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Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für eine Frontklappe mit einem Aktuator zum Anheben der Hinterkante der Frontklappe.
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Es ist bereits bekannt, bei derartigen Frontklappen einen Antrieb vorzusehen, um die Frontklappe in bestimmten Situationen verstellen zu können. Zum Schutz von Fußgängern kann eine Frontklappe nach der Detektion eines Aufpralls aktiv angehoben werden, damit ein Teil der Aufprallenergie durch Deformation der Frontklappe aufgenommen werden kann. Derartige aktive Frontplatten werden zumeist vertikal nach oben und zusätzlich horizontal nach hinten verschoben. Wenn die Klappe hingegen nicht angehoben wird, steht wegen der steifen Unterstruktur des Fahrzeugs zumeist kein ausreichender Verformungsraum zur Verfügung.
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Aus der
DE 10 2009 057 895 A1 ist ein Aktuator für eine Fußgängerschutzeinrichtung bekannt. Der Aktuator umfasst eine ein Druckgas erzeugende Einheit, durch die ein Kolben einer Kolben-Zylinder-Einheit ausgefahren wird, wodurch die Frontklappe mittels eines Gelenks bewegt wird.
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Aus der
DE 102 53 441 B3 ist eine Anhebeeinrichtung bekannt, um die Frontklappe eines Kraftfahrzeugs zu verlagern. Die Anhebeeinrichtung umfasst einen ersten Verlagerungsantrieb, der elektromotorisch reversibel betätigbar ist. Daneben umfasst die Anhebeeinrichtung einen zweiten Verlagerungsantrieb, der nur bei einer Kollision aktiviert wird und beispielsweise eine vorgespannte Feder aufweist.
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In der
DE 103 11 533 B3 wird eine Vorrichtung zum Schutz von Personen bei einem Frontalaufprall auf ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei der die Frontklappe bei einer Kollision mittels der in einem Federspeicher gespeicherten Energie angehoben werden kann.
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Aus der
DE 32 18 179 A1 ist eine Haube oder ein Deckel für ein Kraftfahrzeug bekannt, die beziehungsweise der mittels einer Scherenhubeinrichtung betätigbar ist.
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Die
DE 10 2006 016 177 A1 schlägt eine Fahrzeugkarosserie mit aktiver Haube vor, die einen Aktuator mit einer Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, die durch ein Druckgas beaufschlagt werden kann. Dementsprechend kann diese Vorrichtung lediglich einmal ausgelöst werden.
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Eine Vorrichtung zum Schutz von Fußgängern ist auch aus der
DE 10 2006 042 498 A1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen Aktuator mit einem als Gasfeder ausgebildeten Kraftspeicher. Die Gasfeder ist mit einem Hebelmechanismus verbunden, durch den die Frontklappe nach pyrotechnischer Aktivierung angehoben werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstellvorrichtung anzugeben, die erweiterte Verstellmöglichkeiten bietet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Verstellvorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
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Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung weist den Vorteil auf, dass die Drehantriebe vergleichsweise platzsparend unterhalb der Frontklappe angeordnet werden können, wohingegen die zumeist im Stand der Technik vorgesehenen Linearantriebe einen größeren Einbauraum benötigen. Da bei der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung zwei unabhängig voneinander betätigbare Drehantriebe vorgesehen sind, kann die Frontklappe in unterschiedliche Positionen verfahren werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung wird es bevorzugt, dass ein Drehantrieb derart angeordnet ist, dass das an der Frontklappe befestigte Ende des Gelenkhebels im Wesentlichen horizontal bewegbar und der andere Drehantrieb so angeordnet ist, dass das an der Frontklappe befestigte Ende des Gelenkhebels im Wesentlichen vertikal bewegbar ist. Somit dient ein Drehantrieb im Wesentlichen der horizontalen Verschiebung der Frontklappe, wohingegen der andere Drehantrieb im Wesentlichen die vertikale Bewegung der Frontklappe bewirkt. Allerdings müssen beide Drehantriebe koordiniert aktiviert beziehungsweise gesteuert werden, um Zwangskräfte zu verhindern. Die beiden Drehantriebe können dabei zeitlich nacheinander oder alternativ gleichzeitig betätigt werden. Da die Frontklappe bei einer bevorstehenden oder stattfindenden Kollision innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums verstellt werden muss, wird eine gleichzeitige Betätigung der Drehantriebe bevorzugt.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die beiden Gelenkhebel an voneinander beabstandeten Befestigungspunkten der Frontklappe befestigt sind. Dadurch kann eine Hebelwirkung erzielt werden, durch die eine Drehung der Frontklappe bewirkt wird. Vorzugsweise sind die beiden Gelenkhebel mittels eines frontklappenfesten Schenkels miteinander verbunden. Auf diese Weise bilden die beiden Drehantriebe, die daran befestigten Gelenkhebel und der frontklappenfeste Schenkel eine Baugruppe, die vormontierbar ist und im vormontierten Zustand leicht im Motorraum eines Kraftfahrzeugs angebracht werden kann.
