DE102015007336A1

DE102015007336A1 - Fahrzeugscharnier und Verfahren zum Anheben einer Fahrzeughaube in einer Unfallsituation

Info

Publication number: DE102015007336A1
Application number: DE102015007336.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Springsklee; Ulrich Koestler; Gerhard Fichtinger; Michael Schaurer; Stephan Holschbach; Michael Kammler; Hendrik Johann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Boeco Boeddecker and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Magna Boeco GmbH
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2035-06-13
Also published as: DE102015007336B4

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Fahrzeugscharnier (10) zum Anheben einer Fahrzeughaube (12) in einer Unfallsituation, umfassend eine fahrzeugkarosserieseitig festlegbare Scharnierbefestigung (14), insbesondere eine Befestigungskonsole, und ein haubenseitig befestigtes Scharnierklappenteil (16), wobei Scharnierbefestigung und Scharnierklappenteil gelenkig miteinander verbunden sind und wobei das Scharnierklappenteil (16) zwei in der Unfallsituation relativ zueinander verschwenkbare Abschnitte (20, 21) aufweist, welche von einer Arretiereinrichtung grundsätzlich miteinander verriegelt sind. Die Besonderheit besteht darin, dass die Arretiereinrichtung ein Riegelelement umfasst, welches sowohl eine Betätigungsfläche für einen in der Unfallsituation aktivierten Aktor als auch eine Sollrissstelle, insbesondere zum Entriegeln der zwei Abschnitte (20, 21) durch ein Reißen dieser bei Betätigung des Riegelelementes durch den Aktor, aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Fahrzeugscharnier zum Anheben einer Fahrzeughaube in einer Unfallsituation.
Ein derartiges Scharnier besteht üblicherweise aus einer fahrzeugkarosserieseitig festgelegten Scharnierbefestigung und einem gelenkig hiermit verbundenen Scharnierklappenteil, welches eine Anbindung des Scharniers an die Fahrzeughaube, beispielsweise eine PKW-Fronthaube, ermöglicht.
Herkömmliche Scharniere sind typischerweise als Ein- oder Viergelenkscharniere ausgebildet und ermöglichen einem Fahrzeugnutzer ein Öffnen der Fahrzeughaube, beispielsweise in eine sogenannte Serviceposition zur Überprüfung eines unter der Fahrzeughaube angeordneten Fahrzeugteils (insbesondere des Motors).
Für eine herkömmliche Öffnung einer Fronthaube wird üblicherweise ein die Fahrzeughaube an der Karosserie festlegendes, von dem Scharnier beabstandetes Fahrzeughaubenschloss geöffnet.
Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, ein Scharnier derart anzupassen, dass eine PKW-Fronthaube in einer Unfallsituation vor dem Aufschlagen eines Fußgängers in einem dem Scharnier zugeordneten Bereich aufgestellt wird. Das Haubenschloss bleibt dabei üblicherweise geschlossen, so dass die Aufstellbewegung der Haube in einer Unfallsituation im Wesentlichen einer Verschwenkbewegung um eine im Bereich des Haubenschlosses angeordnete Schwenkachse entspricht.
Zur Aufstellung der Haube im Scharnierbereich ist es aus dem Stand der Technik zunächst bekannt, in einer Unfallsituation das Scharnier vollständig, d. h. insbesondere inkl. der Scharnierbefestigung, durch eine Scharnierhebeeinrichtung anzuheben. Eine solche Ausgestaltung hat jedoch den Nachteil, dass zusätzliche Bauteile benötigt werden und die Scharnierbefestigung nicht sicher an der Karosserie befestigbar ist.
Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, in einer Unfallsituation das Scharnierklappenteil und die Scharnierbefestigung zur Anhebung der Fronthaube im Scharnierbereich voneinander zu beabstanden. Um das Scharnier an die geänderten Anforderungen im Vergleich zu einer herkömmlichen Öffnungsbewegung der Haube anzupassen, ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, das Scharnierklappenteil aus zwei relativ zueinander verschwenkbaren Abschnitten auszubilden. Diese Abschnitte sind in einer Unfallsituation gegeneinander verkippbar, derart, dass die Aufstellung der Fahrzeughaube in einer Unfallsituation trotz eines geschlossenen Haubenschlosses erfolgen kann.
Eine solche Vorrichtung des Standes der Technik ist beispielsweise aus der DE 10 2007 033 325 A1 bekannt. Die zwei Abschnitte des Scharnierklappenteils sind bei dem aus dieser Druckschrift bekannten Scharnier grundsätzlich über ein nietartiges Sperrelement in Form eines Stiftes aneinander starr festgelegt, wobei das Sperrelement beim Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes in einer Unfallsituation zur Aufhebung der Verriegelung der beiden Scharnierklappenteile abscherbar ist. Hierzu stößt ein Aktor in der Unfallsituation gegen das Klappenoberteil, was jedoch in der Praxis dazu führen kann, dass (insbesondere beim Einsatz sehr weicher Hauben) eine ungewollte Durchbiegung der Haube erfolgt (anstelle eines Abscherens des Sperrelements).
Alternativ ist es aus der DE 10 2009 041 418 A1 bekannt, an dem Klappenunterteil einen lösbaren Fanghaken vorzusehen. Obwohl eine solche Vorrichtung grundsätzlich vorteilhaft ist, kann es doch Situationen geben, in welchen ein lösbarer Fanghaken nicht gewünscht ist, sondern eine noch sicherere und festere Verbindung zwischen Klappenunter- und -oberteil vorgesehen werden muss.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugscharnier bereitzustellen, welches besonders sicher sowohl hinsichtlich der Verriegelung der Scharnierklappenabschnitte als auch hinsichtlich der Entriegelung ausgebildet ist.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ist demnach insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung ein Riegelelement umfasst, welches sowohl eine Betätigungsfläche für einen in der Unfallsituation aktivierten Aktor als auch eine Sollrissstelle, insbesondere zum Entriegeln der zwei Abschnitte durch ein Reißen dieser bei Betätigung des Riegelelementes durch den Aktor, aufweist.
Mit anderen Worten besteht die Idee der Erfindung darin, ein unmittelbar von dem Aktorelement kontaktierbares Riegelelement vorzusehen, welches durch die Beaufschlagung durch das Aktorelement zur Freigabe der beiden Abschnitte des Scharnierklappenteils an einer vorgesehenen Stelle reisst.
Hierzu wird auf die Sollrissstelle insbesondere eine (einseitige) Zugkraft ausgeübt. Diese Zugkraft kann beispielsweise im Wesentlichen entgegen der Wirkrichtung oder Ausfahrrichtung des Aktors ausgerichtet sein. Das Reissen kann selbstverständlich aber auch durch ein seitliches Ziehen an einem oder mehreren Abschnitten des Riegelelementes erfolgen. Insbesondere werden bei einem derartigen Reissen die der Sollrissstelle zugeordneten, gegenüberliegenden beiden Riegelelementabschnitte zunächst voneinander beabstandet. Alternativ ist es aber auch möglich, dass diese zum Reissen aufeinander zubewegt werden oder Ähnliches.
Die Sollrissstelle kann bei dem, insbesondere blechartig ausgebildeten, Riegelelement bevorzugt durch eine Materialschwächung im Bereich der Sollrissstelle vorgesehen sein. Die Sollrissstelle kann insbesondere durch einen Prägevorgang des Riegelelementes im Bereich der Sollrissstelle hergestellt werden.
Alternativ und zusätzlich kann das Riegelelement im Bereich der Sollrissstelle auch geplättet werden. In einem weiteren Herstellungsschritt kann nach dem Präge- und/oder Plättevorgang das dann überstehende Material weggenommen, beispielsweise weggeschnitten, werden, um die Sollrissstelle herzustellen.
Insbesondere sofern das Riegelelement als Stanzteil, (z. B. Stanzbiegeteil) oder Ähnliches ausgebildet ist, kann das ganze Element nach Herstellen der Sollrissstelle auch entgratet bzw. zum Entgraten gebürstet werden. Vorteilhafterweise wird das Riegelelement anschließend auch beschichtet, beispielsweise indem es durch eine Galvanik geführt wird. Insbesondere der letztgenannte Schritt ist jedoch bei sehr dünnen Sollrissstellen kaum möglich.
