-
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zum Anheben der Hinterkante einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs, mit einem Linearantrieb, der mit einem in einer Kulisse geführten Verstellmittel gekoppelt ist.
-
Um die Gefahr einer Verletzung von Fußgängern bei einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug zu verringern, sind Frontklappen entwickelt worden, die nach der Detektion eines Aufpralls aktiv angehoben werden können, damit ein Teil der Aufprallenergie durch Deformation der Frontklappe aufgenommen werden kann. Derartige aktive Frontklappen werden zumeist vertikal nach oben und zusätzlich nach hinten verschoben. Durch das Anheben der Frontklappe wird zwischen der Klappe und dem Motorraum ein Verformungsraum gebildet. Die erhöhte Stellung der Frontklappe wird auch als Fußgängerschutzstellung bezeichnet, gegebenenfalls kann auch eine sogenannte Typschadenstellung vorgesehen sein, bei der die Frontklappe in eine weiter erhöhte und weiter nach hinten versetzte Stellung gebracht worden ist.
-
Es ist bereits bekannt, eine Kulissenführung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs einzusetzen. Aus der Druckschrift
DE 85 20 432 U1 ist eine Kofferraumklappe bekannt, deren Öffnungsbewegung durch eine Feder unterstützt wird. Zum Öffnen kann eine bewegbare Kulisse, die mit der Klappe verbunden ist, bezüglich eines karosseriefesten Kulissenbolzens bewegt werden.
-
Aus der
DE 20 2012 009 477 U1 ist eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube bekannt, bei der ein in einer Kulisse geführter Stift durch einen pyrotechnischen Aktuator antreibbar ist. Mittels des Aktuators wird der Stift entlang der Kulisse verschoben, wodurch die Motorhaube angehoben wird.
-
Die
DE 10 2008 057 880 A1 schlägt eine Vorrichtung zur Verstellung einer Klappe für ein Kraftfahrzeug vor, bei der ein Linearantrieb vorgesehen ist, der einerseits karosseriefest und andererseits an der Motorhaube befestigt ist. Zusätzlich ist an der Motorhaube an einer von dem Befestigungspunkt des Linearantriebs beabstandeten Stelle ein Hebel angebracht, der entlang einer Kulisse geführt ist. Bei der Betätigung des Linearantriebs wird die Motorhaube verschwenkt, wobei der Hebel entlang der Kulissenführung bewegt wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung anzugeben, die einen geringen Platzbedarf aufweist und eine zuverlässige Betätigung ermöglicht.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Verstelleinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Linearantrieb zum Verstellen des Verstellmittels entlang einer Führung verschiebbar ist und dass die Kulisse eine Kulissenbahn mit einem zum Heck des Kraftfahrzeugs nach oben gezeigten Abschnitt und einem zur Front des Kraftfahrzeugs nach oben geneigten Abschnitt aufweist, der sich an den zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigten Abschnitt anschließt.
-
Bei der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ist der Linearantrieb unmittelbar mit dem Verstellmittel gekoppelt, dementsprechend zeichnet sich die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung durch einen geringen Platzbedarf aus. Die Verstellvorrichtung besitzt einen Befestigungspunkt, an der der Linearantrieb mit der Karosserie gekoppelt ist. Das Verstellmittel ist durch den Linearantrieb bewegbar, so dass kein zusätzlicher, von dem Befestigungspunkt des Linearantriebs beabstandeter Befestigungspunkt erforderlich ist, wie es z. B. bei der Vorrichtung gemäß
DE 10 2008 057 880 A1 erforderlich ist. Der gesamte Linearantrieb der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ist relativ zur Karosserie verschiebbar, wodurch das Verstellmittel entlang der Kulissenbahn bewegbar ist. Hierzu weist das Verstellmittel vorzugsweise einen Zapfen auf, der in die Kulissenbahn eingreift und das Verstellmittel somit ankoppelt. Optional kann der Linearantrieb entlang einer Führung bewegbar sein.
