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QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
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Diese Erfindung beansprucht Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/759,068, eingereicht am 31. Januar 2013, deren gesamten Inhalte hiermit durch Bezugnahme miteinbezogen werden.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verriegelungsmechanismus, wie z. B. Motorhauben-Verriegelungsmechanismen für Fahrzeuge.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die Erfindung stellt in diversen Ausführungsbeispielen einen Verriegelungsmechanismus für ein Fahrzeug bereit. Der Verriegelungsmechanismus umfasst einen Befestigungsbügel, der einen Schlitz zum Aufnehmen eines Rastzapfens des Fahrzeugs bestimmt. Der Verriegelungsmechanismus umfasst ferner eine Rastklinke, die mit dem Befestigungsbügel schwenkbar verbunden ist. Die Rastklinke ist zwischen einer ersten Position, in der die Rastklinke das Entfernen des Rastzapfens aus dem Schlitz ermöglicht, einer zweiten Position, in der die Rastklinke den Rastzapfen im Schlitz sichert, und einer dritten Position schwenkbar, in der die Rastklinke an der zweiten Position vorbei schwenkt. Der Verriegelungsmechanismus umfasst ferner ein Dämpferelement, das zum Verlangsamen einer Bewegung des Rastzapfens wirksam ist, wenn der Rastzapfen von der zweiten Position zur dritten Position schwenkt.
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In weiteren Ausführungsbeispielen stellt die Erfindung einen Verriegelungsmechanismus für ein Fahrzeug bereit. Das Fahrzeug umfasst einen Rahmen und eine mit dem Rahmen schwenkbar verbundene Motorhaube. Der Verriegelungsmechanismus umfasst einen Befestigungsbügel, der zum Befestigen einerseits entweder am Rahmen oder an der Motorhaube konfiguriert ist. Der Befestigungsbügel bestimmt einen Schlitz, der zum Aufnehmen eines Rastzapfens andererseits an der Motorhaube oder am Rahmen konfiguriert ist. Der Verriegelungsmechanismus umfasst ferner eine Rastklinke, die mit dem Befestigungsbügel schwenkbar verbunden ist. Die Rastklinke ist zwischen einer ersten Position, in der die Rastklinke das Entfernen des Rastzapfens aus dem Schlitz ermöglicht, einer zweiten Position, in der die Rastklinke den Rastzapfen im Schlitz sichert, und einer dritten Position schwenkbar, in der die Rastklinke an der zweiten Position vorbei schwenkt. Der Verriegelungsmechanismus umfasst ferner ein Dämpferelement, das am Befestigungsbügel montiert ist. Das Dämpferelement ist zum in Eingriff bringen des Rastzapfens und/oder der Rastklinke konfiguriert, wenn die Rastklinke von der zweiten Position zur dritten Position schwenkt.
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Die Erfindung stellt in weiteren Ausführungsbeispielen ein Fahrzeug bereit, das einen Rahmen, eine mit dem Rahmen schwenkbar verbundene Motorhaube umfasst und einen Rastzapfen und einen Verriegelungsmechanismus aufweist. Der Verriegelungsmechanismus umfasst einen am Rahmen montierten Befestigungsbügel. Der Befestigungsbügel bestimmt einen Schlitz, der den Rastzapfen des Fahrzeugs aufnimmt. Der Verriegelungsmechanismus umfasst ferner eine Rastklinke, die mit dem Befestigungsbügel schwenkbar verbunden ist. Die Rastklinke ist zwischen einer ersten Position, in der die Rastklinke das Entfernen des Rastzapfens aus dem Schlitz ermöglicht, einer zweiten Position, in der die Rastklinke den Rastzapfen im Schlitz sichert, und einer dritten Position schwenkbar, in der die Rastklinke an der zweiten Position vorbei schwenkt. Der Verriegelungsmechanismus umfasst ferner ein Vorspannelement, das mit der Rastklinke und dem Befestigungsbügel verbunden ist, um die Rastklinke zur ersten Position vorzuspannen, und ein Dämpferelement, das zum Dämpfen einer Bewegung des Rastzapfens und der Rastklinke wirksam ist, wenn die Rastklinke von der zweiten Position zur dritten Position schwenkt.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden bei Betrachtung der detaillierten Beschreibung und anliegenden Zeichnungen offensichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine perspektivische Vorderansicht eines Verriegelungsmechanismus einschließlich eines Dämpferelements, wobei der Verriegelungsmechanismus an einem Rahmen eines Fahrzeugs montiert ist.
