlags geringere Widerstandskraft
auf den Fußgänger oder Radfahrer einwirkt. Die
das Stützelement in seiner Normallage festhaltende Halteeinrichtung
kann beispielsweise eine einfache Rasteinrichtung und/oder Klemmeinrichtung
aufweisen. Mit der Schutzeinrichtung ist ein auf die Frontklappe
aufprallender Fußgänger oder Radfahrer einfacher
und wirksamer vor Verletzungen geschützt. Vorzugsweise
ist das Stützelement um eine Fahrzeugquerachse schwenkbar
an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet. Dies erhöht über
alle Betriebszustände die Funktionsfähigkeit der
Schutzeinrichtung.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung
näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 eine
seitliche Innenansicht auf die wesentlichen Teile der in ihrer Normallage
befindlichen Schutzeinrichtung, ohne die Frontklappe,
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2 ein
seitliche Außenansicht der in 1 dargestellten
Schutzeinrichtung,
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3 eine 1 entsprechende
Ansicht bei nach einer unfallbedingt elastischen und/oder plastischen
Verformung eines die Frontklappe stützenden Anschlags gegenüber
einem Stützelement etwas abgesenkter Frontklappe,
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4 ein
seitliche Außenansicht der in 3 dargestellten
Schutzeinrichtung,
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5 eine
seitliche Innenansicht auf die Schutzeinrichtung, in der die nicht
dargestellte Frontklappe durch die unfallbedingt einwirkende Mindestbelastung
einerseits durch die elastische und/oder plastische Verformung des
Anschlags und andererseits nach einer Freigabe des Stützelements
durch die Halteeinrichtung über das frei gegebene Stützelement
abgesenkt ist.
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In
den 1 und 2 ist eine Schutzeinrichtung
an der Frontklappe eines Kraftfahrzeugs mit ihren wesentlichen Teilen
ohne die Frontklappe in ihrer Normallage bei geschlossener Frontklappe
in 1 in einer seitlichen Ansicht von innen und in 2 in
einer seitlichen Ansicht von außen dargestellt, wobei die
Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs mit dem Pfeil F angegeben ist.
Die nicht dargestellte Frontklappe ist mit einem oberen Scharnierteil 3 verbunden
und über eine Scharniereinrichtung gegenüber einem
Stützelement 1 schwenkbar, das über eine Halteeinrichtung 12 an
der Karosserie 2 des Kraftfahrzeugs kraft- und formschlüssig
festgehalten ist.
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Die
Scharniereinrichtung ist im Bereich einer vorderen, nicht dargestellten
Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs seitlich angeordnet. Auf Grund
symmetrischer Verhältnisse auf beiden Fahrzeugseiten ist
jeweils zu einem seitlich angeordneten Bauteil seitlich gegenüber
liegend ein vergleichbares Bauteil angeordnet, das nachfolgend nicht
beschrieben wird. Die Scharniereinrichtung weist zwei ein Viergelenk bildende
Schwenkhebel 4, 5 auf, die jeweils an ihren Endbereichen
um eine Achse 6, 7, 8, 9 in
Fahrzeugquerrichtung schwenkbar einerseits an dem Stützelement 1 und
andererseits an einem oberen Scharnierteil 3 angelenkt
sind, das mit der Frontklappe fest oder lösbar verbunden
ist. Das Stützelement 1 ist an der Karosserie 2 des
Kraftfahrzeugs bzw. an einem an der Karosserie 2 befestigten
Stützlager 10 um eine Fahrzeugquerachse 11 schwenkbar
angeordnet. Die Fahrzeugquerachse 11 ist bei dem Ausführungsbeispiel
im vorderen bzw. vorderen unteren Bereich des Stützelements 1 angeordnet.
