DE102012210398B4

DE102012210398B4 - Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe

Info

Publication number: DE102012210398B4
Application number: DE102012210398.8A
Authority: DE
Inventors: Udo Ivenz; Andreas Mayer; Walter Meierhofer; Markus Springsklee; Ulrich Koestler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: DE102012210398A1

Abstract

Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe, die mit zumindest einem - in Fahrtrichtung (x) gesehen - im hinteren Endbereich der Frontklappe angeordneten Viergelenkscharnier (1) mit einem kurzen und einem langen Lenker (4 und 5) an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt ist, sodass die Frontklappe zum normalen Öffnen vorne angehoben und um das Viergelenkscharnier (1) verschwenkt werden kann, und wobei zumindest ein Aktor (11) vorgesehen ist, der bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer die geschlossene Frontklappe zumindest im hinteren Bereich anhebt, wobei bei der detektierten Kollision der Aktor (11) von unten kommend zumindest zunächst auf den kurzen Lenker (4) des Viergelenkscharniers (1) drückt, wobei sich die Anlenkung des kurzen Lenkers (4) an der Karosserie löst, dadurch gekennzeichnet, dass der kurze Lenker (4) zur karosserieseitigen Anlenkung einen hakenförmigen Endbereich aufweist, mit dem er einen karosseriefesten Zapfen (7) drehbar umgreift, wobei bei der detektierten Kollision der Aktor (11) von unten kommend zumindest zunächst auf den kurzen Lenker (4) des Viergelenkscharniers (1) drückt, sodass der hakenförmige Endbereich ausgehakt wird, sodass er nicht mehr den karosseriefesten Zapfen (7) umgreift.

Description

Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 101 16 716 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe bekannt, die mit zumindest einem - in Fahrtrichtung gesehen - im hinteren Endbereich der Frontklappe angeordneten Viergelenkscharnier mit einem kurzen und einem langen Lenker an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt ist, sodass die Frontklappe zum normalen Öffnen vorne angehoben und um das Viergelenkscharnier verschwenkt werden kann. Ferner ist zumindest ein Aktor vorgesehen, der bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer die geschlossene Frontklappe zumindest im hinteren Bereich anhebt.
Ferner ist aus der DE 101 44 812 A1 bereits ein Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe bekannt, die zum normalen Öffnen über eine - in Fahrtrichtung gesehen - hinten liegende Scharniereinrichtung verschwenkbar ist. Im Fall einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer wird die geschlossene Frontklappe im hinteren Bereich angehoben.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe zu schaffen, die mit einer einfachen und kostengünstigen Scharniereinrichtung am Kraftfahrzeug angelenkt ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist ein Kraftfahrzeug eine Frontklappe auf, die mit zumindest einem - in Fahrtrichtung gesehen - im hinteren Endbereich der Frontklappe angeordneten Viergelenkscharnier an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt ist. Ein solches Viergelenkscharnier besteht üblicherweise aus einem Scharnieroberteil, das mit der Frontklappe verbunden ist, und einem Scharnierunterteil, das mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Ein kurzer und ein langer Lenker sind jeweils mit einem Ende mit der Karosserie bzw. mit dem karosseriefesten Scharnierunterteil und mit dem anderen Ende mit der Frontklappe bzw. mit dem mit der Frontklappe fest verbundenen Scharnieroberteil gelenkig verbunden. Die Frontklappe kann zum normalen Öffnen vorne angehoben und um das Viergelenkscharnier verschwenkt werden. Zusätzlich ist zumindest ein Aktor vorgesehen, der bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer die geschlossene Frontklappe zumindest im hinteren Bereich anhebt, sodass zwischen der Frontklappe und den darunter angeordneten Aggregaten im Motorraum ein ausreichender Abstand besteht. Dadurch kann sich die Frontklappe beim Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers plastisch nach unten verformen, sodass der aufprallende Fußgänger oder Radfahrer auf eine biomechanisch verträgliche Weise verzögert wird. Der bei der detektierten Kollision von unten kommende Aktor drückt zumindest zunächst auf den kurzen Lenker des Viergelenkscharniers, wobei sich die Anlenkung des kurzen Lenkers an der Karosserie bzw. am karosseriefesten Scharnierunterteil löst.
Durch diese erfindungsgemäße Ausführung des Viergelenkscharniers ist die Frontklappe nach dem Lösen der Anlenkung des kurzen Lenkers im hinteren Bereich nur mehr über den langen Lenker mit der Karosserie verbunden. Damit kann die Frontklappe problemlos zumindest im hinteren Bereich angehoben werden, auch wenn die Frontklappe im vorderen Bereich über ein Klappenschloss mit der Karosserie verbunden ist. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit zur Realisierung einer Frontklappe, die bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers zumindest im hinteren Bereich angehoben wird. Bei allen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind dazu weitere Lenker notwendig, die als Zwischenlenker dienen. Im Stand der Technik ruht das Viergelenkscharnier auf dem Aktor, sodass dieser so ausgelegt werden muss, dass er allen Kräften beim normalen Öffnen und / oder Schließen der Frontklappe standhalten kann. Demgegenüber zeichnet sich die erfindungsgemäße Ausführung durch ihre Einfachheit aus. Der Aktor ist außer im Falle einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer keinen Belastungen ausgesetzt. Damit einher gehen auch besonders niedrige Kosten.
Dabei weist der kurze Lenker zur karosserieseitigen Anlenkung einen hakenförmigen Endbereich auf, mit dem er einen karosseriefesten Zapfen umgreift. Der karosseriefeste Zapfen kann beispielsweise am Scharnierunterteil angebracht sein, das fest mit der Karosserie verbunden ist. Wenn der Aktor gegen den kurzen Lenker von unten drückt, hakt dieser aus dem Zapfen aus. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit, ein Viergelenkscharnier zu realisieren, bei dem der kurze Lenker durch den Aktor schnell aus seiner karosserieseitigen Anlenkung gelöst werden kann. Beim normalen Öffnen und Schließen dagegen ist der kurze Lenker an der Karosserie bzw. am Scharnierunterteil sicher angelenkt, sodass die gewünschte Öffnungskinematik der Frontklappe gewährleistet ist.
Wenn nun der Aktor von unten kommend den kurzen Lenker aus seiner karosserieseitigen Anlenkung gelöst hat, drückt er günstigerweise den kurzen Lenker gegen das Scharnieroberteil, so dass er indirekt die Frontklappe zumindest im hinteren Bereich nach oben drückt. Alternativ kann der Aktor nach dem Lösen der Anlenkung des kurzen Lenkers an der Karosserie gegen den langen Lenker von unten drücken, bis dieser am Scharnieroberteil des Viergelenkscharniers anliegt und so indirekt ebenfalls die Frontklappe nach oben drücken.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:

1 eine Seitenansicht eines Viergelenkscharniers einer Frontklappe eins Kraftfahrzeugs bei geschlossener Frontklappe,
2 das in 1 gezeigte Viergelenkscharnier unmittelbar nachdem eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wurde,
3 das in 1 gezeigte Viergelenkscharnier in einer teilweise angehobenen Stellung,
4 das in 1 gezeigte Viergelenkscharnier in einer vollständig angehobenen Stellung und
5 das in 1 gezeigte Viergelenkscharnier von der anderen Seite aus gesehen.

In allen Figuren ist ein Viergelenkscharnier 1 einer Frontklappe eines Personenkraftfahrzeugs dargestellt. In Fahrzeuglängsrichtung x gesehen im hinteren Endbereich der Frontklappe ist auf beiden Seiten jeweils ein solches Viergelenkscharnier vorgesehen, über die die Frontklappe gelenkig an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angebracht ist. Jedes Viergelenkscharnier 1 weist ein Scharnierunterteil 2 und ein Scharnieroberteil 3 auf. Das Scharnierunterteil 2 ist fest mit der in den Figuren nicht dargestellten Karosserie des Personenkraftfahrzeugs verbunden, das Scharnieroberteil 3 ist fest mit der ebenfalls in den Figuren nicht gezeigten Frontklappe verbunden.
In der 1 ist das Viergelenkscharnier 1 bei geschlossener Frontklappe gezeigt. Das Scharnierunterteil 2 und das Scharnieroberteil 3 sind über einen kurzen Lenker 4 und einen langen Lenker 5 miteinander verbunden. Der kurze und der lange Lenker 4 und 5 sind dazu jeweils mit einem Endbereich am Scharnierunterteil 2 und mit dem anderen Endbereich am Scharnieroberteil 3 angelenkt. Beide Lenker 4 und 5 bestehen in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei bis vier Millimeter dickem Stahlblech. Zur Anlenkung des kurzen Lenkers 4 am Scharnierunterteil 2 ist der angelenkte Endbereich des kurzen Lenkers 4 hakenförmig gestaltet. Die entsprechende hakenförmige Ausnehmung 6 im kurzen Lenker 4 ist in Fahrtrichtung x nach vorne und in Fahrzeughöhenrichtung z nach unten gerichtet. Die Ausnehmung 6 wurde bei der Herstellung des langen Lenkers 5 einfach ausgestanzt. Mit der hakenförmigen Ausnehmung 6 ist der kurze Lenker formschlüssig in einen pilzförmigen Bolzen 7 eingehakt, der fest mit dem Scharnierunterteil 2 verbunden ist. Der lange Lenker 5 weist in seinem dem Scharnierunterteil 2 zugewandten Endbereich eine Kulissenbahn 8 auf, in der ein am Scharnierunterteil 2 angebundener Bolzen 9 geführt ist. Die Kulissenbahn 8 weist eine definierte Verengung 10 auf, durch die der Bolzen 9 definiert im dem Scharnieroberteil 3 zugewandten Ende der Kulissenbahn 8 gehalten ist. Somit liegt zum normalen Öffnen und Schließen quasi ein konventionelles Viergelenkscharnier 1 vor, um das die Frontklappe bequem verschwenkt werden kann.
Unterhalb des kurzen Lenkers 4 des Viergelenkscharniers 1 ist ein pyrotechnischer Aktor 11 angeordnet. Dieser pyrotechnische Aktor 11 besteht im Wesentlichen aus einem Zylinder 12, in dem ein Kolben mit einer Kolbenstange 13 axial geführt ist. Normalerweise befindet sich der Kolben mit der Kolbenstange 13 in der in 1 gezeigten, vollständig eingefahrenen Position. In dieser Position ist das freie Ende der Kolbenstange 13 zum kurzen Lenker 4 des Viergelenkscharniers 1 beabstandet. Wenn nun aber eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wird, wird eine pyrotechnische Zündpille unten im Zylinder 12 des pyrotechnischen Aktors 11 gezündet, die