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2 ist eine perspektivische Rückansicht des Verriegelungsmechanismus einschließlich des Dämpferelements.
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3 ist eine rückseitige Draufsicht des Verriegelungsmechanismus mit einer auf eine erste Position geschwenkten Rastklinke und einem Rastzapfen in einer entriegelten Position.
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4 ist eine rückseitige Draufsicht des Verriegelungsmechanismus mit der auf eine zweite Position geschwenkten Rastklinke und dem Rastzapfen in der verriegelten Position.
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5 ist eine rückseitige Draufsicht des Verriegelungsmechanismus mit der auf eine dritte Position geschwenkten Rastklinke und dem Rastzapfen in einer Überfahrposition.
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6 veranschaulicht den Rastzapfen in entriegelten, verriegelten und überfahrenen Positionen in Bezug auf das Dämpferelement.
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7 ist eine vergrößerte Rückansicht des mit dem Verriegelungsmechanismus verbundenen Dämpferelements.
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8 ist eine vergrößerte Draufsicht des mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden Dämpferelements.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Vor einer detaillierten Erläuterung der Erfindung sei angemerkt, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Bauteileanordnung beschränkt ist, die in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt oder in den nachfolgenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Die Erfindung ermöglicht weitere Ausführungsbeispiele und kann auf diverse Arten praktiziert oder ausgeführt werden.
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1 und 2 veranschaulichen einen Verriegelungsmechanismus 10 zur Verwendung bei einem Fahrzeug. Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Verriegelungsmechanismus 10 zum Sichern und selektiven Freigeben einer Motorhaube 14 eines Fahrzeugs konfiguriert. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Verriegelungsmechanismus 10 zum Sichern und selektiven Freigeben weiterer Elemente des Fahrzeugs, wie zum Beispiel eines Kofferraums oder Handschuhfachs, verwendet werden.
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Der veranschaulichte Verriegelungsmechanismus 10 umfasst einen Befestigungsbügel 18, eine Rastklinke 22, einen Klinkenhebel 26 und einen Auslösehebel 30. Der Befestigungsbügel 18 ist an einem Rahmen 34 des Fahrzeugs montiert und bestimmt einen Schlitz 38, der einen Rastzapfen 42 (3–6) an der Motorhaube 14 aufnimmt. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Rastzapfen am Rahmen 34 montiert sein und der Befestigungsbügel 18 kann an der Motorhaube 14 montiert sein. Der Schlitz 38 wird durch einen Innenrand 46 des Befestigungsbügels 18 bestimmt und umfasst ein offenes oberes Ende 50 und ein geschlossenes unteres Ende 54. Der Rastzapfen 22 tritt in den Schlitz 38 am offenen Ende 50 ein und wandert zu einer Position auf im Wesentlichen halbem Weg zwischen den offenen und geschlossenen Enden 50, 54 des Schlitzes 38, wenn die Motorhaube 14 geschlossen wird.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Rastklinke 22 mit einer Rückseite 58 des Befestigungsbügels 18 in der Nähe des Schlitzes 38 verbunden. Ein Bereich der Rastklinke erstreckt sich über den Schlitz 38 hinaus, um den Rastzapfen 42 im Schlitz 38 zu führen und zuhalten. Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Rastklinke 22 im Wesentlichen C-förmig und umfasst eine erste Backe 62 und eine zweite Backe 66. In weiteren Ausführungsbeispielen können alternativ andere geeignete Verschlüsse eingesetzt werden. Die Rastklinke 42 ist relativ zum Befestigungsbügel 18 zwischen einer ersten Position (3), einer zweiten Position (4) und einer dritten Position (5) schwenkbar, die den drei Positionen des Rastzapfens entsprechen. Auf die erste Position wird die Rastklinke 22 geschwenkt, um ein Entfernen des Rastzapfens 42 aus dem Schlitz 38 zu ermöglichen. An der zweiten Position nimmt die Rastklinke 22 den Rastzapfen 42 zwischen den Backen 62, 66 auf und wird dorthin zum Verriegeln des Rastzapfens 42 im Schlitz 38 geschwenkt. An der dritten Position ist der Rastzapfen 22 immer noch zwischen den Backen 62, 66 der Rastklinke 22 aufgenommen, aber die Rastklinke ist über die zweite Position hinaus geschwenkt, so dass der Rastzapfen 22 sich am geschlossenen Ende 54 des Schlitzes 38 befindet. Eine solche Position kann zum Beispiel während einer Frontalkollision des Fahrzeugs auftreten, die die Motorhaube 14 in den Rahmen 34 drückt. Ein Vorspannelement 70 (d. h. eine Torsionsfeder) ist mit der Rastklinke 22 und dem Befestigungsbügel 18 zum Vorspannen der Rastklinke 22 zur ersten Position verbunden.
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Der Klinkenhebel 26 ist mit der Rückseite 58 des Befestigungsbügels 18 auf einer gegenüberliegenden Seite des Schlitzes 38 von der Rastklinke 22 schwenkbar verbunden. Der Klinkenhebel 26 bringt die Rastklinke 22 in Eingriff, wenn die Rastklinke 22 sich an den zweiten und dritten Positionen (4–5) befindet, um die Rastklinke 22 selektiv an diesen Positionen zu halten. Wenn sich die Rastklinke 22 an der zweiten Position befindet, bringt der Klinkenhebel 26 die erste Backe 62 der Rastklinke 22 in Eingriff. Wenn sich die Rastklinke 22 an der dritten Position befindet, bringt der Klinkenhebel 26 die zweite Backe 66 der Rastklinke 22 in Eingriff. Ein Betätigungselement (nicht dargestellt), wie zum Beispiel ein mit einem Handgriff im Innern des Fahrzeugs verbundenes Kabel, ist mit dem Klinkenhebel 26 verbunden, um den Klinkenhebel 26 selektiv aus einem Eingriff mit der Rastklinke 22 zu schwenken, wobei eine Rückkehr der Rastklinke 22 zur ersten Position (3) ermöglicht wird. Ein Vorspannelement 74 (d. h. eine Torsionsfeder) ist mit dem Klinkenhebel 26 und dem Befestigungsbügel 18 verbunden, um den Klinkenhebel 26 zu der in 3–5 dargestellten Position vorzuspannen, wenn das Betätigungselement nicht betätigt wird.
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Wie in 1 dargestellt, ist der Auslösehebel 30 mit einer Vorderseite 78 des Befestigungsbügels 18 gegenüber der Rastklinke 22 und dem Klinkenhebel 26 schwenkbar verbunden. Der Auslösehebel 30 umfasst ein Betätigungselement 82 und einen Arm 86. Ein Bereich des Arms 86 erstreckt sich zum Eingriff mit dem Rastzapfen 42 über den Schlitz 38 hinaus, wenn der Rastzapfen 42 den Schlitz 38 verlässt. Der Arm 86 verhindert ein Aufklappen (d. h. Hochklappen) der Motorhaube 14, bis ein Nutzer das Betätigungselement 82 manuell betätigt. Beim Betätigen des Betätigungselements 82 schwenkt der Arm 86 aus dem Schlitz 38 heraus, wodurch ein vollständiges Ausrücken des Verriegelungsmechanismus 10 zum Öffnen der Motorhaube 14 ermöglicht wird. Ein Vorspannelement 90 (d. h. eine Torsionsfeder) ist mit dem Auslösehebel 30 und dem Befestigungsbügel 18 verbunden, um den Hebel 30 zur in 1–4 dargestellten geschlossenen Position vorzuspannen.
