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Die
Erfindung betrifft ein Scharnier für eine Fronthaube eines Kraftwagens
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art und ein Scharnier
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 3 angegebenen Art.
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Aus
dem Serienbau von Kraftwagen ist es bekannt, ein Scharnier für ein Fronthaube
eines Kraftwagens einzusetzen, welches ein erstes, mit der Fronthaube
zu verbindendes Scharnierteil sowie ein zweites Scharnierteil umfasst,
wobei die Scharnierteile gelenkig miteinander verbunden und zwischen einer
Normalstellung und einer Schutzstellung relativ zueinander bewegbar
sind. Die beiden Scharnierteile sind dabei in der Normalstellung
mittels einer Halteeinrichtung gehalten und mittels eines Stellglieds
des Scharniers von der Normalstellung in die Schutzstellung bewegbar.
Ebenso ist es bekannt, dass ein solches Scharnier ein weiteres,
mit der Karosserie des Kraftwagens zu verbindendes Scharnierteil
umfassen kann, welches über
zumindest ein Lenkerelement gelenkig mit dem zweiten Scharnierteil
verbunden ist. Es hat sich gezeigt, dass es bei der Bewegung der
Scharnierteile in die Schutzstellung sowie bei einem Öffnen der
Fronthaube in der Normalstellung der Scharnierteile zu unerwünschten
Bewegungen der Fronthaube kommen kann, woraus Verformung und gegebenenfalls
Beschädigungen
der Fronthaube sowie der Karosserie resultieren, falls keine anderweitigen
Vorkehrungen getroffen sind.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Scharnier für eine Fronthaube
eines Kraftwagens bereitzustellen, welches ein verbessertes Bewegungsverhalten
der Fronthaube ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Scharnier mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und durch ein Scharnier mit den Merkmalen des Patentanspruchs
3 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Der
erste Aspekt der Erfindung betrifft ein Scharnier für eine Fronthaube
eines Kraftwagens, mit einem ersten, mit dem Fronthaube zu verbindenden
Scharnierteil, mit einem zweiten Scharnierteil, welche gelenkig
miteinander verbunden und zwischen einer Normalstellung und der
Schutzstellung relativ zueinander bewegbar sind, mit einer Halteeinrichtung,
mittels welcher die Scharnierteile in der Normalstellung gehalten
sind, und mit zumindest einem weiteren, mit der Karosserie des Kraftwagens
zu verbindenden Scharnierteil, welches über zumindest ein Lenkerelement
gelenkig mit dem zweiten Scharnierteil verbunden ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das erste Scharnierteil zumindest in der Schutzstellung an
dem weiteren Scharnierteil und/oder dem Lenkerelement in Fahrzeuglängsrichtung
und/oder in Fahrzeugquerrichtung abstützbar beziehungsweise abgestützt ist.
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Durch
die Abstützbarkeit
beziehungsweise das Abgestütztsein
des ersten Scharnierteils an dem weiteren Scharnierteil und/oder
an dem Lenkerelement ist eine unerwünschte Bewegung des ersten Scharnierteils
in Fahrzeuglängsrichtung
und/oder in Fahrzeugquerrichtung vermieden, woraus ein sehr gutes
und erwünschtes
Bewegungsverhalten der Fronthaube resultiert. Damit bleibt die Fronthaube zumindest
in der Schutzstellung, in welcher die Fronthaube aufgestellt ist,
in einer gewünschten
Position und das auch bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
der Fronthaube und damit des ersten Scharnierteils, welches von
der Fronthaube in eine bestimmte Richtung bewegt, insbesondere gedrückt, gedreht
oder dergleichen werden könnte,
falls das erste Scharnierteil nicht abgestützt wäre. Dies kommt auch der Sicherheitsfunktion
des Scharnierteils zugute, wodurch beispielsweise ein auf die Fronthaube aufprallender
Fußgänger effizient
abzufangen und vor Verletzung zu schützen ist.