schlagartig viel Gas erzeugt. Dadurch wird schlagartig der Kolben mit der Kolbenstange 13 im Zylinder 12 nach oben gedrückt. Das freie Ende der Kolbenstange 13 wird dadurch gegen den kurzen Lenker 4 gedrückt, wie es in 2 gezeigt ist. Dabei hakt der kurze Lenker 4 mit seiner hakenförmigen Ausnehmung 6 aus dem Bolzen 7 aus, sodass der kurze Lenker 4 nicht mehr am Scharnierunterteil 2 angelenkt ist. Das Scharnierunterteil 2 und das Scharnieroberteil 3 sind somit nur mehr über den langen Lenker 5 miteinander verbunden.
Durch das Hochdrücken der Kolbenstange 13 wird der kurze Lenker 4, der nun nur mehr am Scharnieroberteil 3 angelenkt ist, so verschwenkt, dass er am Scharnieroberteil 3 anliegt, wie es in 3 dargestellt ist.
Beim weiteren Hochdrücken der Kolbenstange 13 wird über den am Scharnieroberteil 3 anliegenden, kurzen Lenker 4 nun die Frontklappe im hinteren Bereich angehoben. Dabei kann die Frontklappe um ein im vorderen Bereich noch immer geschlossenes Frontklappenscharnier verschwenken. Die Bewegung der Frontklappe ist also bestimmt durch den langen Lenker 5 und das geschlossene Frontklappenschloss. Dabei kann beispielsweise der im Frontklappenschloss gehaltene Schließbügel als Schwenkachse dienen. Das Anheben des hinteren Bereichs der Frontklappe wird begrenzt durch die Länge des langen Lenkers 5. Durch die Kraft des pyrotechnischen Aktors 11 wird dabei die Verengung 10 der Kulissenbahn 8 im langen Lenker 5 so aufgeweitet, dass der Bolzen 9 sich in der Kulissenbahn 8 verlagern kann. Dadurch vergrößert sich der maximal mögliche Anhebeweg der Frontklappe um die Längserstreckung der Kulissenbahn 8, wie es in 4 gezeigt ist.
Das gezeigte Viergelenkscharnier 1 ist damit trotz des sehr einfachen, kostengünstigen Aufbaus damit voll geeignet zum Einsatz für eine aktive Frontklappe, die bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer zumindest im hinteren Bereich angehoben wird. Das Anheben der Frontklappe erfolgt dabei allerdings nur unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, da bei zu hohen Geschwindigkeiten durch das Anheben der Frontklappe der Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers nicht mehr gemildert werden kann.
Bei einem Frontcrash bei hohen Geschwindigkeiten kommt es häufig zu einer Verlagerung der Frontklappe in Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten. Dadurch kann im Extremfall eine in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen hinten an die Frontklappe angrenzende Frontscheibe unerwünschterweise beschädigt werden. Deshalb steht von dem Scharnieroberteil 3 eine nach unten ragende Nase 14 ab, die bei geschlossener Frontklappe in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen knapp vor dem Scharnierunterteil 2 angeordnet ist, und die in Fahrzeughöhenrichtung z mit ihrem unteren Endbereich zumindest bis auf die Höhe des Scharnierunterteils 2 oder weiter nach unten ragt. Wenn nun bei einem Highspeed-Crash die Frontklappe mit dem damit verbundenen Scharnieroberteil 3 nach hinten verlagert wird, umgreift die nach unten ragende Nase 14 den vorderen Abschnitt des Scharnierunterteils 2 formschlüssig, sodass sich die Frontklappe nicht mehr weiter nach hinten verlagern kann. Die Nase 14 verhindert somit eine ungehinderte Verlagerung der Frontklappe nach hinten. Die Frontscheibe kann somit nicht mehr beschädigt werden.