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Wie in 6–8 dargestellt, umfasst der Verriegelungsmechanismus 10 ferner ein Dämpferelement 94. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bringt das Dämpferelement 94 den Rastzapfen 42 in Eingriff, wenn sich der Rastzapfen 72 von einer verriegelten Position (4, entsprechend der zweiten Position der Rastklinke 22) zu einer Überfahrposition (5, entsprechend der dritten Position der Rastklinke 22) bewegt. Das Dämpferelement absorbiert dadurch Energie, wenn sich der Rastzapfen 42 und die Rastklinke 22 über die zweite/verriegelte Position (d. h. während einer Frontalkollision) hinaus bewegen, um eine Bewegung des Rastzapfens 42 zu dämpfen. Durch das Dämpfen der Bewegung des Rastzapfens 42 dämpft das Dämpferelement 94 außerdem eine Bewegung der Rastklinke 22. Das heißt, das Dämpferelement 94 verlangsamt die Bewegung oder eine Geschwindigkeit sowohl des Rastzapfens 42 als auch der Rastklinke 22, wenn die Rastklinke 22 von der zweiten Position zur dritten Position schwenkt. In einigen Ausführungsbeispielen, wie zum Beispiel im dargestellten Ausführungsbeispiel, bringt das Dämpferelement 94 den Rastzapfen 42 direkt in Eingriff, um eine Bewegung des Rastzapfens 42 und der Rastklinke 22 zu verlangsamen. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Dämpferelement die Rastklinke 22 direkt in Eingriff bringen oder kann sowohl die Rastklinke 22 als auch den Rastzapfen 42 direkt in Eingriff bringen, um eine Bewegung des Rastzapfens 42 und der Rastklinke 22 zu verlangsamen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dämpferelement 94 mit dem Befestigungsbügel 18, der den Schlitz 38 bestimmt, verbunden und erstreckt sich längs dessen Innenrands 46. Das Dämpfungselement 94 kann geklebt, gegossen, eingepresst, lasergeschweißt oder anderweitig am Innenrand 46 befestigt werden. Das dargestellte Dämpferelement 94 ist aus einem Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel Polyacetal, (POM-C) zusammengesetzt. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Dämpferelement 94 aus einem anderen Kunststoff oder aus ElastomerMaterialien oder einer Materialkombination zusammengesetzt sein. Darüber hinaus erstreckt sich das dargestellte Dämpferelement 94 längs des gesamten Innenrands 46 des Befestigungsbügels 18 und deckt diesen ab. In weiteren Ausführungsbeispielen kann sich das Dämpferelement 94 nur längs eines Bereichs des Innenrands 46 (d. h. des Bereichs des Innenrands 46, der das geschlossene Ende 54 des Schlitzes 38 bestimmt) erstrecken und diesen abdecken.
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Das dargestellte Dämpferelement 94 ist im Wesentlichen U-förmig und umfasst zwei gegenüberliegende Schenkel 98, 102. Das Dämpferelement 94 umfasst im Wesentlichen an einem Mittelbereich längs der Länge jedes Schenkels 98, 102 außerdem eine Keilfläche 106, 110. Die Keilflächen 106, 110 verjüngen das Dämpferelement 94 nach innen relativ zum Schlitz 38, so dass das Element 94 in der Nähe des geschlossenen Endes 54 des Schlitzes 38 dicker als in der Nähe des offenen Endes 50 des Schlitzes 38 ist. Aufgrund der Verjüngung ist ein Abstand zwischen den Schenkeln 98, 102 größer als ein Durchmesser des Rastzapfens 42 in der Nähe des offenen Endes 50 des Schlitzes 38 (z. B. über den Keilflächen 106, 110), ist jedoch kleiner als der Durchmesser des Rastzapfens 42 in der Nähe des geschlossenen Endes 54 des Schlitzes 38 (z. B. unter den Keilfläche in 106, 110).