Damit die Sollrissstelle grundsätzlich etwas stabiler ausgearbeitet sein kann und der Herstellungsprozess des Riegelelementes erleichtert wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Riegelelement auch eine Betätigungsfläche für den Aktor vorsieht. Da der Aktor somit unmittelbar auf das Riegelelement einwirkt, kann die Sollrissstelle etwas stabiler ausgearbeitet werden, als wenn der Aktor nicht unmittelbar auf das Riegelelement einwirken würde (da bei einer lediglich mittelbaren Kraftübertragung grundsätzlich und naturgemäß weniger Kraft auf das Riegelelement übertragen wird als bei einer unmittelbaren Kontaktierung).
Sollrissstelle und Betätigungsfläche sind somit an demselben Riegelelement vorgesehen. Das Riegelelement ist hierbei (vor dem Reissen) somit insbesondere einstückig ausgebildet. Es ist allerdings auch vorstellbar, dass beispielsweise die Betätigungsfläche nicht einstückigstoffschlüssig (materialeinheitlich) mit dem Rest des Riegelelementes ausgebildet ist, sondern beispielsweise als Kappenaufsatz auf den Rest des Riegelelementes aufgesetzt ist. Bevorzugt ist dabei eine einstückigstoffschlüssige Ausführung der Betätigungsfläche mit dem Rest des Riegelelementes, also insbesondere auch mit der Sollrissstelle.
Das Vorsehen einer Sollrissstelle bei einem derartigen Riegelelement ermöglicht eine noch sicherere Verriegelung des Scharnierklappenteils bzw. der beiden Abschnitte des Scharnierklappenteils. Diese beiden Abschnitte werden bei einer herkömmlichen Verwendung des Fahrzeugs zur herkömmlichen Öffnung der Klappe nämlich stets gemeinsam und in einem verriegelten Zustand bewegt bzw. verschwenkt. Lediglich in einer Unfallsituation soll die Verriegelung bzw. Arretierung der beiden Abschnitte gelöst werden, wozu erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Sollrissstelle kraftbeaufschlagt reisst. Auf diese Weise kann das Klappenoberteil sich von dem Klappenunterteil verschwenkend beabstanden und die Fahrzeughaube kann in der Unfallsituation angehoben werden. Hierfür ist das Riegelelement typischerweise derart an einem der beiden Abschnitte, (insbesondere dem Klappenoberteil) angeordnet oder befestigt, dass es ein Halteelement, beispielsweise einen Bolzen, des anderen Abschnittes (insbesondere des Klappenunterteils), bezüglich der Scharnierebene unverlierbar sichern kann. Bezüglich der Scharnierebene kann das Riegelelement gemeinsam mit dem Abschnitt, an dem es angeordnet ist, das an dem anderen Abschnitt angeordnete Halteelement somit unverlierbar umschließen. Als Scharnierebene ist hiermit die wesentliche Erstreckungsebene des Scharniers zu verstehen, welche im Wesentlichen von der Ebene aufgespannt wird, entlang welcher die beiden (nicht mehr verriegelten) Abschnitte schließlich verschwenken können.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Halteelement zwischen dem Riegelelement sowie einer Sperrfläche des Klappenabschnittes, an welchem das Riegelelement befestigt ist, keilartig einklemmbar ist, um die beiden Abschnitte im verriegelten Zustand klapperfrei aneinander festzulegen. Hierzu kann das Riegelelement auch eine Abstützfläche für das Halteelement vorsehen, welche im Wesentlichen zwischen der Sollrissstelle und der Betätigungsfläche angeordnet sein kann. Um eine derartige Keilwirkung zu erreichen, ist es insbesondere vorteilhaft, die Montage des Riegelelementes an einem der Abschnitte (insbesondere an dem Klappenoberteil) derart vorzusehen, dass die Anbindungs- oder Montagestellen mit Spiel, beispielsweise durch Langlöcher, ausgebildet sind.
Da das Riegelelement vorteilhafterweise zwei Anbindungsstellen an dem ihm zugeordneten Klappenabschnitt vorsieht, ist es nicht (wie beim Stand der Technik) nahezu frei verschwenkbar und kann daher das Halteelement noch sicherer hintergreifen. Außerdem kann es federlos angeordnet sein, im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten hakenförmigen Element.
Vorzugsweise an dem der Sollrissstelle gegenüberliegenden Ende des Riegelelementes kann die Betätigungsfläche zur Kooperation mit dem Aktorelement vorgesehen sein. Bei Betätigung der Betätigungsfläche durch das Aktorelement kann das Riegelelement die aufgebrachte Kraft auf die Sollrissstelle übertragen. Hierzu kann es sich beispielsweise über seine Stützfläche an dem Halteelement abstützen und (aufgrund dieser hebelartigen Anordnung) auch eine Übersetzung aufweisen, welche die von dem Aktor aufgebrachte Kraft noch verstärkt. Der zwischen der Stützfläche und der Betätigungsfläche gedachte Hebel kann dabei als Angriffshebel verstanden werden. Der diesem Hebel zugeordnete Abschnitt des Riegelelementes kann (insbesondere bezüglich der Abstützfläche) leicht nachgeben oder verschwenken, während die Abrissenergie an der Sollrissstelle aufgebaut wird.
Das Riegelelement kann hierbei einen Bestandteil einer Arretiereinrichtung ausbilden, zu welcher noch andere Elemente, wie beispielsweise das an dem anderen Abschnitt angeordnete Halteelement oder auch die Befestigung des Riegelelementes gezählt werden können.
Entscheidend ist jedoch, dass diese Arretiereinrichtung in einer Unfallsituation, also beispielsweise in dem Fall, dass ein Fußgänger von Sensoren (welche typischerweise im Frontbereich des Autos angeordnet sind) detektiert wird, deaktiviert wird, so dass die Klappenabschnitte relativ zueinander verschwenken können. Insbesondere können sich die Scharnierklappenteile dabei scherenartig öffnen. Hierzu sind sie typischerweise über eine gemeinsame Schwenkachse aneinander festgelegt. Diese Schwenkachse ist dabei separat ausgebildet von der Schwenkachse des Gesamtscharniers, um welche herum die beiden Abschnitte des Scharnierklappenteils in verriegeltem Zustand, bei einer herkömmlichen Haubenöffnung, gemeinsam verschwenken.
Die freigegebene Verschwenkung der beiden Scharnierklappenteile bzw. der Abschnitte in einer Unfallsituation ermöglicht eine Aufstellbewegung der Fronthaube entgegen der üblichen Öffnungsrichtung der Fronthaube, insbesondere da das Klappenoberteil unmittelbar an der Fronthaube festgelegt ist, während das Klappenunterteil gegenüber dem Klappenoberteil und der Haube verschwenken kann.
Das gesamte Scharnierklappenteil ist gelenkig, typischerweise über ein Viergelenk, an einer Scharnierbefestigung, insbesondere einer Befestigungskonsole, angeordnet. Je nach Fahrzeugtyp kann aber auf die Befestigungskonsole auch verzichtet werden und die Scharnierbefestigung kann lediglich als schraubenartige Befestigung oder Ähnliches ausgebildet sein und direkt mit der Karosserie verbunden sein. Bei einem Viergelenk sind hierfür zwischen der oder den Befestigungen und dem Scharnierklappenteil typischerweise zwei Lenker vorgesehen. Bei einem Zweigelenk-Scharnier kann aber auch beispielsweise lediglich ein Lenker vorhanden sein.
Als Fahrzeughaube im Sinne der vorliegenden Erfindung kann insbesondere eine Fahrzeugfronthaube, aber beispielsweise auch eine rückwärtige Haube eines Fahrzeuges, verstanden werden, welche in einer Unfallsituation anzuheben ist. Das Anheben der Fahrzeughaube in einer Unfallsituation erfolgt hierbei üblicherweise um einige Zentimeter, beispielsweise um einen Aufstellweg von acht Zentimetern, um bei dem Aufschlag eines Fußgängers auf die Fahrzeughaube einen Dämpfungseffekt zu ermöglichen und zu erreichen, dass die Fahrzeughaube in der Unfallsituation trotz direkt unter ihr angeordneter Fahrzeugteile, wie beispielsweise dem Motor, über einen ausreichenden Ausweichweg nachgeben kann.