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Die
Abstützbarkeit
ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform
dadurch realisiert, dass sich das erste Scharnierteil und das weitere
Scharnierteil und/oder das erste Scharnierteil und das Lenkerelement
in Fahrzeuglängsrichtung
und/oder in Fahrzeugquerrichtung überlappen, wobei das erste Scharnierteil
und das weitere Scharnierteil beziehungsweise das erste Scharnierteil
und das Lenkerelement voneinander um einen bestimmten, insbesondere
besonders kleinen Betrag, voneinander beabstandet sind, oder aneinander
anliegen. Dabei ist das erste Scharnierteil in Anlage oder kommt
in Anlage nach Zurücklegen
des Abstandes mit dem weiteren Scharnierteil bzw. dem Lenkerelement,
wodurch die unerwünschte
Bewegung des ersten Scharnierteils und damit der Fronthaube vermieden
ist. Vorteilhafterweise ist das erste Scharnierteil nicht nur in
der Schutzstellung sondern auch bei einer Bewegung der beiden Scharnierteile
in die Schutzstellung an dem weiteren Scharnierteil und/oder an
dem Lenkerelement in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeuglängsrichtung
abgestützt,
wodurch schon bei der Bewegung der Scharnierteile in die Schutzstellung
eine unerwünschte
Bewegung des ersten Scharnierteils und damit der Fronthaube vermieden ist,
was dem Bewegungsverhalten der Fronthaube zugute kommt
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird auch ein Scharnier mit den Merkmalen des Anspruchs
3 vorgeschlagen. Dieses umfasst einen ersten, mit dem Fronthaube
zu verbindenden Scharnierteil, einen zweiten Scharnierteil, wobei
das erste Scharnierteil und das zweite Scharnierteil gelenkig miteinander verbunden
und zwischen einer Normalstellung und einer Schutzstellung relativ
zueinander bewegbar sind. Weiterhin ist eine Halteeinrichtung vorgesehen, mittels
welcher die Scharnierteile in der Normalstellung gehalten sind.
Schließlich
ist zumindest ein weiteres, mit der Karosserie des Kraftwagens zu
verbindendes Scharnierteil vorgesehen, welches über zumindest ein Lenkerelement
gelenkig mit dem zweiten Scharnierteil verbunden ist. Dabei sind
das erste und das zweite Scharnierteil in ihrer Normalstellung zum Öffnen und
Schließen
der Fronthaube zwischen zumindest einer Offenstellung und einer
Schließstellung
relativ zu dem weiteren Scharnierteil bewegbar. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das erste Scharnierteil zumindest in der Schließstellung
am weiteren Scharnierteil abgestützt
ist. Vorteilhafte Ausführungsformen
dieser Erfindung sind als vorteilhafte Ausführungsformen des ersten Aspekts
der Erfindung anzusehen. Des Weiteren ist die Ausführungsform
des zweiten Aspekts der Erfindung ohne Weiteres mit den Ausführungsformen
des ersten Aspekts der Erfindung kombinierbar.
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Die
Abstützung
des ersten Scharnierteils an dem weiteren Scharnierteil vermeidet
eine unerwünschte
Bewegung der Fronthaube insbesondere bei einem Verschwenken der
Fronthaube von der Schließstellung
in die Offenstellung, wobei die Fronthaube beispielsweise ohne Unterstützung einer
Gasdruckfeder, so zum Beispiel unmittelbar nach einer Lackierung
der Karosserie des Kraftwagens mit der Fronthaube, von der Schließstellung
in die Offenstellung verschwenkt wird. Die Abstützung bewirkt, dass die Fronthaube
nicht mit anderweitigen Bereichen der Karosserie in Kontakt kommt
und so die Karosserie sowie die Fronthaube beschädigt werden können. Durch
die Abstützung
weist die Fronthaube ein sehr gutes Bewegungsverhalten auf, da durch
die Abstützung die
Kinematik der Scharniers direkt wirkt und die Fronthaube auf gewünschte Art
und Weise geöffnet
werden kann, ohne anderweitige Bereiche der Karosserie zu berühren. Dies
vermeidet zeit- und kostenintensive Nacharbeiten zum Ausbessern
der Beschädigungen,
was die Kosten für
die Fronthaube, die Karosserie und damit für den gesamten Kraftwagen in
einem geringen Rahmen hält.
