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Die Erfindung betrifft ein Scharnier einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fronthaube und ein Kraftfahrzeug.
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Aus der
DE 10 2010 023 976 A1 ist ein Scharnier für eine Fronthaube eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Scharnierteilen sowie Hebelelementen bekannt. Über ein erstes Scharnierteil ist das Scharnier mit der Fronthaube des Kraftfahrzeugs verbindbar. Über ein zweites Scharnierteil kann das Scharnier an eine Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs angebunden werden, die einen von der Fronthaube abgedeckten Funktionsraum des Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Motorraum des Kraftfahrzeugs, begrenzt. Ein drittes Scharnierteil ist gelenkig am ersten Scharnierteil angebunden, wobei sich zwischen dem dritten Scharnierteil und dem zweiten Scharnierteil Hebelelemente erstrecken, die mit dem zweiten Scharnierteil und dem dritten Scharnierteil jeweils gelenkig verbunden sind. Die beiden Hebelelemente, die zwischen dem zweiten Scharnierteil und dem dritten Scharnierteil verlaufen und mit denselben gelenkig verbunden sind, bilden zusammen mit dem zweiten Scharnierteil und dem dritten Scharnierteil ein Viergelenk. Aus der
DE 10 2010 023 976 A1 ist es weiterhin bekannt, dass mit Hilfe des dort offenbarten Scharniers die geschlossene Fronthaube entweder in eine geöffnete Fronthaube überführbar ist, nämlich dadurch, dass das Scharnier ausgehend von einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung überführt wird, oder dass alternativ in einem zweiten Zustand des Scharniers die geschlossene Fronthaube in eine angestellte Fronthaube zum Fußgängerschutz überführbar ist, nämlich dadurch, dass das Scharnierteil ausgehend von der Schließstellung in eine Personenschutzstellung überführt wird.
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Das Scharnier der
DE 10 2010 023 976 A1 umfasst ein Dämpfungselement, welches Schwingungen des ersten Scharnierteils, an welches die Fronthaube angebunden ist, und damit der Fronthaube bei der Bewegung des Scharniers in die Personenschutzstellung dämpft. Das Dämpfungselement verfügt über einen Dämpfungskörper, einen Dämpfungsarm und eine Dämpfungsnase. Das Dämpfungselement stellt eine derartige Dämpfung für das erste Scharnierteil und damit für die Fronthaube bereit, dass am Anfang des Anstellvorgangs der Fronthaube keine Dämpfung wirksam ist, sondern erst am Ende des Anstellvorgangs der Fronthaube. Hiermit ist nur eine unzureichende Schwingungsdämpfung der Fronthaube möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein neuartiges Scharnier einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das ein verbessertes Dämpfungsverhalten für die Fronthaube gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch ein Scharnier gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist das Dämpfungselement einen fest am ersten Scharnierteil angebundenen Grundkörper und einen kreissegmentförmig gebogenen Abschnitt auf, wobei an dem kreissegmentförmig gebogenen Abschnitt des Dämpfungselements ein im ersten Zustand des Scharniers inaktiver und im zweiten Zustand des Scharniers aktiver Verformungskörper über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube bei Überführung des Scharniers von der Schließstellung in die Personenschutzstellung unter Bereitstellung einer Dämpfungswirkung anliegt, wobei der Verformungskörper über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube auf dem kreissegmentförmig gebogenen Abschnitt des Dämpfungselements unter Verformung desselben abgleitet.
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Beim erfindungsgemäßen Scharnier stellt das Dämpfungselement bereits zu Beginn des Anstellvorgangs der Fronthaube eine Dämpfungswirkung bereit. Die Dämpfung beginnt demnach bereits am Anfang des Anstellvorgangs der Fronthaube bei Überführung des Scharniers von der Schließstellung in die Personenschutzstellung. Hiermit kann die Dämpfungswirkung bzw. das Dämpfungsverhalten des Scharniers und damit der Fronthaube gegenüber dem Stand der Technik verbessert und der Personenschutz weiter optimiert werden.