-
Durch die Kopplung des Verstellmittels mit dem Linearantrieb ist das Verstellmittel durch den Linearantrieb verschiebbar. Da das Verstellmittel in der Kulisse geführt ist, bewegt es sich entlang der von der Kulisse vorgegebenen Kulissenbahn, wenn der Linearantrieb verschoben wird. Durch den zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigten Abschnitt der Kulissenbahn kann die Frontklappe sowohl nach hinten als auch vertikal nach oben verschoben werden. Der Linearantrieb verschiebt das Verstellmittel dabei linear, vorzugsweise horizontal. Durch den geneigten Abschnitt der Kulissenbahn erfährt das Verstellmittel eine vertikal nach oben gerichtete Bewegungskomponente, so dass die Frontklappe sowohl nach hinten, in Richtung zum Fahrzeugheck, als auch nach oben verschoben wird.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigte Abschnitt zwei Teilabschnitte mit unterschiedlicher Steigung aufweist. Ausgehend von einer Ausgangsstellung, in der sich das Verstellmititel befindet, wenn kein Unfall detektiert ist, kann das Verstellmittel durch den Linearantrieb entlang der Kulissenbahn dem zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigten Abschnitt der Kulissenbahn folgen.
-
Der erste Teilabschnitt des zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigten Abschnitts der Kulissenbahn weist hierbei eine größere Steigung auf als der zweite Teilabschnitt und ist so ausgebildet, dass die Frontklappe beim Passieren des ersten Teilabschnitts durch das Verstellmittel in eine Fußgängerschutzstellung bewegbar ist. Hierzu wird der Linearantrieb ca. 30 mm in Richtung des Fahrzeughecks bewegt. Aufgrund der Steigung der Kulissenbahn wird das Verstellmittel, das mit dem Linearantrieb gekoppelt ist, zusätzlich zu der horizontalen Bewegung in Richtung des Fahrzeughecks abhängig von der Steigung des ersten Teilabschnitts vertikal angehoben. Bei einer Linearbewegung des Linearantriebs von ca. 30 mm kann dies beispielsweise einem Hub von 50 mm entsprechen.
-
Der zweite Teilabschnitt des zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigten Abschnitts der Kulissenbahn ist so ausgebildet, dass die Frontklappe beim Passieren des zweiten Teilabschnitts in eine weiter zum Fahrzeugheck verschobene Stellung, insbesondere eine Typschadenstellung, bewegbar ist. Um diese Typschadenstellung einzunehmen, wird der Linearantrieb weiter in Richtung des Fahrzeughecks bewegt. Dies kann beispielsweise ein Verstellweg von 100 mm sein. Da der zweite Teilabschnitt des zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigten Abschnitts eine niedrigere Steigung aufweist als der erste Teilabschnitt, wird die Frontklappe im Wesentlichen horizontal in Richtung des Fahrzeughecks bewegt. Gegenüber der Ausgangsstellung ist diese demnach 100 mm horizontal nach hinten verschoben und ca. 50 - 70 mm vertikal verschoben. Die vertikale Verschiebung des zweiten Teilabschnitts beträgt somit zwischen 0 und 20 mm gegenüber der Fußgängerschutzstellung.
-
Es ist auch vorteilhaft, dass zum Verstellen der Frontklappe ein Linearantrieb eingesetzt wird, da demnach auch jegliche Zwischenposition zwischen der Ausgangsstellung und den Endpunkten der zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigten Teilabschnitte anfahrbar ist. Weiterhin ist durch eine Rückwärtsbewegung des Linearantriebs die Verstellung der Frontklappe einfach reversierbar. Durch die Zurückbewegung des Linearantriebs in die Ausgangsstellung wird das gekoppelte Verstellmittel ebenfalls in die Ausgangsstellung bewegt und die Frontklappe somit wieder in die Ausgangsstellung gebracht.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Verstellmittel als gelenkig an der Frontklappe angeordneter Schenkel ausgebildet ist, der einen entlang der Kulissenbahn bewegbaren Zapfen oder Bolzen aufweist. Der gelenkig an der Frontklappe angeordnete Schenkel ist mit seinem anderen Ende an den Linearantrieb gekoppelt. Durch den Zapfen oder Bolzen wird der Schenkel in der Kulissenbahn geführt. Der Schenkel muss demnach derart an den Linearantrieb gekoppelt sein, dass eine vertikale Bewegung des Schenkels in Bezug auf den Linearantrieb nicht beeinträchtigt wird.
-
Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, dass die Verstellvorrichtung ein an der Karosserie angeordnetes Schloss mit einem an der Frontklappe angeordneten Schlossbügel aufweist, der wenigstens einen geneigten Abschnitt aufweist, der eine Relativbewegung zwischen Frontklappe und Karosserie ermöglicht. Dies ist vorteilhaft, da bei einem Verstellen der Frontklappe durch den Linearantrieb der Schlossbügel relativ zum Schloss bewegt werden kann, ohne dieses zu öffnen. Im Weiteren kann die Form des Schlossbügels an die geneigten Teilabschnitte der Kulissenbahn angepasst werden.