Die Fahrzeughaube wird hierzu insbesondere im Bereich des Scharniers, von welchem ein herkömmliches Fahrzeug üblicherweise deren zwei in paralleler Anrodnung an unterschiedlichne Haubenseiten vorsieht, angehoben.
Vorteilhafterweise ist der Fahrzeughaube ebenfalls ein Haubenschloss zugeordnet, welches in der Unfallsituation verschlossen bleibt, derart, dass die Anhebung der Fahrzeughaube eine Schwenkbewegung um eine dem Fahrzeugschloss zugeordnete Schwenkachse entspricht. Alternativ ist jedoch auch der Einsatz des erfindungsgemäßen Fahrzeugscharniers bei einer Fahrzeughaube möglich, welche in einer Unfallsituation sowohl im Scharnierbereich als auch im Schlossbereich angehoben wird.
Zur Aufstellung der Fahrzeughaube ist dem Fahrzeugscharnier ein Aktor oder Aktorelement zugeordnet, welches für die Aufstellung der Fahrzeughaube sorgen kann. Das Aktorelement kann beispielsweise pyrotechnisch ausgebildet sein und nach einer Detektierung durch die oben beschriebenen Sensoren automatisch ausgelöst werden. Das Aktorelement kann hierbei, beispielsweise mit Hilfe eines ausfahrbaren Bolzen- oder Zylinderelements, eine Entriegelung der Scharnierklappenteile vornehmen, indem es auf die Arretiereinrichtung einwirkt und für ein Reissen der Sollrissstelle sorgt. Das Aktorelement ist hierbei aber grundsätzlich nicht auf ein pyrotechnisches Aktorelement begrenzt. Es kann vielmehr jede geeignete Art von Aktorelement vorgesehen werden, beispielsweise ein Federelement oder Ähnliches.
Vorteilhafterweise sorgt der Aktor gleichermaßen für die Entriegelung der beiden Abschnitte des Scharnierklappenteils sowie auch für die Aufstellung des gesamten Fahrzeugscharniers bzw. der Haube. In diesem Sinne kann das Aktorelement nach seiner Auslösung beispielsweise nacheinander zwei gesonderte Treibflächen kontaktieren, wobei es sich bei der zunächst kontaktierten Treibfläche beispielsweise um die Betätigungsfläche des Riegelelementes handeln kann. Das Aktorelement kann hierzu (beispielsweise infolge einer sensorgesteuerten, oben beschriebenen Detektion) automatisch ausgelöst werden und ein Kolben- oder Zylinderelement entlang einer Ausfahrrichtung explosionsartig verfahren. Es kann hierdurch sowohl für eine Entriegelung der Arretiereinrichtung als auch für eine Aufstellung der Fronthaube sorgen. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es grundsätzlich aber auch möglich, dass zwei separate Aktorelemente vorgesehen sind, eines zur Betätigung des Riegelelementes bzw. der Arretiereinrichtung und eines zur (anschließenden) Aufstellung der Haube.
Vorteilhafterweise sind die beiden Abschnitte des Scharnierklappenteils in ihrer Verriegelungsstellung als bezüglich ihrer Längsausrichtung parallel angeordnete Hebel ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders stabile Ausführung des Scharniers. Während Scharniere des Standes der Technik von zwei bezüglich ihrer Längserstreckung hintereinander angeordneten, sich im Wesentlichen lediglich im Bereich Ihres Gelenkes überlappenden Abschnitte ausgebildet sein können, überlappen sich die beiden Hebel bzw. Abschnitte des Scharnierklappenteils gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise großflächig, was insbesondere einem Überlappungsbereich von mindestens 50 Prozent, weiter vorteilhafterweise mindestens 25 Prozent der Fläche des lenkerseitigen Abschnittes bzw. des Hebels des Scharnierklappenteils entspricht.
Die Verschwenkbewegung der beiden Abschnitte untereinander kann hierbei insbesondere begrenzt sein, beispielsweise durch eine Anschlageinrichtung. Hierfür kann beispielsweise an einem der Abschnitte ein Langloch vorgesehen sein und an dem anderen Abschnitt ein in das Langloch eingreifender Sperrbolzen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist den zwei verschwenkbaren Abschnitten des Scharnierklappenteils, also dem Klappenoberteil und dem Klappenunterteil, ein Aufhaltemechanismus zugeordnet, welcher ein vollständiges Zurückverschwenken oder Zuklappen der zwei Abschnitte relativ zueinander verhindert, dies in der Unfallsituation.
Dieser Aspekt ist an sich bereits selbstständig erfindungsbegründend bei einem gattungsgemäßen Scharnier. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Klappenoberteil und das Klappenunterteil, welche in einer Unfallsituation im Wesentlichen scherenartig auseinander verschwenkt werden, wieder vollständig in ihre Ausgangsposition zurückgelangen können, also die Schere sich schließen kann.
Hierdurch wird insbesondere nach Erreichen der maximal erreichbaren Aufstellhöhe der Fahrzeughaube ein sogenannter Rebound, also ein elastisches Zurückschwingen der Haube, begrenzt und eingeschränkt. Zudem kann ein derartiger Aufhaltemechanismus auch verhindern, dass bei einem Fußgängerauftreffen auf die Fronthaube die Haube unbegrenzt nachgibt.
Vorteilhafterweise weist der Aufhaltemechanismus eine an einem der Abschnitte fest angeordnete Rastfläche auf. Diese Rastfläche kann, sobald die Fahrzeughaube eine gewisse Aufstellhöhe erreicht hat, einrasten und somit das Klappenoberteil und das Klappenunterteil daran hindern, den in diesem Moment eingenommenen Spreizwinkel oder Abstand wieder zu unterschreiten. Insbesondere kann die Rastfläche vor der finalen Aktivierung des Aufhaltemechanismus, also vor einem Einrasten der Rastfläche, auslenkbar ausgestaltet sein. Die Rastfläche kann hierzu beispielsweise den Abschnitt, an welchem sie nicht angeordnet ist, bei einem Aufklappen der beiden Abschnitte relativ zueinander, ausgelenkt überstreichen und bei Erreichen eines gewissen Spreizwinkels dann über oder unter besagtem Abschnitt einrasten und entgegen der Auslenkrichtung einschnappen. Beispielsweise kann die Rastfläche hierfür an einem Steg oder Arm, welcher von dem Abschnitt selber ausgebildet wird, bereitgestellt werden. Der Arm kann dann samt Rastfläche ausgelenkt werden. Insbesondere kann die Rastfläche vorteilhafterweise an dem Scharnieroberteil angeordnet sein, kann in einer Unfallsituation dann zunächst das Klappenunterteil ausgelenkt (beispielsweise aufgrund einer Auflauffläche an dem Klappenunterteil) überlaufen und bei Erreichen einer gewissen Fahrzeughaubenhöhe (und nach Abschluss des Überstreichens des Klappenunterteils) einschnappen.
Grundsätzlich ist aber auch jeder andersartige Rast- oder Schnappmechanismus einsetzbar, welcher das Zurückverschwenken der beiden Abschnitte relativ zueinander begrenzt.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Rastfläche an einem abkragenden Bereich eines Abschnittes des Scharnierklappenteils angeordnet ist. Der abkragende Bereich kann insofern den anderen Abschnitt hintergreifen, jedenfalls in verriegeltem Zustand des Scharnierklappenteils. Soll das Scharnierklappenteil dann geöffnet werden, kann es beispielsweise auf eine Auflauffläche des anderen Abschnittes auflaufen.
Die Rastfläche kann somit im Wesentlichen einstückig-stoffschlüssig mit dem Abschnitt, insbesondere mit dem Klappenoberteil, ausgebildet sein und beispielsweise an einem Steg oder an einem sonstigen Fortsatz angeordnet sein.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Betätigungsfläche als erste Treibfläche ausgebildet sein, wobei dieser eine zweite Treibfläche an einem der Abschnitte des Scharnierklappenteils zugeordnet ist. Treibfläche bedeutet in diesem Sinne, dass die Fläche von dem aktivierten Aktor antreibbar, insbesondere beaufschlagbar, ist. Die beiden Treibflächen können hierzu insbesondere in Linie zu dem Aktorelement, also bezüglich der Ausfahrrichtung des Aktors hintereinander angeordnet sein, derart, dass der Aktor zunächst eine erste Treibfläche und anschließend (auch) die zweite Treibfläche trifft und antreibt.