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Das Dämpfungselement weit einen kreissegmentförmig gebogenen Abschnitt auf, an dem der im ersten Zustand des Scharniers inaktive und im zweiten Zustand des Scharniers aktive Verformungskörper über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube bei Verlagerung des Scharniers von der Schließstellung in die Personenschutzstellung anliegt. Dabei gleitet im zweiten Zustand des Scharniers der dann aktive Verformungskörper auf dem kreissegmentförmig gebogenen Abschnitt des Dämpfungselements unter Verformung desselben ab. Die ist besonders vorteilhaft. Dasselbe kann über den gesamten Anstellvorgang der Fronthaube bei Verlagerung des Scharniers von der Schließstellung in die Personenschutzstellung die gewünschte Dämpfungswirkung bereitstellen.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Dämpfungselement derart ausgebildet, dass dasselbe über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube bei Verlagerung des Scharniers von der Schließstellung in die Personenschutzstellung Formänderungsarbeit aufnimmt. Hiermit kann eine besonders vorteilhafte Dämpfungswirkung für das erste Scharnierteil und damit für die Fronthaube bei Verlagerung des Scharniers von der Schließstellung in die Personenschutzstellung bereitgestellt werden.
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Nach einer Variante weist der kreissegmentförmig gebogene Abschnitt des Dämpfungselements zwischen einem ersten Abschnitt, der am Anfang des Anstellvorgangs der Fronthaube mit dem Verformungskörper zusammenwirkt, und einem zweiten Abschnitt, der am Ende des Anstellvorgangs der Fronthaube mit dem Verformungskörper zusammenwirkt, einen konstanten bzw. identischen Querschnitt auf.
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Nach einer alternativen Variante weist der kreissegmentförmig gebogene Abschnitt des Dämpfungselements zwischen einem ersten Abschnitt, der am Anfang des Anstellvorgangs der Fronthaube mit dem Verformungskörper zusammenwirkt, und einem zweiten Abschnitt, der am Ende des Anstellvorgangs der Fronthaube mit dem Verformungskörper zusammenwirkt, einen veränderlichen Querschnitt auf.
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Abhängig von der Gestaltung des Querschnitts des kreissegmentförmig gebogenen Abschnitts des Dämpfungselements zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt kann die gewünschte Dämpfungswirkung vorteilhaft und einfach eingestellt werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung überführt ein Aktuator das Scharnier vom ersten Zustand in den zweiten Zustand dadurch, dass der Aktuator ausgelöst durch einen Aufprall einer Person über eine Betätigungselement und Schubelement den Verformungskörper automatisch von dem inaktiven Zustand in den aktiven Zustand überführt. Das Betätigungselement und das Schubelement entriegeln hierzu eine Sperrklinke des ersten Scharnierteils, die im ersten Zustand des Scharniers an einem Sperrbolzen eines dritten Scharnierteils, das gelenkig am ersten Scharnierteil angreift, verriegelt ist, und lassen so eine Verlagerung zwischen dem ersten Scharnierteil und dem dritten Scharnierteil und damit zwischen dem Verformungskörper und dem Dämpfungselement zu. Dies ist besonders bevorzugt, um einfach und zuverlässig bei einem Personenaufprall den zweiten Zustand des Scharniers zu gewährleisten, in welchem das Scharnier beim Anstellvorgang der Fronthaube von der Schließstellung in die Personenschutzstellung überführt wird.
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Die erfindungsgemäße Fronthaube ist in Anspruch 9 definiert. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist in Anspruch 10 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Scharniers in Schließstellung;
- 2 ein Detail der 1 im Bereich eines Dämpfungselements;
- 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Scharniers in Personenschutzstellung
- 4 ein Detail der 3 im Bereich des Dämpfungselements; und
- 5 eine bevorzugtes Dämpfungsverhalten des Dämpfungselements.
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Die Erfindung betrifft ein Scharnier 10 für eine Fronthaube eines Kraftfahrzeugs, eine Fronthaube mit einem solchen Scharnier und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Fronthaube.