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Wie in 6 dargestellt, ist der Rastzapfen 42 vom Dämpferelement 94 beabstandet, wenn sich der Rastzapfen 42 an einer entriegelten Position (entsprechend der ersten Position der Rastklinke 22) und an der verriegelten Position befindet. An diesen Positionen kommt das Dämpferelement 94 nicht in Eingriff und beschränkt oder verhindert dadurch eine Bewegung des Rastzapfens 42. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rastzapfen 42 ca. 4 Millimeter vertikal über den Keilflächen 106, 110 beabstandet, wenn er sich in der verriegelten Position befindet. Eine derartige Anordnung trägt dazu bei, dass die Motorhaube 14 mit dem Rest des Fahrzeugs bündig ist, wenn diese geschlossen ist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Rastzapfen 42 näher zum oder weiter von den Keilflächen 106, 110 beabstandet sein, wenn die Motorhaube 14 geschlossen ist. In noch anderen Ausführungsbeispielen kann der Rastzapfen 42 auf den Keilflächen 106, 110 aufliegen, wenn die Motorhaube 14 geschlossen ist.
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Der Rastzapfen 42 bringt das Dämpferelement 94 in Eingriff, wenn sich der Rastzapfen 42 zur Überfahrposition bewegt. Ein ausreichender, nach unten gerichteter Druck auf die Motorhaube 14 kann beispielsweise den Rastzapfen 42 zwingen, sich über die nichtverriegelte Position hinaus zum geschlossenen Ende 54 des Schlitzes 38 zu bewegen. In einigen Ausführungsbeispielen, wie zum Beispiel im dargestellten Ausführungsbeispiel, bewegt sich der Rastzapfen 42 ca. 16 Millimeter durch den Schlitz 38 von der verriegelten Position zur Überfahrposition. Wenn sich der Rastzapfen 42 zur Überfahrposition bewegt, drückt der Rastzapfen 42 gegen den ersten Schenkel 62 der Rastklinke 22, wodurch die Rastklinke 22 zur dritten Position schwenkt. Während dieser Bewegung bringt der Rastzapfen 42 außerdem die Keilflächen 106, 110 des Dämpferelements 94 in Eingriff. Der Eingriff zwischen dem Rastzapfen 42 und dem Dämpferelement 94 verformt das Dämpferelement 94, wodurch eine Bewegung des Rastzapfens 42 zur Kraft-Absorbierung gedämpft und verlangsamt wird. Das Kraft-Absorbierungsprofil des Dämpferelements 94 bei der Bewegung des Rastzapfens 42 von der verriegelten Position zur Überfahrposition kann entweder linear oder nicht-linear sein.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann das Dämpferelement 94 lösbar mit dem Befestigungsbügel 18 verbunden sein. In solchen Ausführungsbeispielen kann ein unterschiedliches Dämpferelement austauschbar mit dem Befestigungsbügel 18 verbunden sein, um den Verriegelungsmechanismus 10 für unterschiedliche Kraftanforderungen „abzustimmen”. Beispielsweise können Dämpferelemente, die aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt sind oder unterschiedliche Formen und/oder Größen aufweisen, alternativ mit dem Befestigungsbügel 18 verbunden sein, um den Betrag einer Kraft, die absorbiert werden kann, zu erhöhen oder zu reduzieren. Mit Bezug auf 6, kann ein Abstand zwischen den entriegelten und verriegelten Positionen des Rastzapfens 42, ein Abstand zwischen den verriegelten und Überfahr-Positionen des Rastzapfens 42 und/oder ein Winkel der Keilflächen 106, 110 eingestellt werden, um das dargestellte Dämpferelement 94 abzustimmen.