Insbesondere können sich die Treibflächen hierzu koaxial (vorzugsweise axial versetzt) umgeben. So kann beispielsweise die zweite Treibfläche die erste Treibfläche gabelförmig umgreifen. Die erste Treibfläche kann hierbei beispielsweise in der Ausgangslage (bei nicht aktiviertem Aktor) durch die gabelförmig ausgebildete zweite Treibfläche durchgreifen und somit dem Aktor axial näher zugeordnet sein als die zweite Treibfläche. Sofern der Aktor die erste Treibfläche einen gewissen Weg angetrieben hat, kann er auf die zweite Treibfläche treffen.
Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass die erste Treibfläche bei Beaufschlagung zu einer Entriegelung der Arretiereinrichtung führt und die zweite Treibfläche bei Beaufschlagung (auch) für eine Aufstellung der Fahrzeughaube, insbesondere für ein Auseinanderschwenken der Scharnierklappenteil-Abschnitte, sorgt.
Insbesondere die erste Treibfläche kann jedoch noch während der Ausfahrbewegung des Aktors aus der Bewegungsbahn des Aktors herausgelangen, so dass der Aktor anschließend nur noch die zweite Treibfläche beaufschlagt. Auch die zweite Treibfläche kann sich insbesondere nach vollständiger Ausfahrbewegung des Aktors von dem Aktor (weiter in Ausfahrrichtung) beabstanden. Vorteilhafterweise ist die zweite Treibfläche an demjenigen Abschnitt vorgesehen, an welchem das Riegelelement samt Betätigungsfläche (und somit erster Treibfläche) nicht angeordnet ist. Ist das Riegelelement somit an dem Klappenoberteil angeordnet, ist die zweite Treibfläche typischerweise am Klappenunterteil angeordnet, und wird beispielsweise von einem abkragenden Bereich des Klappenunterteils bereitgestellt.
Gemäß der bevorzugtesten und der in den Figuren dargestellten Ausführungsform weist das Riegelelement mindestens zwei Befestigungspunkte an dem Abschnitt des Scharnierklappenteils auf, an welchem es befestigt ist. In diesem Sinne ist das Riegelelement an zwei Stellen an dem Scharnierklappenteil, typischerweise am Klappenoberteil, befestigt. Die Befestigung kann starr erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt die Befestigung aber mit Spiel, was beispielsweise durch Langlochbefestigungen oder Ähnliches erreicht werden kann. Die zwei Befestigungspunkte ermöglichen dabei das umschließende Hintergreifen eines Halteelementes des anderen Scharnierklappenteils. Das Halteelement kann somit unverlierbar zwischen dem Riegelelement und beispielsweise einer starr an dem Scharnierklappenteil (an welchem auch das Riegelelement angeordnet ist) befestigten Fläche unverlierbar gehalten sein. Das Halteelement wird somit vollständig umgriffen, egal wie sehr das Riegelelement verlagert wird. Mit anderen Worten kann das Halteelement durch eine Verlagerungsbewegung des Riegelelementes nicht frei gesetzt werden, lediglich durch ein Reißen der Sollrissstelle.
Um eine derartige Ausführungsform zu erlangen, ist es vorteilhaft vorgesehen, dass dem Riegelelement zu dessen Befestigung an einem Abschnitt des Scharnierklappenteils mindestens ein Langloch zugeordnet ist. Das Langloch ist dabei insbesondere einem der zwei Befestigungspunkte zugeordnet. Vorteilhafterweise sind den beiden Befestigungspunkten je ein Langloch zugeordnet.
Das Langloch bzw. die Langlöcher sind dabei typischerweise in dem Riegelelement selber vorgesehen. Alternativ können die Langlöcher aber selbstverständlich auch in dem Scharnierklappenteil, an welchem das Riegelelement angeordnet ist, vorgesehen werden, wobei dann an dem Riegelelement entsprechende Fortsätze vorgesehen wären, welche in die Langlöcher eingreifen würden.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, in welchem das Riegelelement ein oder zwei Langlöcher aufweist, können diese Langlöcher zur Montage des Riegelelementes von Schrauben, Bolzen oder Ähnlichem durchgriffen werden, welche an dem Scharnierklappenteil fest angeordnet sind oder werden, an welchem das Riegelelement anzuordnen ist. Durch das Langloch erhält das Riegelelement etwas Spiel bei der Befestigung an dem Scharnierklappenteil. Vorzugsweise sind die Befestigungsschrauben, Fortsätze, Bolzen oder Ähnliches, welche in die Langlöcher eingreifen, mit Pilzköpfen versehen, um das Riegelelement unverlierbar an dem Scharnierklappenteil festzulegen.
Gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass das an einem ersten Abschnitt des Scharnierklappenteils befestigte Riegelelement eine Abstützfläche aufweist, mit welcher sich das Riegelelement bei Beaufschlagung durch den Aktor an einem Halteelement des anderen Abschnittes, zum Reissen der Sollrissstelle, abstützen kann. Dies erlaubt eine besonders gute Kraftübertragung vom Aktor auf die Sollrissstelle. Insbesondere kann die Sollrissstelle verhältnismäßig stark ausgebildet werden und reisst nicht schon beim Transport oder Ähnlichem. Die Absützfläche kann dabei an dem beispielsweise bolzenartigen Halteelement anliegen und im Wesentlichen strichartig ausgebildet sein. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Abstützfläche aber auch lediglich punktartig oder flächenartig ausgebildet sein. Durch das Abstützen wird ein gewisser Hebelmechanismus bereitgestellt, welcher das Reissen der Sollrissstelle bei Beaufschlagung durch den Aktor unterstützt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei dem Hebelsystem eine Übersetzung vorgesehen. In diesem Sinne ist der Abstand zwischen Abstützfläche und Sollrissstelle geringer als der Abstand zwischen Abstützfläche und Betätigungsfläche. Dies ermöglicht nach den Hebelgesetzen eine besonders gute Übersetzung derart, dass die von dem Aktor angreifende Kraft über die Hebel vergrößert wird. Die Abstützfläche ist dabei typischerweise zwischen Sollrissstelle und Betätigungsfläche angeordnet, was im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht bedeutet, dass sie auf der direkten Verbindungslinie zwischen Sollrissstelle und Betätigungsfläche liegen muss, sondern in einer Projektion auf diese Verbindungslinie, zwischen Betätigungsfläche und Sollrissstelle liegen soll.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zusätzlich durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 10. Dieses Verfahren weist hierbei insbesondere die folgenden Verfahrensschritte auf:

•Aktivieren eines mit einem Fahrzeugscharnier kooperierenden Aktors in der Unfallsituation,
• Kontaktieren einer Betätigungsfläche eines Riegelelementes einer Arretiereinrichtung, welche zwei in der Unfallsituation relativ zueinander verschwenkbare Abschnitte eines Scharnierklappenteils des Fahrzeugscharniers vor der Unfallsituation verriegelt,
• Reißen einer Sollrissstelle des Riegelelements zum Entriegeln der zwei Abschnitte,
• Verschwenken der beiden Abschnitte relativ zueiander zum Aufstellen der Fahrzeughaube.

Diesbezüglich sei angemerkt, dass sämtliche in Verbindung mit den Vorrichtungsansprüchen 1 bis 9 beschriebenen Vorteile und Merkmale selbstverständlich auch analog, soweit übertragbar, für das Verfahren des Patentanspruches 10 gelten sollen und umgekehrt. Dementsprechend sollen im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung selbstverständlich auch Verfahrensmerkmale offenbart sein, nach welchen beispielsweise ein Aufhaltemechanismus ausgeführt wird, indem beispielsweise eine Rastfläche ausgelenkt wird und dann einschnappt, bei welcher zunächst eine erste Treibfläche, nämlich die Betätigungsfläche, von dem aktivierten Aktor betätigt wird und danach (oder gleichzeitig) eine zweite Treibfläche eines der Abschnitte betätigt wird, bei welcher das Riegelelement am Klappenoberteil ausgebildet, bei welcher das Riegelelement, (wie oben beschrieben oder wie in Bezug zu der Figur noch beschrieben werden wird) montiert wird, und bei welcher sich das Riegelelement über eine Abstützfläche an einem Halteelement des anderen Abschnittes zum Reissen der Sollrissstelle abstützt.
Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit werden nicht noch einmal sämtliche Vorteile und Merkmale im Zusammenhang mit dem Verfahrensanspruch wiederholt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie anhand der nachfolgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele. Darin zeigen:
1 in einer schematischen, teilgeschnittenen Seitenansicht den Frontbereich eines PKW bei einer in vollständiger Schließposition befindlichen Fronthaube mit einem lediglich schematisch und teilweise dargestellten, im vorderen Fronthaubenbereich angeordneten Schloss und einem ebenfalls lediglich schematisch dargestellten zusammengeklappten Scharnier,
2 eine Ansicht gemäß 1 bei in einer Öffnungs- oder Servicestellung befindlichen Fronthaube mit einem in Öffnungsstellung befindlichen Scharnier bei verriegeltem Scharnierklappenteil,
3 in einer Darstellung gemäß 1 die Fronthaube in einer angehobenen Stellung bei geschlossenem Fronthaubenschloss und in einer angehobenen Stellung befindlichem Scharnier mit entriegeltem Scharnierklappenteil,
4 eine sehr schematische, bezüglich den 1 bis 3 vergrößerte Ansicht eines erfindungsgemäßen Scharniers in einer Position, welche der geschlossenen Position der nicht dargestellten Fronthaube entspricht, etwa gemäß 1 mit einem dem Scharnier zugeordneten, nicht aktivierten Aktorelement,
5 das Scharnier gemäß 4 bei aktiviertem, teilausgefahrenem Aktorelement und bereits gerissener Sollrissstelle des Riegelelementes,
6 das Scharnier gemäß 5 bei weiter ausgefahrenem Aktorelement und von dem Aktorelement beabstandeter Kontaktfläche des Riegelelementes,
7 das Scharnier gemäß 6 bei weiter ausgefahrenem Aktorelement und bei weiter aufgestellter Fronthaube,
8 das Scharnier gemäß 7 bei weiter ausgefahrenem Aktor und bei weiter aufgestellter Fronthaube,
9 das Scharnier gemäß 8 bei weiter ausgefahrenem Aktor und bei weiter aufgestellter Fronthaube,
10 das Scharnier gemäß 9 bei in Endlage befindlichem Aktor,
11 das Scharnier gemäß 10 bei von dem ausgefahrenen Aktor beabstandetem Scharnierklappenteil bei maxiamaler Aufstellhöhe,
12 das Scharnier gemäß 11 bei einer Rückschwenkbewegung bei offen gehaltener Schere zwischen den beiden Abschnitten des Scharnierklappenteils,
13 eine vergrößerte, sehr schematische Darstellung des Bereichs des Scharniers gemäß den 4 bis 12, in welchem das Riegelelement angeordnet ist, unter Fortlassung der pilzartigen Köpfe der Riegelelementbefestigungen, in einer Position etwa gemäß 4,
14 der Bereich gemäß 13, etwa entsprechend einer Position, welche dem Ablauf nach zwischen den 4 und 5 einzuordnen wäre,
15 der Bereich gemäß 14 bei weiter ausgefahrenem Aktorelement,
16 der Bereich gemäß 15 bei noch weiter ausgefahrenem Aktorelement,
17 der Bereich gemäß 16 etwa entsprechend einer Position gemäß 5 und
18 eine sehr schematische, kurvenartige Darstellung eines ausgewählten Punktes der Fronthaube oder des Klappenoberteils in einer Darstellung der erreichten Aufstellungshöhe gegenüber der Zeit.
In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche oder vergleichbare Teile mit identischen Bezugszeichen versehen, teilweise unter Hinzufügung von kleinen Buchstaben oder Apostrophs. In den der Figurenbeschreibung nachfolgenden Ansprüchen sind diese kleinen Buchstaben und Apostrophs der Übersichtlichkeit halber teilweise für gleiche oder vergleichbare Bezugsziffern fortgelassen worden.
Das in den Figuren in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Scharnier soll zunächst anhand der 1 bis 3 allgemein bezüglich seines Einsatzes in einer Vorrichtung 11 zum Aufstellen einer Fahrzeugfronthaube 12 beschrieben werden.
So zeigt 1 das im bezüglich der Fahrtrichtung X des dargestellten Fahrzeuges hinteren Bereich der Fronthaube 12 angeordnete Scharnier 10 in einer zusammengeklappten Stellung bei vollständig geschlossener Fronthaube 12. Der Fronthaube 12 sind bei einer derartigen Anordnung üblicherweise zwei Scharniere im hinteren Bereich jeweils seitlich der Frontscheibe 13 des Fahrzeuges zugeordnet.
Das dargestellte Scharnier 10 ist mit seiner Befestigungskonsole 14 an der Karosserie 15 des Fahrzeuges festgelegt, während das Scharnierklappenteil 16 an der Fronthaube 12 angebracht ist.
Im bezüglich der Fahrtrichtung X vordersten Bereich der Fronthaube 12 weist diese einen frontseitigen Befestigungshaken 17 auf, welcher Bestandteil eines in den 1 bis 3 nicht näher dargestellten Fronthaubenschlosses ist und von einer ebenfalls nicht dargestellten, karosserieseitig festgelegten Drehfalle in der in 1 dargestellten, vollständigen Schließposition der Fronthaube 12 gehalten wird.
Sofern ein Fahrzeugnutzer, beispielsweise zum Zwecke einer Ölstandsüberprüfung, Zugriff auf den unterhalb der Fronthaube 12 angeordneten Motorbereich erlagen möchte, kann die Fronthaube 12 in ihre in 2 dargestellte Serviceposition überführt werden. Hierzu gibt die Drehfalle des weiter nicht dargestellten Fronthaubenschlosses den Schliessbügel 17 der Fronthaube 12 frei und die Fronthaube 12 kann über das Scharnier 10 in die in 2 dargestellte Service- oder Öffnungsstellung verschwenken.
Bei dieser Öffnungsbewegung der Fronthaube 12 werden die Scharnierbefestigung 14 und das Scharnierklappenteil 16 des Scharniers 10 verschwenkend voneinander beabstandet. Hierzu weist das Scharnier 10 zwei Lenker 18, 19 auf, welche jeweils mit ihrem einen Ende an der Scharnierbefestigung 14 und mit ihrem anderen Ende an dem Scharnierklappenteil 16 gelenkig angebunden sind. Das Scharnierklappenteil 16 befindet sich hierbei in einem verriegelten Zustand.
Im Falle einer Fußgänger-Unfallsituation, in welcher im bezüglich der Fahrtrichtung X vordersten Bereich des Fahrzeuges angeordnete, in den 1 bis 3 nicht dargestellte Sensorelemente die Kollision des Fahrzeuges mit einem Fußgänger detektieren, kann die Fronthaube 12 automatisch aus ihrer in 1 dargestellten Schließposition in eine in 3 dargestellte angehobene Position überführt werden. Hierzu kann ein in den 1 bis 3 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestelltes, der Scharnierbefestigung 14 zugeordnetes Aktorelement auf das Scharnierklappenteil 16 einwirken, dieses entriegeln und dabei zusätzlich von der Scharnierbefestigung 14 beabstanden.
Die Lenker 18, 19 erfahren im Zuge dieser Aufstellbewegung zunächst eine Bewegung, welche einer herkömmlichen Öffnungsbewegung der Fronthaube entspricht. Da der Schliessbügel 17 in einer Unfallsituation jedoch noch von der nicht dargestellten Drehfalle gehalten wird, erfolgt eine Aufstellung im Wesentlichen im bezüglich der Fahrtrichtung X hinteren Bereich der Fronthaube 12, wobei die Aufstellbewegung der Fronthaube 12 hierbei im Wesentlichen einer Verschwenkung um eine im Bereich des Fanghakens 17 angeordnete Schwenkachse entspricht.