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Es
wird ein Ausführungsbeispiel
des Scharniers bevorzugt, bei dem zumindest eine Dämpfungseinrichtung
vorgesehen ist, mittels welcher Schwingungen des ersten Scharnierteils
bei einer Bewegung der Scharnierteile in die Schutzstellung abzudämpfen sind.
Die Dämpfungseinrichtung
reduziert oder vermeidet ein unerwünschtes Schwingen des ersten
Scharnierteils und damit der Fronthaube, wodurch die Fronthaube
ein sehr gutes Bewegungsverhalten bei der Bewegung der Scharnierteile
in der Schutzstellung aufweist. Die Dämpfung der Schwingungen vermeidet
eine unerwünschte
Verformung und Beschädigung
der Fronthaube bei der Bewegung der Scharnierteile in die Schutzstellung,
wodurch die Fronthaube in eine Fußgängerschutzstellung verbracht
wird.
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Dabei
wird die Fronthaube in Fahrzeughochrichtung nach oben und gegebenenfalls
in Vorwärtsfahrtrichtung
des Kraftwagens etwas nach vorne verschwenkt, um beispielsweise
einen auf die Fronthaube aufprallenden Fußgänger bei einem Unfall des Kraftwagens
aufzufangen und vor einem Aufprall auf in Fahrzeughochrichtung unterhalb
der Fronthaube angeordneten und Verletzungen verursachenden Komponenten
zu schützen.
Die Dämpfung
der Schwingungen mittels der Dämpfungseinrichtung kommt
dieser Sicherheitsfunktion des Scharniers ebenfalls zugute.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Dämpfungseinrichtung
zum Abdämpfen
der Schwingung zumindest ein Deformationselement als Dämpfungselement,
welches unter Energieverzehrung verformbar ist und bei der Bewegung
und Scharnierteile in der Schutzstellung verformt wird. Durch die
Energieverzehrung des Deformationselements wird Energie umgewandelt,
wodurch die Schwingungen gedämpft
werden.
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Das
Dämpfungselement
ist beispielsweise einerseits an dem ersten und andererseits an
dem zweiten Scharnierteil oder einerseits an dem ersten Scharnierteil
und andererseits an dem Stellglied abgestützt. Mit anderen Worten werden
dadurch die Schwingungen zwischen den Scharnierteilen, beispielsweise
zwischen zwei Scharnieranschlägen, oder
zwischen dem Stellglied, welches beispielsweise als pyrotechnischer
Aktor ausgebildet ist, und dem ersten Scharnierteil gedämpft. Dies
bewirkt eine effiziente Abdämpfung
der Schwingungen und hält
den Bauraumbedarf des Scharniers gering, was insbesondere in einem
platzkritischen Bereich wie einem Motorraum zur Lösung oder
Vermeidung von Package-Problemen führt, falls das Scharnier beispielsweise
bei einer als Motorhaube ausgebildeten Fronthaube eingesetzt wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst
die Halteeinrichtung zumindest ein Trennelement, mittels welchem
die Scharnierteile in der Normalstellung gehalten sind und welches
zum Bewegen der Scharnierteile zerteilbar ist, wobei das Trennelement
einen Dämpfungsbereich
als Dämpfungseinrichtung
aufweist, mittels welchem die Schwingungen des ersten Scharnierteils
bei einer Bewegung der Scharnierteile in die Schutzstellung abzudämpfen sind.