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe, die mit zumindest einem - in Fahrtrichtung (x) gesehen - im hinteren Endbereich der Frontklappe angeordneten Viergelenkscharnier (1) mit einem kurzen und einem langen Lenker (4 und 5) an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt ist, sodass die Frontklappe zum normalen Öffnen vorne angehoben und um das Viergelenkscharnier (1) verschwenkt werden kann, und wobei zumindest ein Aktor (11) vorgesehen ist, der bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer die geschlossene Frontklappe zumindest im hinteren Bereich anhebt, wobei bei der detektierten Kollision der Aktor (11) von unten kommend zumindest zunächst auf den kurzen Lenker (4) des Viergelenkscharniers (1) drückt, wobei sich die Anlenkung des kurzen Lenkers (4) an der Karosserie löst, dadurch gekennzeichnet, dass der kurze Lenker (4) zur karosserieseitigen Anlenkung einen hakenförmigen Endbereich aufweist, mit dem er einen karosseriefesten Zapfen (7) drehbar umgreift, wobei bei der detektierten Kollision der Aktor (11) von unten kommend zumindest zunächst auf den kurzen Lenker (4) des Viergelenkscharniers (1) drückt, sodass der hakenförmige Endbereich ausgehakt wird, sodass er nicht mehr den karosseriefesten Zapfen (7) umgreift.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (11) nach dem Lösen der Anlenkung des kurzen Lenkers (4) an der Karosserie über den kurzen Lenker (4) indirekt das Scharnieroberteil (3) des Viergelenkscharniers (1) und damit die Frontklappe nach oben drückt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (11) nach dem Lösen der Anlenkung des kurzen Lenkers (4) an der Karosserie gegen den langen Lenker (5) von unten drückt und so indirekt das Scharnieroberteil (3) des Viergelenkscharniers (1) und damit die Frontklappe nach oben drückt.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lange Lenker (5) karosserieseitig eine Kulissenbahn (8) aufweist, in der zur karosserieseitigen Anlenkung ein karosseriefester Bolzen (9) geführt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs der karosseriefeste Bolzen (9) durch eine definierte Verengung (10) der Kulissenbahn (8) in einem Endbereich der Kulissenbahn (8) formschlüssig gehalten ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs durch das Anheben des Scharnieroberteils (3) die Verengung (10) der Kulissenbahn (8) aufgeweitet wird, sodass der karosseriefeste Bolzen (9) in der Kulissenbahn (8) sich in den anderen Endbereich verlagern kann, wodurch der durch den langen Lenker (5) begrenzte Anhebeweg der Frontklappe sich um den Weg der Kulissenbahn (8) vergrößert.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Scharnieroberteil (3) eine nach unten ragende Nase (14) absteht, die bei geschlossener Frontklappe in Fahrzeuglängsrichtung gesehen knapp vor dem Scharnierunterteil (2) angeordnet ist, und die in Fahrzeughöhenrichtung (z) mit ihrem unteren Endbereich zumindest bis auf die Höhe des Scharnierunterteils (2) oder weiter nach unten ragt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nach unten ragende Nase (14) den vorderen Abschnitt des Scharnierunterteils (2) formschlüssig umgreift, wenn die Frontklappe mit dem Scharnieroberteil (3) bei einem Crash nach hinten verlagert wird.