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Die
bei einer normalen Fahrt des Kraftfahrzeugs das Stützelement 1 an
der Karosserie 2 bzw. an einem an der Karosserie 2 befestigten
Stützlager 10 fest haltende Halteeinrichtung 12 ermöglicht
bei einer unfallbedingten, etwa vertikalen Mindestbelastung der
Frontklappe nach unten eine Freigabe des Stützelements 1 für
eine freie oder beispielsweise über wenigstens eine nicht
dargestellte Dämpfungseinrichtung gedämpfte Verstellbewegung
nach unten. Hierzu weist die Halteeinrichtung 12 eine Rasteinrichtung
und eine Klemmeinrichtung aufweist.
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Die
Klemmeinrichtung der Halteeinrichtung 12 weist einen an
der Karosserie 2 des Kraftfahrzeugs bzw. an dem Stützlager 10 der
Karosserie 2 befestigten Gewindebolzen 13 auf,
an den in der Normallage des Stützelements 1 ein
Bereich 14 des Stützelements 1 von unten
angenähert ist oder an dem der Bereich 14 des
Stützelements 1 von unten anliegt. Der Gewindebolzen 13 kann
in ein karosseriefestes Gewinde einschraubbar sein und dabei unter Zwischenlegung
wenigstens einer Zwischenlage 16 den Bereich 14 des
Stützelements 1 bzw. das Stützelement 1 be reichsweise
gegen eine Klemmwand 17 an der Karosserie 2 des
Kraftfahrzeugs belasten. Ebenso kann auf den Gewindebolzen 13 axial
eine Gewindemutter 15 aufgeschraubt werden, die unter Zwischenlegung
wenigstens einer Zwischenlage 16 den Bereich 14 des
Stützelements 1 bzw. das Stützelement 1 bereichsweise
gegen die Klemmwand 17 an der Karosserie 2 des
Kraftfahrzeugs belastet. An Stelle des Gewindebolzens ist auch ein
Stehbolzen verwendbar, der unter Vorspannung wenigstens eines den
Bereich des Stützelements gegen die Klemmwand belastenden
Federelements in eine von einer Stützschulter begrenzte
Stützöffnung an dem Stützelement einsteckbar
und dann an seinem durch die Stützöffnung hindurch
gesteckten Bereich vernietet wird. In einer einfachen Umkehrung
kann ein mit einem karosseriefesten Teil zusammen wirkendes Bauteil
der Halteeinrichtung, das am Stützelement befestigt ist,
auch an der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet sein, wenn das damit
zusammen wirkende andere Teil an dem Stützelement angeordnet
ist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel ist die Zwischenlage 16 durch
wenigstens eine Federscheibe oder wenigstens einen Federteller gebildet,
die oder der von der Gewindemutter 15 vorgespannt das Stützelement 1 elastisch
gegen die Klemmwand 17 belastet.
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Die
Rasteinrichtung der Halteeinrichtung 12 ist dadurch gebildet,
dass der an den Gewindebolzen 13 angenäherte bzw.
an dem Gewindebolzen 13 anliegende Bereich 14 des
Stützelements 1 den Gewindebolzen 13 über
einen Umfangsbereich umgreift, der etwas größer
als der halbe Umfang des Gewindebolzens 13 ist, und der
den Gewindebolzen 13 teilweise umgreifende Bereich 14 des
Stützelements 1 nur unter einer elastischen und/oder
plastischen Aufweitung seiner inneren Öffnung an den Gewindebolzen 13 anzunähern
ist, so dass in der Normallage des Stützelements 1 der
Gewindebolzen 13 in der inneren Öffnung des den
Gewindebolzen 13 umgreifenden Bereich 14 des Stützelements 1 gefangen
ist. An Stelle des Gewindebolzens ist auch ein Stehbolzen verwendbar,
der an dem Stützelement oder an der Karosserie befestigt,
beispielsweise vernietet sein kann. In einer einfachen Umkehrung
kann ein mit einem karosseriefesten Teil zusammen wirkendes Bauteil
der Rasteinrichtung, das am Stützelement befestigt ist,
auch an der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet sein, wenn das damit
zusammen wirkende andere Teil an dem Stützelement angeordnet
ist.