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Das Scharnier 10 verfügt über mehrere Scharnierteile, nämlich ein erstes Scharnierteil 11, über welches das Scharnier 10 an eine Fronthaube (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs angebunden werden kann, über ein zweites Scharnierteil 12, über welches das Scharnier 10 an eine Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) angebunden werden kann, die einen von der Fronthaube abgedeckten Funktionsraum des Kraftfahrzeugs, wie einen Motorraum des Kraftfahrzeugs, begrenzt.
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Ferner verfügt das Scharnier 10 über ein drittes Scharnierteil 13, welches gelenkig mit dem ersten Scharnierteil 11 verbunden ist. Zwischen dem ersten Scharnierteil 11 und dem dritten Scharnierteil 13 ist mindestens ein Gelenk 14 ausgebildet, um welches eine Relativbewegung zwischen erstem Scharnierteil 11 und drittem Scharnierteil 13 zugelassen werden kann.
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Zusätzlich zu den Scharnierteilen 11, 12 und 13 umfasst das Scharnier 10 Hebelelemente 15, 16, insbesondere die zwei in 3 sichtbaren Hebelelemente 15, 16, wobei jedes dieser beiden Hebelelemente 15, 16 jeweils gelenkig einerseits am zweiten Scharnierteil 12 und andererseits gelenkig am dritten Scharnierteil 13 angreift. So greift das Scharnierteil 15 in einem Gelenk 17 und das Scharnierteil 16 in einem Gelenk 18 gelenkig am dritten Scharnierteil 13 an. Der Hebel 15 greift in einem Gelenk 19 und der Hebel 16 an einen nicht sichtbaren Gelenk am zweiten Scharnierteil 12 an.
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Das Scharnier 10 kann in zwei unterschiedlichen Zuständen betrieben werden. In einem ersten Zustand des Scharniers 10 kann zum Offen des Funktionsraums, insbesondere des Motorraums, eine geschlossene Fronthaube in eine geöffnete Fronthaube überführt werden, und zwar dadurch, dass das Scharnier ausgehend von der in 1 gezeigten Schließstellung des Scharniers 10 in eine in den Figuren nicht gezeigte Öffnungsstellung überführbar ist. In einem zweiten Zustand des Scharniers 10 ist die geschlossene Fronthaube zum Personenschutz in eine angestellte Fronthaube überführbar, und zwar dadurch, dass das Scharnier 10 ausgehend von der in 1 gezeigten Schließstellung in die in 3 gezeigte Personenschutzstellung überführt wird.
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Im ersten Zustand des Scharniers 10 ist eine Sperrklinke 20 des ersten Scharnierteils 11, die in einem Gelenk 33 am ersten Scharnierteils 11 gelagert ist, an einem Sperrbolzen 21 des dritten Scharnierteils 13 eingerastet, wobei dann die verrastete bzw. eingerastete Sperrklinke 20 im ersten Zustand des Scharniers 10 eine Relativbewegung zwischen dem ersten Scharnierteil 11 und dem dritten Scharnierteil 13 um das Gelenk 14 unterbindet. Dann hingegen, wenn im zweiten Zustand des Scharniers 10 die Sperrklinke 20 nicht am Sperrbolzen 21 eingerastet ist, ist eine Relativbewegung der beiden Scharnierteile 11, 13, also von erstem Scharnierteil 11 und drittem Scharnierteil 13, um das Gelenk 14 möglich.
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Um das Scharnier 10 ausgehend vom ersten Zustand, in welchem die Sperrklinke 20 mit dem Sperrbolzen 21 verrastet ist, in den zweiten Zustand, in welchem die Sperrklinke 20 nicht mit dem Sperrbolzen 21 verrastet ist, zu überführen, wird ein Aktuator 22 genutzt, der bei Aufprall einer Person auf das Kraftfahrzeug automatisch auslöst und über ein Betätigungselement 23 in Kombination mit einem Schubelement 24 die Sperrklinke 20 um das Gelenk 33 schwenkt und so vom Sperrbolzen 21 entriegelt. Die Sperrklinke 20 ist ebenso wie das Betätigungselement 23, gegen welches der Aktuator 22 wirkt, gelenkig am ersten Scharnierteil 11 gelagert, wobei das Betätigungselement 23 mit der Sperrklinke 20 über das Schubelement 24 verbunden ist. Durch Schwenken des Betätigungselements 23, welches durch den Aktuator 22 ausgelöst wird, wird demnach auch die Sperrklinke 20 geschwenkt, wobei die Schwenkbewegung des Betätigungselements 23 über das Schubelement 24 auf die Sperrklinke 20 übertragen wird. Das Schubelement 24 greift mit einem Ende unter Ausbildung eines Gelenks 31 am Betätigungselement 23 und mit einem anderen Ende unter Ausbildung eines Gelenks 31 an der Sperrklinke 20 an.
