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Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für ein an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs verlagerbar angeordnetes Klappenelement, insbesondere Frontklappe, mit einem zwischen einer Freigabestellung und einer Arretierstellung verlagerbaren Verriegelungselement, wobei das Verriegelungselement an dem Klappenelement befestigbar ist und dazu dient, in der Arretierstellung mit einer karosserieseitig anordenbaren/angeordneten Rückhaltung zur Arretierung des Klappenelements an der Karosserie zusammenzuwirken, und mit einem Betätigungshebel, der mit dem Verriegelungselement zu dessen Verlagerung in die Freigabestellung gekoppelt ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verriegelungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verlagerbar angeordneten Klappenelement, insbesondere Frontklappe, und mit der obenstehend beschriebenen Verriegelungseinrichtung zum lösbaren Arretieren des Klappenelements an der Karosserie.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit der obenstehend beschriebenen Verriegelungsanordnung.
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Aus dem Stand der Technik sind Verriegelungseinrichtungen und -anordnungen bereits bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 37 17 485 A1 eine Verriegelungsanordnung für eine Kraftfahrzeugfrontklappe, die ein verschwenkbares Verriegelungselement aufweist. Dieses dient dazu, in einer Arretierstellung die Frontklappe an dem Kraftfahrzeug beziehungsweise an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs zu arretieren, und in einer Freigabestellung eine Verlagerung der Frontklappe zu erlauben. Aus der Offenlegungsschrift
US 9,382,731 B1 ist des Weiteren eine Verriegelungsanordnung mit einem verlagerbaren Verriegelungselement bekannt, wobei außerdem eine Fußgängerschutzeinrichtung vorhanden ist, durch welche bei einem Aufprall eines Fußgängers auf das Klappenelement das Klappenelement von der Karosserie wegbewegt wird, um den Abstand des Klappenelements von unterhalb des Klappenelements liegenden Elementen, wie beispielsweise ein Motorblock, weiter zu entfernen, um eine mögliche Verformungstiefe des Klappenelements zu vergrößern und damit die Verletzungsgefahr für den Fußgänger zu minimieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verriegelungseinrichtung zu schaffen, welche alternativ oder zusätzlich zu einem erhöhten Fußgängerschutz durch Anheben des Klappenelements den Fußgängerschutz verbessert.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Verriegelungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass der Betätigungshebel der Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass er selbst keine Gefahr für den Fußgänger darstellt. Der Betätigungshebel zum manuellen Betätigen der Verriegelungseinrichtung durch den Benutzer erstreckt sich üblicherweise zumindest abschnittsweise parallel zu dem Klappenelement selbst, sodass es vom Benutzer an einer Endseite des Klappenelements gegriffen und betätigt werden kann. Insbesondere, weil aufgrund der steigenden Anforderungen an den Fußgängerschutz das Verriegelungselement selbst weiter in den Innenraum der Karosserie und nach unten verlagert wird, ist ein gut erreichbarer Betätigungshebel notwendig, welcher sich über eine durch die Verlagerung des Verriegelungselements vergrößerte Strecke erstreckt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Verriegelungseinrichtung wird erreicht, dass der Betätigungshebel selbst deformierbar ist, um dadurch das Verletzungsrisiko für Fußgänger zu reduzieren. Dazu weist der Betätigungshebel erfindungsgemäß zumindest eine Sollbruchstelle auf. An dieser Sollbruchstelle kann der Betätigungshebel brechen, sodass er entweder ganz zerbricht oder nur bereichsweise zerbricht, sodass er nach dem bereichsweisen Zerbrechen zumindest leicht verbogen beziehungsweise verformt werden kann, ohne weiter brechen zu müssen. Dabei ist die Sollbruchstelle derart gewählt und/oder ausgebildet, dass der Betätigungshebel im Normalbetrieb die zur Betätigung der Verriegelungseinrichtung notwendigen Kräfte sicher auf das Verriegelungselement übertragen kann. Erst wenn Kräfte auftreten, welche die erforderlichen Betätigungskräfte überschreiten, wirkt die Sollbruchstelle und erlaubt ein Deformieren des Betätigungshebels zum Schutze eines Fußgängers.