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Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass die Verstellvorrichtung ein Koppelelement aufweist, das durch Betätigen der Verstellvorrichtung mit einem karosserieseitigen Koppelelement kraft- und/oder formschlüssig unter Bildung eines Drehpunkts koppelbar ist. Um diesen Drehpunkt kann die Frontklappe geschwenkt werden, um sie z. B. in eine Wartungsstellung zu bringen. In diesem Zusammenhang kann es bei der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung vorgesehen sein, dass ein Koppelelement als Bolzen und das andere Koppelelement als Haken ausgebildet ist. Das karosserieseitige Koppelelement kann entweder direkt an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs oder an einem mit der Karosserie verbundenen Bauteil angeordnet sein.
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Vorzugsweise kann ein Koppelelement als Bolzen und das andere Koppelelement als Haken ausgebildet sein. Vorzugsweise ist dabei der Bolzen an einem Drehantrieb und der Haken karosserieseitig oder an einem mit der Karosserie verbundenen Bauteil angeordnet. Durch eine gesteuerte Betätigung des Aktuators können die beiden Drehantriebe so bewegt werden, dass der Bolzen und der Haken miteinander gekoppelt werden, wodurch ein Drehpunkt zum Schwenken der Frontklappe in eine Wartungsstellung gebildet wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung kann ein Drehantrieb elektrisch oder hydraulisch oder pneumatisch antreibbar sein. Bei sämtlichen Varianten kann die Frontklappe reversibel bewegt werden.
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Um eine zuverlässige Funktion der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung zu gewährleisten und Zwangskräfte oder ein Verklemmen zu vermeiden, wird es bevorzugt, dass die Drehantriebe und/oder die Gelenkhebel gelenkig befestigt sind. Demnach sind sowohl die Gelenkantriebe als auch die Gelenkhebel vorzugsweise an beiden Seiten gelenkig befestigt.
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Ein besonders sicherer Betrieb ergibt sich, wenn die Drehantriebe so ausgebildet sind, dass bei fehlender Antriebsenergie Selbsthemmung vorliegt. Die Drehantriebe können beispielsweise so ausgelegt sein, dass bei einem Drehantrieb mit elektrischem Antrieb bei Stromausfall mechanische Selbsthemmung auftritt.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Verstellvorrichtung eine Steuerungseinrichtung aufweist oder damit verbindbar oder verbunden ist, die zum koordinierten Steuern des ersten und des zweiten Drehantriebs ausgebildet ist. Die Steuerungseinrichtung betätigt somit die beiden Drehantriebe, um die Frontklappe in eine gewünschte Stellung zu bewegen. Vorzugsweise kann es bei der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Drehantriebe so anzusteuern, dass die Hinterkante der Frontklappe in eine erhöhte und nach hinten verschobene Fußgängerschutzstellung oder in eine weiter erhöhte und weiter nach hinten verschobene Typschadenstellung bewegbar ist. Ausgehend von einer Ausgangsstellung, in der die Frontklappe eingefahren ist, wird beim Ausfahren zunächst die Fußgängerschutzstellung und anschließend die Typschadenstellung erreicht.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass es wenigstens eine Verstellvorrichtung der beschriebenen Art aufweist. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zwei derartige Verstellvorrichtungen auf, die an gegenüberliegenden Seiten im Motorraum angeordnet sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung;
- 2 die in 1 gezeigte Verstellvorrichtung in einer Fußgängerschutzstellung; und
- 3 die in 1 gezeigte Verstellvorrichtung in einer Typschadenstellung.