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Das Dämpferelement 94 kann zusätzlich oder alternativ an anderer Stelle am Verriegelungsmechanismus 10 positioniert werden oder kann andere Elemente als den Rastzapfen 42, wie zum Beispiel die Rastklinke 22, den Klinkenhebel 26 oder den Befestigungsbügel 18, in Eingriff bringen. In einigen Ausführungsbeispielen kann sich das Dämpferelement, wie zum Beispiel ein Puffer, von der Rückseite 58 des Befestigungsbügels 18 in der Nähe der Rastklinke 22 nach außen erstrecken. In solchen Ausführungsbeispielen kann das Dämpferelement 94 die erste Backe 62 der Rastklinke 22 in Eingriff bringen, wenn die Rastklinke 22 von der zweiten Position zur dritten Position schwenkt. In weiteren Ausführungsbeispielen kann sich ein Dämpferelement, wie zum Beispiel eine Schraubenfeder, vom geschlossenen Ende 54 des Schlitzes 38 axial weiter als längs des Innenrands 46 des Befestigungsbügels 18 erstrecken. In solchen Ausführungsbeispielen drückt sich die Feder zusammen, wenn sich der Rastzapfen 42 zum geschlossenen Ende 54 des Schlitzes 38 bewegt. In noch weiteren Ausführungsbeispielen kann sich ein Dämpferelement, wie zum Beispiel ein Puffer, vom Klinkenhebel 26 erstrecken und der Dämpfer kann zum Eingriff mit der zweiten Backe 66 der Rastklinke 22 konfiguriert sein.
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In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Verriegelungsmechanismus 10 mehrere Dämpferelemente zum Absorbieren von Kräften aufweisen, wenn sich der Rastzapfen 42 von der verriegelten Position zur Überfahrposition weiterbewegt. In einigen Ausführungsbeispielen kann ein Dämpferelement an der Rastklinke 22 (z. B. ein elastischer Überzug über einem steifen Rastklinkenkörper) vorgesehen werden und ein unterschiedlicher Dämpfer (mit ähnlicher oder unterschiedlicher Elastizität) kann entweder am Rastzapfen 42 oder am Befestigungsbügel 18 vorgesehen werden. Der Verriegelungsmechanismus 10 kann zum Beispiel ein erstes Dämpferelement mit Teilflächen zum Bereitstellen einer ersten Dämpferzone und ein zweites Dämpferelement mit einem Puffer zum Bereitstellen einer zweiten Dämpferzone umfassen. Die Kraftabsorption der Dämpferelemente kann abgestimmt werden, um den Kraftanforderungen eines spezifischen Fahrzeugs zu erfüllen.
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In einigen Ausführungsformen kann ein Dämpferelement einstückig mit dem Befestigungsbügel 18 ausgebildet sein. Das Dämpferelement kann zum Beispiel eine ausgestellte Lippe und/oder schmale Schlitze aufweisen, die in den Befestigungsbügel 18 in der Nähe des Innenrands 46 ausgebildet oder gestanzt sind. Wenn sich der Rastzapfen 42 von der verriegelten Position zur Überfahrposition bewegt, könnte der Rastzapfen 42 den Innenrand 46 über eine Presspassung somit direkt in Eingriff bringen. Die ausgestellte Lippe und/oder die schmalen Schlitze im Befestigungsbügel 18 könnten eine Dämpfungsfunktion zum Absorbieren von Kräften während einer Bewegung des Rastzapfens 42 bereitstellen. In derartigen Ausführungsbeispielen kann das Dämpferelement aus dem gleichen Material wie der Befestigungsbügel 18 ausgebildet sein oder kann aus einem Elastomer-Material ausgebildet sein, das an den Befestigungsbügel 18 gegossen ist.
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Diverse Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt.
