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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung mit einem Aktor zum Bewegen eines Bauteils der Außenhaut eines zugehörigen Fahrzeugs bei einem Personenaufprall und mit einem Scharnier zum schwenkbaren Führen des beweglichen Bauteils, das mit einem am Fahrzeug ortsfest anzubringenden Scharnierunterteil und einem am Bauteil anzubringenden Scharnieroberteil gestaltet ist, welches seinerseits mit einem unteren Scharnieroberteil und einem oberen Scharnieroberteil gestaltet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer derartigen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung.
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Bei der konstruktiven Gestaltung und Auslegung von modernen Fahrzeugen, insbesondere Automobilen, wird großer Wert darauf gelegt, dass bei einem Unfall eine auf die Außenhaut des Fahrzeugs auftreffende Person möglichst unverletzt bleibt. Eine besondere Gefahr stellt bei einem solchen Unfall das Aufprallen der Person mit ihrem Kopf auf der Außenhaut des am Unfall beteiligten Fahrzeugs dar. Diese Gefahr besteht beispielsweise, wenn ein Fußgänger, ein Radfahrer oder ein Motorradfahrer von einem Fahrzeug erfasst wird und der Kopf des Unfallteilnehmers gegen die Motorhaube des Unfallfahrzeugs geschleudert wird.
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Bei modernen Fahrzeugen gibt es gerade unter der Motorhaube bis zu einem darunter liegenden Antriebsaggregat, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, nicht ausreichend viel Freiraum für eine genügend große Deformation der Motorhaube. Es besteht vielmehr das Risiko, dass ein aufprallender Kopf auf das Antriebsaggregat „durchschlägt” und dadurch eine hohe biomechanische Belastung erfährt.
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Als Möglichkeit eines verbesserten Personenschutzes ist es bekannt, die Motorhaube bzw. Frontklappe eines Fahrzeugs um mehrere Zentimeter anzuheben, sobald ein Unfall mit einem möglichen Personenaufprall detektiert wird. Durch das Anheben der Motorhaube wird der Abstand zu einem darunter liegenden Antriebsaggregat vergrößert und ferner durch die zusätzliche Bewegung der Motorhaube und die damit verbundenen Federkräfte und Massenträgheiten ein Energieabbau über einen vergleichsweise großen Weg erzeugt. Das damit erzielte Verzögerungsniveau für einen aufschlagenden Kopf einer Person sinkt damit auf einen biomechanisch verträglicheren Wert und ein „Durchschlagen” auf ein unter der Motorhaube angeordnetes hoch steifes Antriebsaggregat im Vorderbau des Fahrzeugs wird verhindert.
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Im Fall, dass das bewegliche Bauteil der Außenhaut eine Motorhaube ist, ist diese bei bekannten Fahrzeugen mit einem Scharnier am Fahrzeug gelenkig gelagert. Das Scharnier ist als Viergelenk gestaltet, bei dem an einem Scharnierunterteil zwei verschieden lange Lenker schwenkbar angeordnet sind, welche ein Scharnieroberteil tragen. An dem Scharnieroberteil ist die Frontklappe bzw. Motorhaube befestigt, so dass sie zum Öffnen auf geschwenkt werden kann. Das Scharnieroberteil ist, wie bereits erwähnt, zweiteilig gestaltet, wobei ein unteres Scharnieroberteil an den Lenkern angelenkt ist und ein oberes Scharnieroberteil mit der Frontklappe verbunden ist. Das obere Scharnieroberteil kann seinerseits an dem unteren Scharnieroberteil geschwenkt werden, wobei diese Schwenkbewegung nur ausgeführt wird, wenn die Frontklappe von dem Aktor angehoben wird. Im normalen Betrieb des Fahrzeugs ist das obere Scharnieroberteil mittels eines Schwerniets an dem unteren Scharnieroberteil gehalten. Der Scherniet wird in jenem Moment abgeschert, wenn der Aktor die Motorhaube ausstellt und dabei das obere Scharnieroberteil hochklappt. Nach einer derartigen Auslösung, welche gegebenenfalls auch eine Fehlauslösung sein könnte, kann der Fahrer des Fahrzeugs nur mit eingeschränkter Sicht weiterfahren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung zu schaffen, bei der die oben genannten Nachteile überwunden sind und insbesondere auf kostengünstiger Weise ein Weiterfahren selbst nach einer Auslösung des zugehörigen Aktors möglich ist.