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Die in 1 gezeigte Verstellvorrichtung 1 umfasst einen Aktuator 2 zum Anheben der Hinterkante 3 einer Frontklappe 4 eines Kraftfahrzeugs. In den Zeichnungen ist lediglich derjenige Abschnitt der Frontklappe 4 dargestellt, in dem sich die Verstellvorrichtung 1 befindet.
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Das Kraftfahrzeug weist Sensoren auf, um eine bevorstehende oder stattfindende Kollision mit einem Fußgänger zu detektieren. In diesem Fall wird der Aktuator 2 betätigt, um die Hinterkante 3 der Frontklappe 4 anzuheben.
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Der Aktuator 2 umfasst einen ersten Drehantrieb 5 mit einem an der Frontklappe 4 befestigten Gelenkhebel 6 und einen zweiten Drehantrieb 7 mit einem an der Frontklappe 4 befestigten Gelenkhebel 8. Der erste Drehantrieb 5 ist an einem Bauteil 9, das fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, drehbar angebracht. Dementsprechend ist der erste Drehantrieb 5, der einen elektromotorischen Antrieb aufweist, an seinem Drehpunkt 10 mit dem karosseriefesten Bauteil 9 verbunden. Der Drehpunkt 10 bildet somit die Drehachse des ersten Drehantriebs 5, wenn dieser betätigt wird.
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Der erste Drehantrieb 5 ist als Schneckenantrieb ausgebildet und mit dem Gelenkhebel 6 verbunden. Bei einer Aktivierung oder Betätigung des ersten Drehantriebs 5 kann somit der Gelenkhebel 6 bezüglich des Drehantriebs 5 gedreht werden. Da das andere Ende des Gelenkhebels 6 gelenkig mit der Frontklappe 4 gekoppelt ist, wird die Frontklappe 4 bei einer derartigen Drehung des Drehantriebs 5 im Wesentlichen horizontal oder horizontal und etwas vertikal verschoben, was in 1 durch einen Doppelpfeil 11 angedeutet wird.
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Der zweite Drehantrieb 7 ist ebenfalls an dem karosseriefesten Bauteil 9 befestigt. Bei anderen Ausführungen können die beiden Drehantriebe auch unmittelbar an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt sein, so dass das Bauteil 9 entfallen kann. Der zweite Drehantrieb 7 ist an einem Drehpunkt 12 drehbar an dem karosseriefesten Bauteil 9 angebracht. Bei einer Aktivierung oder Betätigung des zweiten Drehantriebs 7 wird der Gelenkhebel 8 bezüglich des zweiten Drehantriebs 7 gedreht, wodurch die Frontklappe 4 näherungsweise vertikal verschoben wird, was durch den Doppelpfeil 13 in 1 angedeutet wird.
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Die Verstellvorrichtung 1 umfasst eine Steuerungseinrichtung 14, die über nicht näher dargestellte Leitungsverbindungen mit den Drehantrieben 5, 7 verbunden ist. Die Steuerungseinrichtung 14 ist dazu ausgebildet, die beiden Drehantriebe 5, 7 koordiniert zu steuern. Sie ist dazu mit anderen Sicherheitssystemen des Kraftfahrzeugs verbunden, beispielsweise mit einer Vorrichtung zum Detektieren einer Kollision mit einem Fußgänger.