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Die
Halteeinrichtung 12 und ihre Rasteinrichtung und Klemmeinrichtung
sind jeweils im hinteren bzw. hinteren unteren Bereich des Stützelements 1 angeordnet.
Befindet sich die Frontklappe in ihrer Schließlage und
das Stützelement in seiner Normallage ist die Halteeinrichtung 12 bzw.
ihre Rasteinrichtung und ihre Klemmeinrichtung etwa in der Höhenlage
der Fahrzeugquerachse 11 an der Karosserie 2 des
Kraftfahrzeugs bzw. des daran befestigten Stützlagers 10.
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An
dem Stützelement 1 oder an einem daran befestigten
Teil ist ein in 1 erkennbarer Anschlag 18 befestigt,
auf dem die geschlossene Frontklappe bzw. das obere Scharnierteil 3 von
oben aufliegt. Bei der unfallbedingten Mindestbelastung wird der
Anschlag 18 elastisch und/oder plastisch verformt, wodurch
ein Verstellen der Frontklappe aus der in den 1 und 2 dargestellten
Normallage in die in den 3 und 4 dargestellte
Lage nach unten, in diesem Fall relativ gegenüber dem Stützelement 1 erfolgt,
das in den 3 und 4 noch von
der Halteeinrichtung 12 gegenüber der Karosserie 2 des Kraftfahrzeugs
festgehalten ist.
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Bei
der unfallbedingt auf die Frontklappe etwa in vertikaler Richtung
nach unten einwirkenden Mindestbelastung können die Rasteinrichtung
und Klemmeinrichtung der Halteeinrichtung 12 das Stützelement 1 nicht
mehr festhalten, so dass das Stützelement 1 um
die Fahrzeugquerachse 11 nach unten in die in 5 dargestellte
abgesenkte Lage schwenkt und sich dabei die Frontklappe entsprechend
nach unten verstellt.
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Diese
Verstellbewegung des Stützelements bzw. der Frontklappe
kann ohne oder gegen eine beispielsweise von einer Dämpfungseinrichtung
bewirkten Widerstandskraft erfolgen, die in jedem Fall kleiner als
die den Anschlag elastisch und/oder plastisch verformende Widerstandskraft
sein soll. Eine bei der Absenkbewegung des Stützelements
bewirkte Widerstandskraft kann auch durch eine elastische und/oder
plastische Verformung der Frontklappe und/oder von an der Karosserie
angeordneten Teilen oder von jeweils daran befestigten oder abgestützten Bauteilen
erfolgen.
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Der
die Mindestbelastung bewirkende Aufprall eines Fußgängers
oder Radfahrers auf die Frontklappe wird somit wenigstens zweifach
in seiner Auswirkung auf den Fußgänger oder Radfahrer
zumindest gemildert.
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Die
Erfindung ist von dem einzigen Ausführungsbeispiel abweichend
realisierbar. Die Scharniereinrichtung der Frontklappe kann auf
sehr unterschiedliche Weise eine Schwenkbewegung der Frontklappe
um eine reelle oder virtuelle, ortsfeste oder ortsveränderliche
Schwenkachse ermöglichen. Die Halteeinrichtung kann von
dem Ausführungsbeispiel abweichend auf unterschiedliche
Weise das Stützelement kraft- und/oder formschlüssig
festhalten, solange auf die Frontklappe nicht unfallbedingt die
etwa vertikale Mindestbelastung einwirkt. Bei dem Ausführungsbeispiel
ist die Zwischenlage durch wenigstens eine Federscheibe oder wenigstens
einen Federteller gebildet, die oder der von der Gewindemutter vorgespannt
das Stützelement elastisch gegen die Klemmwand belastet.