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner ist die Aufgabe mit einem Fahrzeug gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung geschaffen, mit einem Aktor zum Bewegen eines Bauteils der Außenhaut eines zugehörigen Fahrzeugs bei einem Personenaufprall und mit einem Scharnier zum schwenkbaren Führen des beweglichen Bauteils, das mit einem am Fahrzeug ortsfest anzubringenden Scharnierunterteil und einem am Bauteil anzubringenden Scharnieroberteil gestaltet ist, welches seinerseits mit einem unteren Scharnieroberteil und einem oberen Scharnieroberteil gestaltet ist, bei dem ein Verbindungsmittel vorgesehen ist, mittels dem eine lösbare und wieder verbindbare Kopplung zwischen dem oberen Scharnieroberteil und dem unteren Scharnieroberteil gestaltet ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung ist der oben genannte Scherniet, welcher bei bekannten Fahrzeugen beim Betätigen des Aktors zwischen dem unteren und dem oberen Scharnieroberteil abgeschert wird, durch eine lösbare und wieder verbindbare Kopplung ersetzt oder ergänzt. Auf diese Weise ist es dem Fahrer des beteiligten erfindungsgemäßen Fahrzeugs möglich, dass er die Motorhaube nach einem Aufstellen wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegt und in dieser Lage mittels der wieder verbindbaren Kopplung fixiert. Der Fahrer kann dann weiterfahren und insbesondere eine Werkstatt aufsuchen, in der die Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung und gegebenenfalls auch das restliche Fahrzeug wieder in ordnungsgemäßen Zustand versetzt werden.
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Es kann bei der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitsvorrichtung vorteilhaft auch ein Scherniet vorgesehen sein, welcher im normalen Betrieb die ortsfeste Lage des oberen Scharnieroberteils am unteren Scharnieroberteil sichert. Es kann damit im normalen Betrieb des Fahrzeugs auf bewährte Techniken zurückgegriffen werden und erst nach einer Auslösung des Aktors die gewünschte Funktionalität erreicht werden, welche gemäß der Erfindung eine Weiterfahrt möglich macht.
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Bei einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist das Verbindungsmittel selbst mittels des Aktors lösbar.
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Diese Weiterbildung sieht eine zwingende Abhängigkeit zwischen dem Auslösen des Aktors und dem Betätigen der lösbaren und wieder verschließbaren Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Scharnieroberteil vor. Die Abhängigkeit stellt sicher, dass in jedem Fall einer Betätigung des Aktors es auch zum Öffnen der Verbindung kommt. Danach kann dann aufgrund der erfindungsgemäßen wieder verbindbaren Kopplung die zugehörige Motorhaube sicher wieder an dem Fahrzeug in ihrer ursprünglichen Lage oder einer sonstigen fahrtauglichen Positionierung für die Weiterfahrt ortsfest gehalten werden kann.
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Bei einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist das Verbindungsmittel mit einer bewegbaren Klinke gestaltet, mit der das obere Scharnieroberteil wahlweise an das untere Scharnieroberteil gekoppelt ist.
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Die gewählte bewegbare Klinke ist ein kostengünstiges, bauraumsparendes und zugleich sehr betriebssicheres Mittel zum Koppeln der genannten Bauelemente. Es ist zu bedenken, dass die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in aller Regel über einen sehr langen Zeitraum von durchaus einem Jahr oder mehreren Jahren nicht betätigt werden wird. Im Falle ihrer Betätigung muss dann aber sehr wohl eine auch unter widrigen Umständen sichere und zuverlässige Funktion gewährleistet sein.
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Bei einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist die Klinke mit einer selbsthemmenden Reibfläche gestaltet.
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Die Reibfläche stellt sicher, dass die Klinke nicht unbeabsichtigt oder unerwünscht bewegt oder versetzt werden könnte. Die Selbsthemmung wird insbesondere vorteilhaft mit einer geneigten Fläche geschaffen, deren Neigungswinkel in der Größenordnung von ca. 5° und besonders bevorzugt von kleiner 8° liegt. Die beteiligten Oberflächen können dann vorteilhaft auch aus Stahl mit einem Reibkoeffizienten von ca. 0,08 bis 0,12 μ gestaltet sein.
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Bei einer vierten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung wirkt die Klinke mit einem Zapfen zusammen, der bei verbundener Kopplung an der Klinke in einer konischen Aufnahme geklemmt ist.
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Die derartige konische Aufnahme eines Zapfens schafft vorteilhaft eine gewünschte selbsthemmende Klemmung, die im Bedarfsfall dennoch vergleichsweise leicht und damit betriebssicher gelöst werden kann. Der Zapfen kann optional mittels eines Vorspannelements zusätzlich gegen seine Aufnahme gespannt sein. Die Vorspannung wird besonders bevorzugt als Federkraft von einem einfachen Federelement bereitgestellt.