Um trotz einer herkömmlichen Bewegung der Lenker 18, 19 in Verbindung mit dem gehaltenen Schliessbügel 17 eine Aufstellung der Fronthaube 12 zu ermöglichen, ist das Scharnierklappenteil 16 nach Detektion eines drohenden Aufschlages durch einen Fußgänger entriegelbar, wofür eine in den 1 bis 3 nicht dargestellte Arretiereinrichtung mit Sollrissstelle vorgesehen ist. Nach Entriegelung des Scharnieroberteils 16 durch einen Reissvorgang kann ein an der Fronthaube 12 festgelegtes Klappenoberteil 20 des Scharnierklappenteils 16 relativ zu einem an den Lenkern 18, 19 angelenkten Klappenunterteil 21 verschwenken.
Mit anderen Worten kann der erste Abschnitt oder das Klappenoberteil 20 des Scharnierklappenteils 16 in einer Unfallsituation relativ zu dem zweiten Abschnitt oder Klappenunterteil 21 des Scharnierklappenteils 16 entgegen der Schwenkrichtung verschwenken, in welche der Lenkerabschnitt 21 bei der Aufstellung des Scharniers 10 gegenüber dem Scharnierunterteil 14 verschwenkt.
Um die Aufstellbewegung der Fronthaube 12 in einer Unfallsituation noch reibungsloser zu ermöglichen, wird der Schliessbügel 17 von der in den 1 bis 3 nicht dargestellten Drehfalle des Fronthaubenschlosses mit Spiel festgelegt, derart, dass die Fronthaube 12 bei ihrer Aufstellbewegung aus ihrer Position gemäß der 1 in die Position gemäß der 3 eine Verschwenkung um eine geringfügig in Fahrtrichtung X oder entgegen der Richtung X verlagerbare Schwenkachse durchführt. Auf diese Weise kann ein Verhaken des Scharniers vermieden und größere Bau- und Montagetoleranzen ermöglicht werden.
Unter Verweis auf die 4 bis 17 soll nun im Folgenden genauer auf die Aufstellbewegung des Scharniers 10 in einer Unfallsituation eingegangen werden:
4 zeigt in einer zu den 1 bis 3 spiegelverkehrten, vergrößerten Darstellung zunächst den grundsätzlichen Aufbau des erfindungsgemäßen Scharniers 10 mit karosserieseitig festgelegter Befestigungskonsole 14 sowie verriegeltem Scharnierklappenteil 16.
Das Scharnierklappenteil 16 besteht hierbei aus dem Klappenunterteil 21 sowie dem Klappenoberteil 20, wobei diese insbesondere über eine Schwenkachse 22 verschwenkbar aneinander festgelegt sind.
Bezüglich des Scharnierklappenteils 16 ist an dessen, der Schwenkachse 22 entgegengesetztem, in Fahrtrichtung hinterem Ende 23 eine weitere Schwenkachse 24 vorgesehen, über welche das Scharnierklappenteil 16 über den Lenker 19 gelenkig an der Konsole 14 angeordnet ist.
Der zweite Lenker 18 ist in 4 nur verdeckt dargestellt, ist aber an das Scharnierklappenteil 16 über die Schwenkachse 25 gelenkig angebunden. Dieser in 4 nicht erkennbare Lenker 18 ist an der Karosserie an einer konsolenseitigen Schwenkachse 26 gelenkig angeordnet und der Lenker 19 dort an einer Schwenkachse 27.
Die Schwenkachsen 24, 25, 26 und 27 bilden in diesem Sinne das Viergelenk des vorliegenden Scharniers 10 aus.
Im Bereich der Befestigungskonsole 14 ist zudem ein pyrotechnischer Aktor 28 angeordnet, welcher entweder direkt an der Konsole 14 festgelegt oder zumindest in dessen Nähe angeordnet sein kann. In 4 ist ein Aktorkopf 29 des Aktors 28 noch nicht ausgefahren.
Das bezüglich 4 obere Ende des Aktors 28 ist aber offensichtlich einer Arretiereinrichtung 30 des Scharniers 10 zugeordnet, welche im Wesentlichen ein Riegelelement 31 umfasst. Das Riegelelement 31 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig-stoffschlüssig als Blechteil ausgeführt und ist über zwei Befestigungspunkte an dem Klappenoberteil 20 angebracht. Hierzu wird das Riegelelement 31 in einem ersten Langloch 32 von einem Bolzen 33 des Klappenoberteils 20 durchgriffen. Da der Bolzen 33 im Querschnitt pilzförmig ausgebildet ist, ist in 4 die Aufsicht auf den Pilzkopf zu erkennen.
In einem zweiten Befestigungspunkt durchgreift eine Schraube 34 ein zweites Langloch 35 des Riegelelementes 31 (wobei dieses zweite Langloch in 4 aber nicht erkennbar ist). Die Schraube 34 ist ebenfalls am Abschnitt 20 befestigt.
Während das erste Langloch 32 einem Hauptkörperabschnitt 36 des Riegelelementes 31 zugeordnet ist, sind Schraube 34 und zweites Langloch 35 einem Nebenkörperabschnitt 37 des Riegelelementes 31 zugeordnet. Dieser Nebenkörperabschnitt 37 besteht hauptsächlich aus einem durch das zweite Langloch 35 geprägten schlaufen- oder ringförmigen Körperabschnitt.
Der Hauptkörperabschnitt 36 und der Nebenkörperabschnitt 37 sind durch eine Sollrissstelle 38 voneinander getrennt, aber natürlich vor einem Reissen der Sollrissstelle 38 noch einstückig ausgebildet. Die Sollrissstelle 38 kann hierbei im Wesentlichen durch eine Prägung und/oder Plättung des Riegelelementes 31 in diesem Bereich ausgebildet sein.
Bezüglich der Schraube 34 sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass diese naturgemäß auch einen im Wesentlichen pilzförmigen Aufbau aufweist, wobei in 34 somit der pilzförmige Schraubenkopf in Aufsicht dargestellt ist.
Der Hauptkörperabschnitt 36 des Riegelelementes 31 weist eine hintere, dem Aktor 28 zugeordnete Nase 39 auf, welche die Betätigungsfläche 40 für den Aktor 28 bzw. den in den Figuren nicht dargestellten Aktorkopf 29 bereitstellt.
An seinem der Nase 39 abgewandten, der Sollrissstelle 38 benachbarten Ende weist der Hauptkörperabschnitt 36 des Riegelelementes 31 desweiteren einen Stützarm 41 auf, welcher an seiner bezüglich 4 oberen Seite eine Stützfläche 42 zur Kooperation mit einem bolzenförmigen Halteelement 43 aufweist. Dieses Halteelement 43 ist dabei (nicht wie bei Bolzen 33 und 34 am Klappenoberteil 20, sondern) am Klappenunterteil 21 fest angeordnet. Das Haltelement 43 durchsteckt dabei ein in dem Klappenoberteil 20 vorgesehenes Einführmaul 44 (welches in 4 aber nur angedeutet ist, in Bezug auf die 13 bis 17 später aber noch ausführlich erläutert wird).
Neben dem Einführmaul 44 weist das Scharnieroberteil 20 einen Haltesteg 45 auf, an dessen bezüglich 4 unterem Ende eine bezüglich 4 in die Figurebene hinein abkragende Rastfläche 46 angeordnet ist.
Schließlich ist in 4 noch ein sich bezüglich 4 in die Figurenebene verdeckt hinein erstreckender Anschlagbolzen 47 angedeutet, welcher an dem Klappenoberteil 20 fest angeordnet ist und in ein in 4 noch nicht erkennbares Anschlaglangloch 48 des Klappenunterteils 21 eingreift, um auf später noch beschriebene Weise ein Auseinanderklappen der beiden Klappenabschnitte 20 und 21 zu begrenzen.
Schließlich sei bezüglich 4 angemerkt, dass die Nase 39 des Riegelelementes 31 in der dargestellten Stellung einen gabelförmigen, von dem Klappenunterteil 21 abkragenden Treibarm 49 durchsteckt, dessen Unterseite eine zweite Treibfläche 50 bereitstellt, wobei die Betätigungsfläche 40 des Riegelelementes auch als erste Treibfläche bezeichenbar ist.
4 stellt eine verriegelte Position der Arretiereinrichtung 30 bei geschlossener, nicht dargestellter Fahrzeughaube dar, wie sie im Wesentlichen 1 entspricht. Im normalen Betrieb könnte die nicht dargestellte Fahrzeughaube bezüglich 4 also samt verriegeltem Scharnierklappenteil 16 entgegen dem Uhrzeigersinn in eine Servicestellung verschwenken.