-
Die Kulissenbahn weist ferner einen zur Front des Kraftfahrzeugs nach oben geneigten Abschnitt auf, der so ausgebildet ist, dass die Frontklappe bei geöffnetem Schloss beim Passieren des zur Front des Kraftfahrzeugs nach oben geneigten Abschnitts in eine Wartungsstellung bewegbar ist. Diese Wartungsstellung wird beispielsweise eingenommen, wenn der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Motorhaube öffnet, um für den Betrieb des Kraftfahrzeugs nötige Flüssigkeiten nachzufüllen oder deren Zustand, wie beispielsweise den Ölstand zu prüfen. Es ist ebenfalls möglich, dass mit Hilfe des Linearantriebs bei einer Entriegelung des Schlosses die Frontklappe automatisch in eine Wartungsstellung gebracht werden kann. Hierbei kann beispielsweise bei einer Betätigung eines Schalters durch den Fahrer das Schloss durch Ansteuerung mittels einer Steuerungseinrichtung entriegelt und der Linearantrieb derart angesteuert werden, dass das Verstellmittel entlang des zur Front des Kraftfahrzeugs nach oben geneigten Abschnitts durchlaufen wird und die Frontklappe somit in die Wartungsstellung gebracht wird.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verstellvorrichtung einen Kraftspeicher aufweist, der an einem Ende gelenkig an der Frontklappe und am anderen Ende gelenkig an der Karosserie befestigt und dazu ausgebildet ist, die Frontklappe in der Wartungsstellung zu halten. Der Kraftspeicher kann hierbei als Federelement, beispielsweise als Gasfeder, ausgebildet sein. Bei einer Entriegelung des Schlosses wirkt der Kraftspeicher zudem unterstützend beim Anheben der Frontklappe.
-
Vorteilhafterweise können der Kraftspeicher und das Verstellmittel an einem gemeinsam an der Frontklappe angeordneten Steg gelenkig befestigt sein. Dadurch bildet die Verstellvorrichtung eine kompakte Baugruppe, die als Ganzes montiert werden kann, um anschließend über den Steg an der Frontklappe befestigt zu werden.
-
Vorzugsweise ist der Linearantrieb elektrisch oder hydraulisch oder pneumatisch betätigbar.
-
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung, insbesondere mit an beiden Seiten der Frontklappe angeordneten Verstellvorrichtungen. Das Kraftfahrzeug verfügt somit über jeweils eine erfindungsgemäße Verstellvorrichtung pro Fahrzeugseite.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Verstellvorrichtung in einer Seitenansicht in einer Ausgangsstellung;
- 2 die Verstellvorrichtung von 1 in einer Fußgängerschutzstellung;
- 3 die Verstellvorrichtung von 1 in einer Typschadenstellung; und
- 4 die Verstellvorrichtung von 1 in einer Wartungsstellung.
-
1 ist eine Seitenansicht und zeigt eine Verstellvorrichtung 1, die zum Anheben einer Hinterkante 2 einer Frontklappe 3 eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Die Verstellvorrichtung 1 weist einen Linearantrieb 4 auf, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Elektromotor, insbesondere als Gleichstrommotor mit Hallgeber, ausgebildet und entlang der durch den Doppelpfeil 5 angegebenen Richtungen aus der in 1 dargestellten Ausgangsstellung bewegbar ist.
-
Die Verstellvorrichtung 1 umfasst ein Verstellmittel 23, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Schenkel 6 mit Zapfen 7 ausgebildet ist. Der Zapfen 7 ist in einer Kulissenbahn 8 einer Kulisse 9 bewegbar aufgenommen. In 1 ist dargestellt, dass die Kulissenbahnen 8 einen bezogen auf die Ausgangsstellung zum Heck des Kraftfahrzeugs nach oben geneigten Abschnitt 10 aufweist. Dieser weist seinerseits einen ersten Teilabschnitt 11 und einen zweiten Teilabschnitt 12 auf, wobei der erste Teilabschnitt 11 eine größere Steigung aufweist als der zweite Teilabschnitt 12. An den zum Heck des Kraftfahrzeugs nach oben steigenden Abschnitt 10 der Kulissenbahn 8 schließt sich in dem Punkt, den der Zapfen 7 einnimmt, wenn sich die Frontklappe 3 in der Ausgangsstellung, die in 1 dargestellt ist, befindet, ein zur Fahrzeugfront nach oben geneigter Abschnitt 13 an.