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Um bei Überführung des Scharniers 10 ausgehend von der in 1 gezeigten Schließstellung in die in 3 gezeigte Personenschutzstellung eine Dämpfungswirkung für das erste Scharnierteil 11 und damit für die an das erste Scharnierteil 11 angebundene Fronthaube bereitzustellen, umfasst das Scharnier 10 ein Dämpfungselement 25. Das Dämpfungselement 25 wirkt mit einem Verformungskörper 26 zusammen. Bei Überführung des Scharniers 10 von der in 1 gezeigten Schließstellung in die in 3 gezeigte Öffnungsstellung und damit beim Anstellvorgang der Fronthaube verformt der Verformungskörper 26 das Dämpfungselement 25, wodurch die Dämpfungswirkung für das erste Scharnierteil 11 und damit letztendlich für die Fronthaube des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird.
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Das Dämpfungselement 25 ist fest am ersten Scharnierteil 11 angebunden. Der Verformungskörper 26 ist fest am dritten Scharnierteil 13 angebunden. Dabei ist der fest am dritten Scharnierteil 13 angebundene Verformungskörper 26 in einer Nut 27 des ersten Scharnierteils 11 geführt, wobei, wie bereits ausgeführt, der Verformungskörper 26 des dritten Scharnierteils 13 nur dann innerhalb der Nut 27 des ersten Scharnierteils 11 verlagert werden kann, wenn die Sperrklinke 20 entriegelt ist und eine Relativbewegung zwischen dem erstem Scharnierteil 11 und dem dritten Scharnierteil 13 freigibt.
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Das Dämpfungselement 25 ist derart ausgebildet, dass dasselbe über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube bei der Verlagerung des Scharniers 10 ausgehend von der Schließstellung der 1 in die Personenschutzstellung der 3 für das erste Scharnierteil 11 und damit für die Fronthaube des Kraftfahrzeugs eine Dämpfung bereitstellt, also bereits beginnend am Anfang des Anstellvorgangs der Fronthaube.
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Das Dämpfungselement 25 nimmt über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube bei Verlagerung des Scharniers 11 von der Schließstellung der 1 in die Personenschutzstellung der 3 Verformungsarbeit auf.
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Das Dämpfungselement 25 verfügt über einen Grundkörper 28, über den das Dämpfungselement 25 fest am ersten Scharnierteil 11 angebunden ist, sowie über einen kreisförmig gebogenen Abschnitt 29. Im ersten Zustand des Scharniers 10 ist ein Abstand zwischen dem dann inaktiven Verformungskörper 26 und dem kreissegmentförmigen Abschnitt 29 des Dämpfungselements 25 minimal, insbesondere kann im ersten Zustand des Scharniers 10 der dann inaktive Verformungskörper 26 am kreissegmentförmig gebogenen Abschnitt 29 des Dämpfungselements 25 anliegen. Im zweiten Zustand des Scharniers bei der Überführung desselben ausgehend von der Schließstellung der 1 in die Personenschutzstellung der 3 liegt der dann aktive Verformungskörper 26 dauerhaft an dem kreissegmentförmigen Abschnitt 29 des Dämpfungselements 25 über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube bei Verlagerung des Scharniers 10 von der Schließstellung der 1 in die Personenschutzstellung der 3 an, wobei der Verformungskörper 26 über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube auf dem kreissegmentförmig gebogenen Abschnitt 29 des Dämpfungselements 25 unter Verformung desselben abgleitet. Dabei wird das Dämpfungselement 25, nämlich der kreissegmentförmige Abschnitt 29 desselben, vom Zustand der 2 in den Zustand der 4 überführt und hierbei verformt. Wie bereits ausgeführt, stellt diese Verformung die gewünschte Dämpfung bereit, wobei die Dämpfung über den vollständigen Anstellvorgang der Fronthaube bei Verlagerung des Scharniers von der Schließstellung in die Personenschutzstellung wirksam ist.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der kreisförmig gebogene Abschnitt 29 des Dämpfungselements 25 zwischen einem ersten Abschnitt, der am Anfang des Anstellvorgangs der Fronthaube mit dem Verformungskörper 26 zusammenwirkt, und einem zweiten Abschnitt, der am Ende des Anstellvorgangs der Fronthaube mit dem Verformungskörper 26 zusammenwirkt, einen konstanten, identischen oder unveränderlichen Querschnitt auf. Hiermit kann dann die Dämpfungscharakteristik gemäß 5 bereitgestellt werden, wobei in 5 über einem Verlagerungsweg s des Verformungskörpers 26 innerhalb der Nut 27 die vom kreissegmentförmig gebogenen Abschnitt 29 aufgenommene Verformungsarbeit A gezeigt ist.