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Bei einer fünften vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist die Klinke um eine Schwenkachse schwenkbar und wirkt mit einem Zapfen zusammen, der bei verbundener Kopplung an der Klinke an einer mit der Schwenkachse konzentrischen Kreisbahn spielfrei gehalten ist.
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Mit der konzentrischen Kreisbahn ist es möglich, das beteiligte Bauteil, welches die Kreisbahn bereitstellt, zu bewegen, ohne dass es dabei zu einem Versatz des Zapfens kommt. Das Versetzen kann daher mit wenig Kraftaufwand eingeleitet und durchgeführt werden. Dies ist im Hinblick auf eine Betätigung mit Hilfe des für das eigentliche Anheben vorgesehenen Aktors von großer Bedeutung.
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Bei einer sechsten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist die Klinke an dem unteren Scharnieroberteil schwenkbar gelagert.
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Das untere Scharnieroberteil wird beim Hochschießen der zugehörigen Motorhaube im Vergleich zum oberen Scharnieroberteil weniger stark und weniger weit bewegt. Wenn die genannte Klinke an ihm angeordnet ist, wirken auf die Klinke weniger Einflüsse ein, welche gegebenenfalls störend oder gar schädlich sein könnten. Ferner kann die zu beschleunigende Masse an der Motorhaube besonders klein gehalten werden.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe in vorteilhafter Weise mit einer derartigen erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ausgestattet.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
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1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung im nicht angehobenen Zustand,
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2 eine Seitenansicht gemäß 1 im angehobenen Zustand und
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3 das Detail III in 1.
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In den 1 und 2 ist eine Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung 10 zum Anheben eines gestrichelt dargestellten Bauteils 12 der Außenhaut eines zugehörigen und weiter nicht veranschaulichten Fahrzeugs dargestellt. Das anzuhebende Bauteil 12 ist dabei die Frontklappe bzw. Motorhaube des Fahrzeugs.
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Die Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung 10 ist mit einem Aktor 14 versehen, der bei Erkennung eines Personenunfalls an der Motorhaube und einem damit verbundenen, möglichen Aufprall einer Person auf die Motorhaube diese von der in 1 dargestellten Stellung in die in 2 dargestellte Stellung anheben kann. Der Aktor 14 beschleunigt dabei die Motorhaube mit großer kinetischer Energie, wobei ein Aktorstempel 16 aus einem Aktorgehäuse 18 herausgefahren wird.
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Der Aktor 14 befindet sich im Bereich eines das Bauteil 12 bzw. die Motorhaube am Fahrzeug gelenkig lagernden Scharniers 20. Dieses Scharnier 20 ist als Viergelenk mit einem am (weiter nicht veranschaulichten) Fahrzeugchassis ortsfest angebrachten Scharnierunterteil 22 gestaltet. An dem Scharnierunterteil 22 sind ein erster, kurzer Lenker 24 und ein zweiter, langer Lenker 26 schwenkbar angelenkt. Diese Lenker 24 und 26 tragen ein Scharnieroberteil, welches aus einem unteren Scharnieroberteil 28 und einem oberen Scharnieroberteil 30 gebildet ist. Das obere Scharnieroberteil 30 ist an einem Lagerbolzen 32 mit einer zugehörigen Lagerbuchse 34 an dem unteren Scharnieroberteil 32 schwenkbar gelagert.
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An dem oberen Scharnieroberteil 30 ist eine Führungskulisse 36 vorgesehen, welche nach unten von dem oberen Scharnieroberteil 30 absteht und aus einer Platte mit einer darin ausgebildeten langlochartigen Führungsbahn 38 gestaltet ist. Die Führungsbahn 38 ist kreisförmig gebogen. In der Führungsbahn 38 gleitet ein Führungsbolzen 40 entlang, der an dem unteren Scharnieroberteil 28 ortsfest angebracht ist. Der Führungsbolzen 40 weist in seiner Axialrichtung zwei Verdickungen bzw. Absätze auf, zwischen denen er an der Führungsbahn 38 und damit an der Führungskulisse 36 zwar verschiebbar aber ansonsten axial gehalten ist.
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Am unteren Scharnieroberteil 28 ist eine Klinke 42 schwenkbar gelagert, welche mit einem am oberen Scharnieroberteil 30 ortsfest angebrachten Bolzen 44 zusammenwirkt. Die Klinke 42 hinterhakt dazu an dem Bolzen 44 mit einer Kreiskontur 46 einer Klemmöffnung 48, deren der Kreiskontur 46 gegenüberliegende Seite mit einer Klemmkontur 50 gebildet ist.