Bei dem Trennelement handelt es sich beispielsweise um ein Scherblech,
welches bei einer Relativbewegung der Scharnierteile in die Schutzstellung
durch einen sich relativ zu dem Scherblech bewegenden Scherbolzen
an einer Soll-Scherstelle abgeschert bzw. zerteilt wird. Das Trennelement
steht zum Beispiel über
dessen Dämpfungsbereich
mit einem Bereich zumindest eines der Scharnierteile in Reibkontakt,
wodurch bei der Bewegung der Scharnierteile in der Schutzstellung
infolge der Reibung die Schwingungen gedämpft werden. Dies stellt eine
effiziente und gleichzeitig kostengünstige Möglichkeit dar, die Schwingungen
zu dämpfen
und somit ein sehr gutes Bewegungsverhalten der Fronthaube zu bewirken,
wodurch unerwünschte
Verformungen und Beschädigungen
der Fronthaube vermieden sind.
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An
dieser Stelle sei angemerkt, dass es sich bei dem zweiten Scharnierteil
beispielsweise um ein Scharnierteil handelt, welches mit der Karosserie
des Kraftwagens zu verbinden ist, um somit das Scharnier an der
Karosserie festzulegen. Bei dem zweiten Scharnierteil kann es sich
auch um ein Zwischenscharnierteil handeln, welches über zumindest
ein Lenkerelement gelenkig mit einem dritten Scharnierteil verbunden
ist, wobei das dritte Scharnierteil fest mit der Karosserie des
Kraftwagens zu verbinden ist, um somit das Scharnier mit der Karosserie
zu verbinden. In jeglicher Ausführungsform
vermeidet oder reduziert die Dämpfungseinrichtung
die Schwingungen des ersten Scharnierteils und damit der Fronthaube der
Bewegung in die Schutzstellung, woraus ein sehr gutes Bewegungsverhalten
der Fronthaube resultiert.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung
genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend
in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine
gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der
jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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Die
Zeichnungen zeigen in:
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1 eine
schematische Perspektivansicht eines Scharniers für eine Fronthaube
eines Kraftwagens, welches zwei gelenkig miteinander verbundene
und zwischen einer Normalstellung und einer Schutzstellung relativ
zueinander bewegbare Scharnierteile sowie eine Dämpfungseinrichtung umfasst, mittels
welcher Schwingungen der Fronthaube bei einer Bewegung der Scharnierteile
in die Schutzstellung abdämpfbar
sind;
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2 ausschnittsweise
eine schematische Perspektivansicht des Scharniers gemäß 1,
welches mit der Karosserie des Kraftwagens verbunden ist und ein
Stellglied umfasst, mittels welchem die Scharnierteile in die Schutzstellung
bewegbar sind;
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3 ausschnittsweise
eine schematische Seitenansicht des Scharniers gemäß den vorhergehenden
Figuren;
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4 ausschnittsweise
eine schematische Seitenansicht der Karosserie des Kraftwagens sowie der über das
Scharnier der Karosserie verbundenen Fronthaube;
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5 eine
schematische Perspektivansicht des Scharniers gemäß den vorhergehenden
Figuren;
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6 ausschnittsweise
eine schematische und vergrößerte Perspektivansicht
eines Bereichs des Scharniers gemäß 5;
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7 eine
schematische Perspektivansicht des Scharniers gemäß den vorhergehenden
Figuren;
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8 ausschnittsweise
eine schematische und vergrößerte Perspektivansicht
eines Bereichs des Scharniers gemäß 7; und
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9 eine
schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform
des Scharniers gemäß den vorhergehenden
Figuren.
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Die 1 zeigt
ein Scharnier 10 für
eine als Motorhaube ausgebildete Fronthaube eines Personenkraftwagens,
wobei mittels der Fronthaube ein in Fahrzeughochrichtung unterhalb
der Fronthaube angeordneter Motorraum zumindest bereichsweise abzudecken
ist. Das Scharnier 10 umfasst dabei ein erstes Scharnierteil 12,
welches mit der Fronthaube fest zu verbinden ist. Ferner umfasst
das Scharnier 10 ein zweites Scharnierteil 14,
wobei das Scharnierteil 12 und das Scharnierteil 14 um
eine Schwenkachse 16 relativ zueinander zwischen einer
in der 1 gezeigten Normalstellung und einer Schutzstellung
bewegbar sind. Darüber
hinaus umfasst das Scharnier 10 ein weiteres Scharnierteil 18,
welches über
Lenkerelemente 20 und 22 gelenkig mit dem Scharnierteil 14 verbunden
ist und welches an der Karosserie des Personenkraftwagens zu befestigen ist,
wodurch das Scharnier 10 mit der Karosserie verbunden ist.