-
Ferner ist in 1 dargestellt, dass an der Frontklappe 3 ein Schlossbügel 14 angeordnet ist, der einen geneigten Abschnitt aufweist, um eine Bewegung der Frontklappe 3 durch die Verstellvorrichtung 1 zu ermöglichen. Ein Schloss 15 ist mit einer Steuerungseinrichtung 16 verbunden, die zum einen dazu ausgebildet ist, das Schloss 15 zu öffnen und zu schließen und außerdem die Ansteuerung des Linearantriebs 4 vornimmt. Das Schloss 15 arretiert im geschlossenen Zustand den Schlossbügel 14 derart, dass eine Relativbewegung der Frontklappe 3 entlang des Schlossbügels 14 zugelassen wird.
-
2 zeigt die Verstellvorrichtung 1 von 1 in einer Fußgängerschutzstellung. Um in diese Position zu gelangen, wurde der Linearantrieb 4 durch die Steuerungseinrichtung 16 derart angesteuert, dass dieser z. B. um 30 mm in Richtung des Hecks des Kraftfahrzeugs bewegt wird. Durch die Kopplung des Schenkels 6 an den Linearantrieb 4 wird dieser ebenfalls nach hinten bewegt und mit dem Zapfen 7 in der Kulissenbahn 8 entlang des zum Heck nach oben geneigten Abschnitts 10 geführt. Zum Erreichen der Fußgängerschutzstellung wird der erste Teilabschnitt 11 des Abschnitts 10 durchlaufen.
-
Aufgrund der Steigung des ersten Teilabschnitts 11 wird die Frontklappe 3 zusätzlich zu der horizontalen Bewegung in Richtung des Fahrzeughecks der Steigung des ersten Teilabschnitts 11 entsprechend vertikal angehoben. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der vertikale Hub z. B. 50 mm. Es ist ebenfalls möglich, dass abhängig von Art des Unfalls bzw. der vorliegenden Situation die Steuerungseinrichtung 16 den Linearantrieb 4 derart ansteuert, dass der Zapfen 7 in der Kulissenbahn 8 zum Erreichen der Fußgängerschutzstellung an jedem beliebigen Punkt zwischen der Ausgangsstellung und dem Ende des ersten Teilabschnitts 11 positioniert werden kann. Dadurch wird eine weitgehend flexible Verstellung der Frontklappe 3 des Kraftfahrzeugs erreicht. Der horizontale Verstellweg ist hierbei durch den Doppelpfeil 17 und der vertikale Verstellweg durch den Doppelpfeil 18 dargestellt. Die angegebenen Zahlenwerte für die Bewegung des Lineartriebs und dem Hub sind lediglich beispielhaft zu verstehen.
-
Ferner ist in 2 dargestellt, dass das Schloss 15 derart mit dem Schlossbügel 14 gekoppelt ist, dass eine Relativbewegung zwischen Schloss 15 und Schlossbügel 14 ermöglicht wird. Dies ist vorteilhaft, da die Frontklappe 3 somit bei verriegeltem Schloss 15 in die Fußgängerschutzstellung gebracht werden kann. Das Schloss 15 gleitet dabei auf dem an die Steigung des zum Heck des Kraftfahrzeugs geneigten Abschnitts 10 angepassten Schlossbügel 14.
-
3 zeigt die Verstellvorrichtung 1 von 1 in einer Typschadenschutzstellung. Hierbei wurde der Linearantrieb 4 von der Steuerungseinrichtung 16 derart angesteuert, dass dieser eine Linearbewegung von 100 mm in Richtung des Fahrzeughecks durchführt. Der an den Linearantrieb 4 gekoppelte Schenkel 6 wird dabei ebenfalls um 100 mm in Richtung des Fahrzeughecks bewegt. Durch den Zapfen 7, der in der Kulissenbahn 8 geführt wird, wird abhängig von der Steigung des zweiten Teilabschnitts 12 des zum Heck des Kraftfahrzeugs nach oben geneigten Abschnitts 10 zusätzlich eine vertikale Verstellung der Frontklappe 3 erreicht. Die Typschadenschutzstellung zeichnet sich somit im Vergleich zur Fußgängerschutzstellung dadurch aus, dass die Frontklappe 3 in diesem Ausführungsbeispiel um 70 mm weiter nach hinten und um 20 mm weiter nach oben verstellt ist. Selbstverständlich ist es möglich, die Verstellwege zum einen durch die von der Steuerungseinrichtung 16 vorgegebenen Positionen, in die der Linearantrieb 4 bewegt wird, sowie durch eine Veränderung der Steigung der beiden Teilabschnitte 11 und 12 beliebig anzupassen.