In einer Unfallsituation kann das Aktorelement 28 ausweislich 5 aktiviert werden, beispielsweise aufgrund eines Signals von nicht dargestellten Sensoren im Frontbereich des Fahrzeugs. In diesem Falle fährt, wie dargestellt, der Aktorkopf 29 aus dem Rest des Aktors 28 aus und trifft auf die in 5 verdeckt dargestellte Betätigungsfläche 40 des Riegelelementes 31. Diese Betätigung führt zu einem Reissen der Sollrissstelle 38, wie in 5 dargestellt.
Um das Reissen der Sollrissstelle 38 und die damit verbundene Bewegung des Riegelelementes 31 zu verdeutlichen, soll an dieser Stelle exkursionsartig auf die Figurenabfolge der 13 bis 17 verwiesen werden:
Diese Figuren stellen dabei einen vergrößerten, schematischen Bereich des Scharniers 10 im Bereich des Riegelelementes 31 dar.
13 entspricht dabei insbesondere einer Stellung des Scharniers 10 und des Riegelelementes 31 gemäß 4.
Bezüglich der 13 bis 17 sei aber vorher angemerkt, dass insbesondere die Pilzköpfe des Bolzens 33 und der Schraube 34 aus Gründen der Übersichtlichkeit in den 13 bis 17 fortgelassen wurden. Zudem ist in den 13 bis 17 lediglich der Aktorkopf 29 des Aktors 28 dargestellt. Insofern kann die Figurenabfolge auch als teiltransparent bezeichnet werden.
In der vergrößerten Darstellung gemäß 13 wird insbesondere deutlich, dass das bolzenförmige Halteelement 43 tatsächlich in einem Einführmaul 44 des Scharnieroberteils 20 einliegt bzw. dieses durchsteckt.
Die Sollrissstelle 38 ist in 13 naturgemäß noch nicht gerissen, weil der Aktorkopf 29 noch nicht bewegt ist, da der Aktor 28 noch nicht aktiviert wurde.
14 bis 16 stellen Zwischenstellungen in chronologischer Abfolge als Übergang zwischen den 4 und 5 bzw. den 13 und 17 dar.
14 lässt sich hierbei entnehmen, dass das Aktorelement 28 offensichtlich aktiviert wurde und der Aktorkopf 29 in Pfeil- oder Ausfahrrichtung A so weit ausgefahren ist, dass er die Betätigungsfläche 40 der Nase 39 des Riegelelementes 31 gerade kontaktiert hat. Aufgrund dieser geringfügigen Kontaktierung ist zudem zu erkennen, dass sich der Hauptkörperabschnitt 36 aufgrund der Abstützung der Stützfläche 42 an dem bolzenartigen Halteelement 43 geringfügig verformt hat, was auch bereits zu einem gewissen Anreissen der Sollrissstelle 38 geführt hat. Bei dieser Verformung hat sich der Hauptkörperabschnitt 36 geringfügig in Aufstellrichtung A verformt und insofern hat sich eine obere Innenkante 52 des Langloches 32 bereits leicht von dem Bolzen 33 beabstandet.
Bereits 14 verdeutlicht hierbei die Übersetzung des vorliegenden Hebelmechanismus: So ist in 14 ein erster virtueller Hebel eingezeichnet, welcher mit H₁ bezeichnet ist (zwischen Sollrissstelle 38 und Stützfläche 42). Desweiteren ist ein zweiter virtueller Hebel H₂ zwischen Stützfläche 42 und Betätigungsfläche 40 eingezeichnet. Der 14 lässt sich hierbei entnehmen, dass der virtuelle Hebel H₁ kürzer ist als der Hebel H₂. Dies sorgt für eine gewisse Übersetzung der Aktorkraft, wobei die Kraft über den langen Hebel H₂ eingespeist wird und die Reisskraft über den kurzen Hebel H₁ auf die Sollrissstelle 38 übertragen wird.
15 zeigt dann eine Stellung, bei welcher die Sollrissstelle 38 gerade vollständig gerissen ist. Der Aktorkopf 29 hat sich etwas weiter in Ausfallrichtung A verlagert, ebenso wie die Nase 39 und die Kante 52 hat sich noch etwas weiter von dem Bolzen 33 entfernt.
Gleiches gilt im Wesentlichen für die 16.
Gemäß 17, welche im Wesentlichen der 5 entspricht, ist der Aktorkopf 29 nunmehr derart weit ausgefahren, dass die Haltefläche 42 von dem Treibarm 49 des Klappenunterteils 21 verdeckt wird und der Aktor 28 bzw. der Aktorkopf 29 nunmehr gegen die zweite Treibfläche 50 stößt, womit das Scharnierklappenteil 16 (weiter) anhebt. Das Scharnierklappenteil 16 kann nunmehr erst mit dem Anhebevorgang beginnen oder alternativ kann es bereits etwas angehoben worden sein (insbesondere aufgrund der Kraftübertragung über das Riegelelement 31 sowie das Halteelement 43).
17 zeigt desweiteren, dass der Bolzen 33 nunmehr an eine untere Kante 53 des Langloches 32 gerät, wobei diese Abstützung der Unterkante 53 am Bolzen 33 nunmehr eine Verschwenkbewegung des Hauptkörperabschnittes 36 des Riegelelementes 31 bezüglich 17 entgegen dem Uhrzeigersinn beginnen kann, wodurch sich die Stützfläche 42 des Stützarmes 41 nunmehr von dem Halteelement 43 beanstanden oder entfernen kann.
Dies ist in 5 offensichtlich bereits angedeutet.
Deutlich wird diese Verschwenkbewegung des Hauptkörperabschnittes 36 des Riegelelementes 31 um den Bolzen 33 entgegen dem Uhrzeigersinn herum jedoch besonders bei Betrachtung der 6, bei welcher sich insbesondere die Betätigungsfläche 40 deutlich von dem Aktorkopf 29 beabstandet hat. Der Aktorkopf 29 liegt vielmehr an der zweiten Treibfläche 50 des Treibarmes 49 an, was zu einer Aufstellung der Haube und insbesondere einem Öffnen der „Schere” zwischen Klappenunterteil 21 und Klappenoberteil 20 führt. Das Viergelenk wird somit angehoben, was insbesondere auch einer Verschwenkung des dargestellten Lenkers 19 bezüglich 6 im Uhrzeigersinn zu entnehmen ist.
Der Aufstellvorgang setzt sich ausweislich 7 fort, wobei der Hauptkörperabschnitt 36 des Riegelelementes 31 über den Bolzen 33 aufgrund des Langloches 32 (relativ zum Abschnitt 20) absinkt.
7 verdeutlicht zudem, dass die Rastfläche 46 des Haltesteges 45 des Klappenoberteils 20 bei dem Übergang zwischen den 6 und 7 ausgelenkt wurde und durch eine an dem Klappenunterteil 21 angeordnete Auflauffläche 54 ausgelenkt auf das Klappenunterteil 21 aufgelaufen ist. Sie kann das Klappenunterteil 21 somit bezüglich der Figuren nach oben (oder in Aufstellrichtung U) im ausgelenkten Zustand überfahren.
Dieser Überfahrvorgang der Rastfläche 46 des Haltesteges 45 setzt sich in 8 fort, wobei die Figurenfolge 7 und 8 ebenfalls erstmalig einen Blick auf das oben bereits genannte Anschlaglangloch 48 im Klappenunterteil 21 erlaubt, in welches der Anschlagbolzen 47 des Klappenoberteils 20 eingreift.
Auch zeigt 8 erstmalig den Lenker 18 zwischen den Schwenkachsen 25 und 26.
Gemäß 9 wird die Verschwenkung zwischen Klappenoberteil 20 und Klappenunterteil 21 fortgeführt, wobei der Aktorkopf 29 immer noch an der zweiten Treibfläche 50 anliegt, womit auch der Abschnitt 21 weiterhin aufgestellt wird.
Ausweislich 10 erreicht der Aktor 28 seine Endlage, wobei der Aktorkopf 29 nicht mehr weiter ausgefahren werden kann und seine maximal ausgefahrene Stellung einnimmt.