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Dabei
ist das Lenkerelement 20 einerseits um eine Schwenkachse 68 schwenkbar
mit dem Scharnierteil 14 und andererseits um eine Schwenkachse 70 schwenkbar
mit dem Scharnierteil 18 verbunden. Das Lenkerelement 22 ist
einerseits um eine Schwenkachse 72 schwenkbar mit dem Scharnierteil 14 und
andererseits um eine Schwenkachse 74 schwenkbar mit dem
Scharnierteil 18 verbunden. Somit ist das Scharnier 10 als
viergelenkiges Scharnier 10 ausgebildet. Wird die Fronthaube
in der Normalstellung der Scharnierteile 12 und 14 geöffnet, so
bewirkt das gelenkige Scharnier 10 zunächst ein leichtes Anheben der
Fronthaube in Fahrzeughochrichtung nach oben sowie eine leichte
Bewegung der Fronthaube 10 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne, bevor
die Fronthaube gemäß einem
Richtungspfeil 76 aufschwenkt.
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Bei
dem Scharnier 10 ist eine Halteeinrichtung 24 vorgesehen,
mittels welcher die Scharnierteile 12 und 14 in
der Normalstellung gehalten sind, wobei die Halteeinrichtung ein
Scherblech 26 sowie einen Scherbolzen 28 umfasst.
Das Scherblech 26 ist an dem Scharnierteil 12 gehalten,
wobei der Scherbolzen 28 an dem Scharnierteil 14 gehalten
bzw. mit diesem verbunden ist. Der Scherbolzen 28 durchdringt
dabei eine Kulisse 30 des ersten Scharnierteils 12,
wodurch das Scharnierteil 12 über den Scherbolzen 28 bei
der Bewegung in die Schutzstellung geführt ist und wodurch eine Bewegung
des Scharnierteils 12 über
die Schutzstellung hinaus vermieden ist.
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Zur
Bewegung der Scharnierteile 12 und 14 in die Schutzstellung
trifft beispielsweise eine Aktorkonsole 32 (2)
eines pyrotechnischen Aktors 33, welcher mit einem oberen
Längsträger 34 der
Karosserie verbunden ist, auf eine Anschlagsfläche 36 des Scharnierteils 12 gemäß einem
Richtungspfeil 38 auf, wodurch das Scharnierteil 12 relativ
zu dem Scharnierteil 14 gemäß einem Richtungspfeil 40 um die
Schwenkachse 16 verschwenkt wird. Der Scherbolzen 28 bewegt
sich dann in der Nut 30 und schert das Scherblech 26 an
einer Soll-Scherstelle 42 des Scherblechs 26 ab.
Dadurch wird die Fronthaube in Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens
in einem hinteren Bereich gemäß dem Richtungspfeil 40 um
80 mm aufgestellt, wodurch beispielsweise ein auf die Fronthaube
aufprallender Fußgänger abgefangen
werden kann.
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Um
bei der Bewegung in die Schutzstellung ein Schwingen der Fronthaube
direkt nach einem Versagen der Soll-Scherstelle 42 zu vermeiden,
erfolgt eine Dämpfung
der Fronthaube bzw. des Scharnierteils 12 mittels einer
Dämpfungseinrichtung 44, welche
als Dämpfungsbereich 46 des
Scherblechs 26 ausgebildet ist und in Reibkontakt mit einer
Nase 48 des Scharnierteils 12 steht. Bei der Bewegung
in die Schutzstellung bewegt der sich relativ zu dem Scharnierteil 12 und
dem Scherblech 26 bewegende Scherbolzen 28 das
Scherblech 26 relativ zur Nase 48, wodurch eine
Reibung zwischen der Nase 48 und dem Dämpfungsbereich 46 entsteht,
welche die Schwingungen dämpft.