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Dem Kurvenverlauf 30 der 5 kann entnommen werden, dass zwischen der Verformungsarbeit A und dem Verlagerungsweg s ein in etwa linearer Zusammenhang besteht, wodurch durch ein in etwa konstantes Dämpfungsverhalten über den gesamten Anstellvorgang der Fronthaube bei Verlagerung des Scharniers zwischen der Schließstellung der 1 und der Personenschutzstellung der 3 bereitgestellt werden kann.
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Der eigentliche Anstellvorgang der Fronthaube beginnt in 5 beim Verlagerungsweg s1 des Verformungskörpers 26. In 5 muss ausgehend vom noch nicht verlagerten Verformungskörper 26 der Verlagerungsweg zwischen s0 und s1 überwunden werden, bis der eigentliche Anstellvorgang der Fronthaube beginnt und dann im Verlagerungsweg s1 der Verformungskörper 26 am Abschnitt 29 des Dämpfungselements 25 zur Anlage kommt und dasselbe anschließend verformt. Zwischen s0 und s1 wird demnach in 5 der in 2 sichtbare Spalt zwischen dem Verformungskörper 26 und dem Abschnitt 29 des Dämpfungselements 25 überwunden. Besteht ein solcher Spalt nicht, dann fallen s0 und s1 zusammen.
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Im Unterschied zu einer derartigen linearen Dämpfungscharakteristik ist es auch möglich, eine progressive oder degressive Dämpfungscharakteristik bereitzustellen. Ist keine lineare Dämpfungscharakteristik im Sinne der 5 gewünscht, so ist insbesondere vorgesehen, dass der kreissegmentförmige gebogene Abschnitt 29 des Dämpfungselements 25 zwischen dem ersten Abschnitt, der am Anfang des Anstellvorgangs der Fronthaube mit dem Verformungskörper 26 zusammenwirkt, und dem zweiten Abschnitt, der am Ende des Anstellvorgangs der Fronthaube mit dem Verformungskörper 26 zusammenwirkt, einen veränderlichen und damit nicht konstanten Querschnitt aufweist, wobei sich der Querschnitt ausgehend vom ersten Abschnitt in Richtung auf den zweiten Abschnitt vergrößern oder alternativ ausgehend vom ersten Abschnitt in Richtung auf den zweiten Abschnitt verkleinern kann. Über einen sich vergrößernden Querschnitt kann eine progressive Dämpfungscharakteristik und über einen sich verkleinernden Querschnitt eine degressive Dämpfungscharakteristik vom Dämpfungselement 25 bereitgestellt werden.
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Eine Fronthaube ist vorzugswiese über zwei solche Scharniere 10 an eine Karosseriestruktur angebunden, die einen von der Fronthabe abgedeckten Funktionsraum des Kraftfahrzeugs, wie einen Motorraum des Kraftfahrzeugs, zumindest abschnittsweise begrenzt.