Dadurch sind die Bauteildickentoleranzen und ihre Auswirkung auf
die Klemmkräfte gering gehalten. Vorzugsweise weist die
Federkennlinie der wenigstens einen Federscheibe oder des wenigstens
einen Federtellers eine flache Kennlinie auf. In Abhängigkeit
von den verwendeten Materialpaarungen kann die Zwischenlage einer
an dem Federelement bzw. an dem Federteller anliegenden Gleitscheibe
nützlich sein, die ein Verkanten bzw. Eingraben des Federelements
bzw. des Federtellers auf der Gleitfläche beispielsweise
des Stützelements verhindert. Die von der unfallbedingten
Mindestkraft zu überwindende Klemm- bzw. Haltekraft kann
durch eine entsprechende Gestaltung des an den Stehbolzen oder die
Gewindeschraube zumindest angenäherten Bereiches des Stützelements
und über die Vorspannung des Federelements eingestellt
sein. Der Einfluss eines eventuell verwendeten Lackes an der Oberfläche
eines bei der Halteeinrichtung verwendeten Bauteiles ist bei dem
zu erwartenden Energieniveau beim Aufprall des Fußgängers
oder Radfahrers auf die Frontklappe vernachlässigbar. Der
mit dem Stehbolzen oder der Gewindeschraube zusammen wirkende Bereich
des Stützelements kann auch gezielt geschwächt
sein, um bei einer vorgegebenen unfallbedingten Krafteinwirkung ein
Lösen des Stützelements von der Halteeinrichtung
zu bewirken. Der Anschlag kann in beliebiger Weise gebildet sein
und unter der unfallbedingten Mindestbelastung beliebig elastisch
und/oder plastisch verformt werden. Das Stützelement kann
auch auf andere Weise an der Karosserie oder an einem daran befestigten
oder abgestützten Bauteil verstellbar angeordnet sein.
Die passive Schutzeinrichtung ist kostengünstig mit einer
Gewichtseinsparung zu fertigen, rohbauneutral zu verwenden und ausstattungsneutral
in der Rohbauvariante. Beispielsweise kann die Schutzeinrichtung
bei allen Fahrzeugvarianten verwendet werden, selbst wenn diese
zusätzlich mit einer aktiven Schutzeinrichtung ausgerüstet
werden sollten. Ist das Stützelement wie bei dem Ausführungsbeispiel
um eine Fahrzeugquerachse schwenkbar und/oder weist die Halteeinrichtung
einen Steh- oder Gewindebolzen auf, so kann beispielsweise durch
einfaches Entfernen des Steh- oder Gewindebolzens und/oder gegebenenfalls
des die Fahrzeugquerachse bildenden Elements die Schutzeinrichtung
mit Elementen ergänzt bzw. umgerüstet werden, die
eine aktive Schutzeinrichtung an der Frontklappe bilden. Die so
oder anders gebildete aktive Schutzeinrichtung kann dann bei oder
vor einem Aufprall eines Radfahrers oder Fußgängers
auf die Frontklappe die Frontklappe über eine Verstelleinrichtung
in eine Schutzlage hochstellen, in der die Frontklappe nachgiebig
elastisch und/oder gedämpft abgestützt ist und dadurch
den Aufprall abfedert bzw. dämpft. Die eine Schwenkachse
für das Stützelement bildende Fahrzeugquerachse
ist vorzugsweise außerhalb des zu erwartenden Kopfeindringbereiches
anzuordnen. Bei Verwendung der Erfindung kann die Fugengenauigkeit
der Frontklappe beibehalten werden, da kein Lösen der Rohbauverbindung
in der Montage erforderlich ist. Die Schutzeinrichtung ist annähernd
kostenneutral im Scharnierbereich, unabhängig von der Länderkonfiguration
und erhöht die Crashsicherheit. Die Auslöseschwelle
der Schutzfunktion ist besser kontrollierbar, da nur ein Element
zur Steuerung erforderlich ist. In einer einfachen Umkehrung kann
ein mit einem karosseriefesten Teil zusammen wirkendes Bauteil am
Stützelement auch an der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet
sein, wenn das damit zusammen wirkende Teil an dem Stützelement
angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004044736
A1 [0002]
- - JP 2000108842 A [0003]