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Die 4 zeigt
eine als Motorhaube ausgebildete Fronthaube 50 des Personenkraftwagens, welche über das
Scharnier 10 an der Karosserie 52 gehalten ist.
Um einen Kontakt der Fronthaube 50 beispielsweise in einem
Bereich 54 mit der Karosserie 52 bei einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung der Fronthaube, wie es bei einem Aufprall eines
Fußgängers auf
die Fronthaube der Fall ist, zu vermeiden, überlappen sich das Scharnierteil 12 und
das Scharnierteil 18 in einem Überlappungsbereich 56 in Fahrzeugquerrichtung
gemäß einem
Richtungspfeil 58, wodurch das erste Scharnierteil zumindest
in der Schutzstellung und wie den 5 und 6 zu
entnehmen ist auch in der Normalstellung an dem Scharnierteil 18 in
Fahrzeugquerrichtung abstützbar ist.
Wirkt eine unfallbedingte Kraftbeaufschlagung Fy gemäß einem
Richtungspfeil 60 auf das Scharnierteil 12, so
wird es an dem Scharnierteil 18 abgestützt, wodurch eine unerwünschte Bewegung
des ersten Scharnierteils 12 mit der Fronthaube vermieden
ist. Die Fronthaube sowie das Scharnierteil 12 können sich
somit nicht oder nur sehr wenig drehen, da die Fronthaube über das
Scharnierteil 12 an dem fest mit der Karosserie verbundenen
Scharnierteil 18 abgestützt
ist. Das Scharnier 10 weist somit eine hohe Steifigkeit
auf.
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Ein
unerwünschte
Bewegung in Fahrzeuglängsrichtung
gemäß einem
Richtungspfeil 26 (7 und 8)
ist dadurch vermieden, dass sich das Scharnierteil 12 und
das Lenkerelement 20 in Fahrzeuglängsrichtung in einem Überlappungsbereich 64 überlappen,
wodurch das Scharnierteil 12 in Fahrzeuglängsrichtung
bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung Fx an
dem Lenkerelement 20 abstützbar ist. Die Fronthaube kann
sich somit nicht oder nur sehr wenig in Fahrzeuglängsrichtung
nach hinten bewegen, wodurch ein unerwünschter Kontakt der Fronthaube
mit anderweitigen Bereichen der Karosserie vermieden ist. Die Fronthaube
ist somit über das
Scharnierteil 12 und das Lenkerelement 20 an dem
fest mit der Karosserie verbundenen Scharnierteil 18 abgestützt, wodurch
das Scharnier 10 eine besonders hohe Steifigkeit aufweist.
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Die 9 zeigt
eine zweite Ausführungsform des
Scharniers 10 gemäß den vorhergehenden
Figuren, wobei nun das Scharnierteil 12 in der Normalstellung
direkt am Scharnierteil 18 in einen Abstützbereich 66 abgestützt ist.
Dies bewirkt, dass bei einem Öffnen
der Fronthaube beispielsweise ohne eine Unterstützung einer Gasdruckfeder die
Kinematik des Scharniers 10 sofort wirkt und ein unerwünschter
Kontakt der Fronthaube mit der übrigen Karosserie
vermieden ist. Dies kann beispielsweise direkt nach einer Lackierung
der Karosserie der Fronthaube vorkommen, wobei im Falle eines unerwünschten
Kontakts der Fronthaube mit der Karosserie eine sogenannte Nassbeschädigung auftreten kann.
Dies ist durch das Scharnier 10 gemäß 9 vermieden.
Die Fronthaube berührt
somit nicht anderweitige Bereiche der Karosserie, beispielsweise eine
A-Säule
des Personenkraftwagens, was ein sehr gutes Bewegungsverhalten des
Scharniers 10 bedeutet.