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In 1 erkennt man, dass die beiden Gelenkhebel 6, 8 nicht unmittelbar an der Frontklappe 4 sondern an einem frontklappenfesten Schenkel 15 drehbar angebracht sind. Auf diese Weise wird eine vormontierbare Baugruppe gebildet, die die beiden Drehantriebe 5, 7, das Bauteil 9, die beiden Gelenkhebel 6, 8 und den Schenkel 15 umfasst. Diese vormontierbare Baugruppe kann einfach im Motorraum eines Kraftfahrzeugs montiert werden. Die Verstellvorrichtung 1 umfasst ein als Bolzen 16 ausgebildetes Koppelelement, das mit einem als Haken 17 ausgebildeten Koppelelement koppelbar ist. Durch eine gesteuerte Betätigung der beiden Drehantriebe 5, 7 sind der Haken 17 und der Bolzen 16 so kraft- und formschlüssig miteinander koppelbar, dass der Haken den Bolzen 16 umgreift, wodurch ein Drehpunkt zum Aufschwenken der Frontklappe 4 in eine Wartungsstellung gebildet wird.
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Bei einer detektierten Kollision mit einem Fußgänger werden die Drehantriebe 5, 7 durch die Steuerungseinrichtung 14 derart koordiniert gesteuert, dass der dem Drehantrieb 5 zugeordnete Gelenkhebel 6 im Gegenuhrzeigersinn und der dem Drehantrieb 7 zugeordnete Gelenkantrieb 8 im Uhrzeigersinn gedreht wird, bis die in 2 gezeigte Stellung erreicht ist. In 2 erkennt man, dass dabei nicht nur die Gelenkhebel 6, 8 relativ zu den Drehantrieben 5, 7 sondern auch die Drehantriebe 5, 7 relativ zu dem karosseriefesten Bauteil 9 rotiert werden. Der Drehantrieb 5 wird dabei im Uhrzeigersinn und der Drehantrieb 7 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Gleichzeitig wird die Frontklappe 4 vertikal nach oben und nach hinten, in Richtung zum Fahrzeugheck verschoben. Die in 2 gezeigte Stellung wird auch als Fußgängerschutzstellung bezeichnet. In dieser Position ist unterhalb der Frontklappe 4 ein Verformungsraum gebildet, so dass ein Aufprall des Kopfes eines Fußgängers auf den harten Motorblock unterhalb der Frontklappe 4 vermieden wird. Stattdessen erfolgt der Aufprall auf die relativ weiche Frontklappe 4, wodurch schwere Verletzungen verringert oder vermieden werden können.
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Wenn die Drehung der Drehantriebe 5, 7 fortgesetzt wird, wird die in 3 gezeigte Stellung erreicht. Beide Drehantriebe 5, 7 sind dabei mit gleicher Drehrichtung weitergedreht worden. Auf diese Weise ist die Frontklappe 4 in eine weiter vertikal nach oben und zum Heck des Kraftfahrzeugs verschobene Stellung gebracht worden. Diese Stellung wird als Typschadenstellung bezeichnet, in der die Gefahr von Beschädigungen der Fahrzeugfront verringert ist. Die Steuerung der beiden Drehantriebe 5, 7 erfolgt dabei koordiniert durch die Steuerungseinrichtung 14. Von der in 3 gezeigten Typschadenstellung kann die Frontklappe 4 wieder reversibel in die in 2 gezeigte Fußgängerschutzstellung und weiter in die in 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückbewegt werden. Im Falle eines Stromausfalls sind die als Schneckenantriebe ausgebildeten Drehantriebe 5, 7 selbsthemmend.
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Das Kraftfahrzeug umfasst zwei derartige Verstellvorrichtungen 1, die an gegenüberliegenden Seiten im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