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Der Mittelpunkt M1 der Kreiskontur 46 stimmt mit dem Mittelpunkt der Schwenkbewegung der Klinke 42 überein. Im Gegensatz dazu hat die Klemmkontur 50 zwar vorliegend auch eine Kreisform, deren Mittelpunkt M2 liegt aber exzentrisch zum Mittelpunkt der Schwenkbewegung. Die Klemmöffnung 48 ist auf diese Weise konisch gestaltet und klemmt den Bolzen 44 spielfrei ein, wenn die Klinke 42 bezogen auf die 1 bis 3 entgegen dem Uhrzeigersinn gedrückt bzw. gedrängt wird. Der dazu erforderliche Druck kann mit einem in 3 gestrichelt dargestellten Federelement 52 erzeugt werden.
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Wenn die Klinke 42 hingegen im Uhrzeigersinn bewegt wird, so schenkt der Bolzen 44 entlang der Kreiskontur 46, ohne dass die zusammengehaltenen Bauelemente des unteren und oberen Scharnieroberteils 28 bzw. 30 sogleich versetzt würden. Erst am Ende der Kreiskontur 46 gelangt der Bolzen 44 aus der Klemmöffnung 48 heraus und das obere Scharnieroberteil 30 kann sich vom unteren Scharnieroberteil 28 wegschwenken.
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Die Bewegung der Klinke 42 wird vom Aktor 14 selbst initiiert, indem dieser gegen das untere Ende der Klinke 42 an einen dort ausgebildeten Hebelabschnitt 54 schlägt.
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Der Aktor 14 ist insbesondere so angeordnet und wirkt derart mit dem Scharnier 20 zusammen, dass zunächst ein kurzes Stück das untere und das obere Scharnieroberteil 28 und 30 zusammen anhebt. Bei diesem kurzen Anheben bewegt sich das untere Scharnieroberteil 28 zugleich bezogen auf die 1 und 2 ein wenig nach rechts (siehe Pfeil A in 3), wodurch der Hebelabschnitt 54 über den Aktorstempel 16 geschoben (siehe Pfeil B in 3) und von diesem während dessen weiterer Aufwärtsbewegung betätigt wird.
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Dadurch schwenkt der Aktor 14 die Klinke 42, damit diese den Bolzen 44 freigibt, und hebt dann weiter das obere Scharnieroberteil 30 vom unteren Scharnieroberteil 28 ab. Das obere Scharnieroberteil 28 schwenkt dabei um den Lagerbolzen 32 bis der Führungsbolzen 40 das Ende der Führungskulisse 36 erreicht hat.
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Nach einem derartigen Anheben des Bauteils 12 in Form einer Motorhaube bzw. Frontklappe kann das Bauteil 12 vom Fahrer des beteiligten Fahrzeugs oder einer anderen Person wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgedrückt werden. Dabei hinterhakt die Klinke 42 wieder hinter dem Bolzen 44 und koppelt dadurch die beiden Scharnieroberteile 28 und 30 wieder aneinander.
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Im ursprünglichen, nicht angehobenen Zustand, das sei abschließend noch erwähnt, ist das obere Scharnieroberteil 30 zusätzlich mittels eines Scherniets 56 ortsfest am unteren Scharnieroberteil 28 gehalten. Diese Kopplung mittels eines Scherniets 56 wird durch die Betätigung des Aktors 14 gelöst und der Scherniet 56 wird abgeschert.
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Mit der Klinke 42 ist aber nach einer Auslösung des Aktors 14 und einer damit erreichten Anhebung des beteiligten Bauteils 12 für dieses Bauteil 12 zumindest eine Fixierung geschaffen, die es erlaubt das zugehörige Fahrzeug weiter zu bewegen und ohne größeren Aufwand eine Werkstatt aufzusuchen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung
- 12
- Bauteil
- 14
- Aktor
- 16
- Aktorstempel
- 18
- Aktorgehäuse
- 20
- Scharnier
- 22
- Scharnierunterteil
- 24
- kurzer Lenker
- 26
- langer Lenker
- 28
- unteres Scharnieroberteil
- 30
- oberes Scharnieroberteil
- 32
- Lagerbolzen
- 34
- Lagerbuchse
- 36
- Führungskulisse
- 38
- Führungsbahn
- 40
- Führungsbolzen
- 42
- Klinke
- 44
- Bolzen
- 46
- Kreiskontur
- 48
- Klemmöffnung
- 50
- Klemmkontur
- 52
- Federelement
- 54
- Hebelabschnitt
- 56
- Scherniet