Durch den von dem Aktorelement 28 mitgegebenen Schwung öffnen sich die beiden Abschnitte 20 und 21 des Scharnierklappenteils 16 aber weiterhin, bis gemäß 11 der Anschlagbolzen 47 an einer nicht dargestellten, oberen Anschlagkante des Anschlagloches 48 anschlägt.
Das Scharnier 10 hat gemäß 11 seine maximal angehobene Stellung erreicht, in welcher das Scharnierklappenteil 16 bzw. das Klappenunterteil 21 oder die zweite Treibfläche 50 von dem Aktor 28 bzw. dem Aktorkopf 29 beabstandet sind und der Bolzen 47 im Langloch 48 anschlägt. Die Haube hat somit ihren höchsten Punkt erreicht. Gleiches gilt für einen exemplarischen Messpunkt M an der Oberkante des Klappenoberteils 20.
Aufgrund des leicht elastischen Systems kommt es ausweislich 12 zu einem Zurückverschwenken des gesamten Scharnierklappenteils 16 hin zum Aktor 28 bzw. zum Aktorkopf 29, bis das Klappenunterteil 21 wieder an den Aktorkopf 29 anschlägt. Zudem kommt es aufgrund des Rebounds zu einem gewissen Schließen der „Schere”, also zu einem Rückverschwenken des Klappenoberteils 20 relativ zu dem Klappenunterteil 21, um die Schwenkachse 22 herum.
Die „Schere” kann sich hierbei aber nicht schließen, da ausweislich 12 die Rastfläche 46 des Haltesteges 45 gegen die (abkragende) Oberkante 55 des Klappenunterteils 21 stößt. In diesem Sinne verhindert der Aufhaltemechanismus 45, 46, 55 ein weiteres Absacken des Messpunktes M bzw. der Fronthaube. Dieser Rebound lässt sich ebenfalls der schematischen 18 entnehmen, wobei dort die Höhe des Messpunktes M gegenüber der Zeit aufgetragen ist. Gemäß 12 nimmt die Haube also eine Mindesthöhe h_min ein, welche gesetzlich vorgegeben sein kann (wobei die Haube in einer Unfallsituation nicht unter diesen Höhenwert h_min abfallen darf).
Ausweislich 18 lässt sich im Anschluss an den Rebound nach 12 ebenfalls ein gewisser „Anti-Rebound” erkennen, wobei das gesamte System bzw. Scharnier 10 etwas nachpendeln kann, um sich auf dem vorgegebenen Höhenwert h_min einpendeln zu können.
Zum Abschluss sei auf Basis der 13 der Montagevorgang des Riegelelementes 31 erläutert:
So kann zunächst das noch vollständige Riegelelement 31 an das Klappenoberteil 20 angelegt werden und beispielsweise über einen noch nicht ausgeformten Bolzen 33 überhängt werden. Der Bolzen 33 kann dann nietartig zu einem Pilzkopf hin verformt werden, so dass das Riegelelement 31 unverlierbar an dem Bolzen 33 angeordnet ist. Anschließend kann die Schraube 34 das Langloch 35 lose durchstecken. Anschließend kann das Riegelelement 31 bezüglich 13 nach links, also in Montagerichtung M, entgegen der Fahrtrichtung X, verschoben werden, bis die Stützfläche 42 auf das bolzenartige Halteelement 43 aufläuft. Hierbei kommt es zu einer Verkeilung des gesamten Riegelelementes zwischen Klappenoberteil 20 und Klappenunterteil 21, wobei das Klappenoberteil 20 und das Klappenunterteil 21 aufgrund dieser Montagebewegung in Montagerichtung M verkeilt werden. Dies unterdrückt insbesondere ein Klappern zwischen dem Klappenoberteil 20 und dem Klappenunterteil 21.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007033325 A1 [0008]
DE 102009041418 A1 [0009]

Claims

Fahrzeugscharnier (10) zum Anheben einer Fahrzeughaube (12) in einer Unfallsituation, umfassend eine fahrzeugkarosserieseitig festlegbare Scharnierbefestigung (14), insbesondere eine Befestigungskonsole, und ein haubenseitig befestigtes Scharnierklappenteil (16), wobei Scharnierbefestigung (14) und Scharnierklappenteil (16) gelenkig miteinander verbunden sind und wobei das Scharnierklappenteil (16) zwei in der Unfallsituation relativ zueinander verschwenkbare Abschnitte (20, 21) aufweist, welche von einer Arretiereinrichtung (30) grundsätzlich miteinander verriegelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (30) ein Riegelelement (31) umfasst, welches sowohl eine Betätigungsfläche (40) für einen in der Unfallsituation aktivierten Aktor (28) als auch eine Sollrissstelle (38), insbesondere zum Entriegeln der zwei Abschnitte (20, 21) durch ein Reißen dieser Sollrissstelle (38) bei Betätigung des Riegelelementes (31) durch den Aktor (28), aufweist.
Fahrzeugscharnier (10) nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den zwei in der Unfallsituation relativ zueinander verschwenkbaren Abschnitten (20, 21) ein Aufhaltemechanismus (45, 46, 55) zugeordnet ist, welcher ein vollständiges Zurückverschwenken oder Zuklappen der zwei Abschnitte (20, 21) relativ zueinander nach einem Auseinanderverschwenken in der Unfallsituation verhindert.
Fahrzeugscharnier (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufhaltemechanismus (45, 46, 55) eine an einem der Abschnitte, vorzugsweise an dem Klappenoberteil (20), fest angeordnete, auslenkbare Rastfläche (46) aufweist, welche insbesondere von einem abkragenden Bereich des Abschnittes (20) bereitgestellt wird.
Fahrzeugscharnier (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsfläche (40) als erster Treibfläche, insbesondere in Linie mit dem Aktor (28), eine zweite Treibfläche (50) eines der Abschnitte, insbesondere des Klappenunterteils (21), zugeordnet ist, welche ebenfalls von dem in der Unfallsituation aktivierten Aktor (28) betätigbar ist.
Fahrzeugscharnier (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (31) am als Klappenoberteil (20) ausgebildeten Abschnitt des Scharnierklappenteils (16) befestigt ist.
Fahrzeugscharnier (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Riegelelement (31) mindestens zwei Befestigungspunkte (33, 34) an dem Abschnitt (20) des Scharnierklappenteils (16) aufweist, an welchem es befestigt ist, wobei es insbesondere ein, vorzugsweise zwischen den beiden Befestigungspunkten angeordnetes, Halteelement (43) an dem anderen Abschnitt (21) zur Verriegelung der beiden Abschnitte (20, 21) hinterfängt.
Fahrzeugscharnier (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Riegelelement (31) zu dessen Befestigung an einem Abschnitt (20, 21) des Scharnierklappenteils (16) mindestens ein Langloch (32, 35) zugeordnet ist, wobei das Riegelelement (31) insbesondere selber ein Langloch (32, 35), vorzugsweise derer zwei, aufweist.
Fahrzeugscharnier (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das an einem ersten Abschnitt (20) des Scharnierklappenteils (16) befestigte Riegelelement (31) eine Abstützfläche (42) aufweist, mit welcher sich das Riegelelement (31) bei Beaufschlagung durch den aktivierten Aktor (28) an einem Halteelement (43) des anderen Abschnittes (21), zum Reißen der Sollrissstelle (38), abstützen kann.
Fahrzeugscharnier (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (H₁) zwischen Abstützfläche (42) und Sollrissstelle (38) geringer ist als der Abstand (H₂) zwischen Abstützfläche (42) und Betätigungsfläche (40).
Verfahren zum Anheben einer Fahrzeughaube (12) in einer Unfallsituation, insbesondere unter Verwendung eines Fahrzeugscharniers (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte • Aktivieren eines mit einem Fahrzeugscharnier (10) kooperierenden Aktors (28) in der Unfallsituation, • Kontaktieren einer Betätigungsfläche (40) eines Riegelelementes (31) einer Arretiereinrichtung (30), welche zwei in der Unfallsituation relativ zueinander verschwenkbare Abschnitte (20, 21) eines Scharnierklappenteils (16) des Fahrzeugscharniers (10) vor der Unfallsituation verriegelt, • Reißen einer Sollrissstelle (38) des Riegelelements (31) zum Entriegeln der zwei Abschnitte (20, 21), • Verschwenken der beiden Abschnitte (20, 21) relativ zueinander zum Aufstellen der Fahrzeughaube (12).