-
Ferner ist es mit der Verstellvorrichtung 1 möglich, die Frontklappe 3 aus der Typschadenschutzstellung oder der Fußgängerschutzstellung in die Ausgangsstellung zurückzubewegen, indem der Linearantrieb 4 von der Steuerungseinrichtung 16 so angesteuert wird, dass dieser zurück in die Ausgangsstellung, die in 1 vorliegt, bewegt wird. Das System ist somit reversierbar.
-
4 zeigt die Verstellvorrichtung 1 von 1 in einer Wartungsstellung. Diese wird eingenommen, wenn die Frontklappe 3 des Kraftfahrzeugs beispielsweise für Wartungsaufgaben wie das Nachfüllen von Flüssigkeiten oder das Prüfen eines Flüssigkeitsstands geöffnet werden muss. Unterstützend ist hierzu ein Kraftspeicher 19 vorgesehen, der als Federteleskop ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftspeicher 19 als Gasfeder ausgebildet. Dieser unterstützt die Öffnung der Frontklappe 3 in die Wartungsstellung. Der Kraftspeicher 19 ist dazu zum einen gelenkig an der Karosserie und mit dem anderen Ende gelenkig an einem Steg 20 gelenkig befestigt, der wiederum an der Frontklappe 3 befestigt ist. Der Schenkel 6 der Verstellvorrichtung 1 ist ebenfalls gelenkig am Steg 20 befestigt. Dadurch ergibt sich, dass die Verstellvorrichtung 1 als komplette Baugruppe gefertigt werden kann, um diese anschließend in das Kraftfahrzeug zu verbauen.
-
Zum Erreichen der Wartungsstellung steuert die Steuerungseinrichtung 16 den Linearantrieb 4 derart an, dass dieser in Richtung der Front des Kraftfahrzeugs bewegt wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Linearantrieb 4 um 150 mm nach vorne bewegt. Der mit dem Linearantrieb 4 gekoppelte Schenkel 6 wird somit ebenfalls in Richtung der Fahrzeugfront bewegt. Die Bewegung in Richtung der Fahrzeugfront wird durch einen Doppelpfeil 21 dargestellt. Der Zapfen 7, der am Schenkel 6 befestigt ist, wird dabei in der Kulissenbahn 8 geführt. Der Zapfen 7 durchläuft dabei den zur Front des Kraftfahrzeugs nach oben geneigten Abschnitt 13 der Kulissenbahn 8. Abhängig von der Steigung des Abschnitts 13 wird die Frontklappe 3 zusätzlich zu der horizontalen Verstellung in Richtung der Fahrzeugfront vertikal angehoben. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Frontklappe 3 um 20 mm angehoben. Die vertikale Verstellung der Frontklappe 3 ist durch einen Doppelpfeil 22 dargestellt.
-
Wird der Linearantrieb 4 zum Erreichen der Wartungsstellung nach vorne bewegt, muss zum Erreichen der Wartungsstellung das Schloss 15 entriegelt werden, so dass dieses den Schlossbügel 14 freigibt. Dies wird durch die Steuerungseinrichtung 16 erreicht. Ebenfalls ist es möglich, das Schloss 15 manuell beispielsweise durch einen Hebel zu entriegeln. Vorteilhafterweise kann durch die Steuerungseinrichtung 16 eine automatische Öffnung der Frontklappe 3 erreicht werden. Beispielsweise kann der Fahrer ein Betätigungselement im Inneren des Kraftfahrzeugs bedienen, das ein Signal an die Steuerungseinrichtung 16 sendet. Diese steuert beispielsweise einen nicht näher dargestellten Aktuator am Schloss 15 an, der dieses entriegelt. Weiterhin steuert die Steuerungseinrichtung 16 den Linearantrieb 4 an, dass dieser aus der Ausgangsstellung, die in 1 vorliegt, nach vorne in Richtung der Fahrzeugfront bewegt wird. Der Kraftspeicher 19 unterstützt dabei die Öffnung der Frontklappe 3.
-
Nachdem die Wartungsarbeiten im Motorraum abgeschlossen sind, kann die Frontklappe 3 wiederum elektrisch geschlossen werden. Dazu steuert die Steuerungseinrichtung 16 den Linearantrieb 4 derart an, dass dieser zurück in die in 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Anschließend steuert die Steuerungseinrichtung 16 den Aktuator des Schlosses 15 so an, dass das Schloss 15 wieder verriegelt wird. Es ist ebenfalls möglich, die Frontklappe 3 mechanisch aus der Wartungsstellung zurück in die Ausgangsstellung zu bringen.