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Vorzugsweise ist der Betätigungshebel dabei aus Kunststoff gefertigt. Dadurch kann einfach und kostengünstig eine komplizierte Form des Betätigungshebels realisiert und eine Sollbruchstelle bereits bei der Konstruktion und Herstellung des Betätigungshebels ohne notwendige Nachbearbeitungsschritte realisiert werden.
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Besonders bevorzugt ist der Betätigungshebel aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt. Dadurch ist die Belastbarkeit des Betätigungshebels im Normalbetrieb erhöht und sichert eine hohe Lebensdauer des Betätigungshebels. Darüber hinaus wird durch den faserverstärkten Kunststoff erreicht, dass der Betätigungshebel bei einem Unfall zwar brechen, jedoch nicht unbedingt in viele Einzelteile zerfallen kann, weil der gebrochene Kunststoff durch die verbleibenden Fasern zumindest teilweise noch zusammengehalten werden kann. Dadurch wird vermieden, dass bei einem Unfall Kunststoffteile durch die Gegend geschleudert werden.
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Besonders bevorzugt ist der Betätigungshebel an das Verriegelungselement angespritzt. Dadurch ist eine direkte und belastbare Verbindung von Betätigungshebel und Verriegelungselement gewährleistet. Darüber hinaus wird die Montage der Verriegelungsanordnung beziehungsweise der Verriegelungseinrichtung vereinfacht, weil die Anzahl der Einzelteile reduziert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Betätigungshebel zumindest eine Krümmung in seiner Längserstreckt auf. Damit erstreckt sich der Betätigungshebel zumindest abschnittsweise gekrümmt, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass der Hebel bei einer Belastung direkt in Richtung zu der Stelle, an welcher er mit dem Verriegelungselement gekoppelt ist (Koppelstelle), in eine Vorzugsrichtung seitlich ausbiegen kann, wodurch der Betätigungshebel zunächst nur elastisch und gegebenenfalls plastisch verformt wird, jedoch ohne zu zerbrechen. Insbesondere erst bei einer Überlastung des Betätigungshebels kommt die zumindest eine Sollbruchstelle zu tragen und führt dazu, dass der Betätigungshebel weiter nachgibt.
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Vorzugsweise ist eine erste Sollbruchstelle mittig oder nahezu mittig in Längserstreckung des Betätigungshebels angeordnet, insbesondere im Bereich der Krümmung. Die erste Sollbruchstelle kommt dann insbesondere zum Tragen, wenn der Hebel in seine Längserstreckung in Richtung der Koppelstelle zu dem Verriegelungselement mit einer Kraft beaufschlagt wird. Die erste Sollbruchstelle dient somit insbesondere dazu, bei einer Krafteinleitung in Richtung der Koppelstelle ein frühzeitiges oder rechtzeitiges Knicken oder Brechen des Betätigungshebels zu erlauben.
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Vorzugsweise ist eine zweite Sollbruchstelle benachbart zu der Stelle, an welcher der Betätigungshebel mit dem Verriegelungselement gekoppelt ist, angeordnet beziehungsweise ausgebildet. Die zweite Sollbruchstelle erlaubt somit insbesondere ein rechtzeitiges oder frühzeitiges Knicken oder Brechen des Betätigungshebels bei Belastungen, die nicht in Richtung der Koppelstelle wirken. Im Bereich der zweiten Sollbruchstelle ist bei einem allgemeinen Krafteingriff an dem dem Verriegelungselement zugeordneten Hebelende des Betätigungshebels mit den größten Biegespannungen zu rechnen, sodass durch die dort ausgebildete zweite Sollbruchstelle ein entsprechendes vorteilhaftes Nachgeben des Betätigungshebels sicher gewährleistet ist. Die zweite Sollbruchstelle ist bevorzugt alternativ oder zusätzlich zu der ersten Sollbruchstelle vorhanden.
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Vorzugsweise ist die jeweilige Sollbruchstelle als Materialschwächung des Betätigungshebels ausgebildet. Die jeweilige Sollbruchstelle kann somit bereits bei der Herstellung des Betätigungshebels oder durch eine einfache nachträgliche Bearbeitung des Betätigungshebels kostengünstig und sicher geschaffen werden. Optional ist eine der Sollbruchstellen durch mehrere Materialschwächungen im Betätigungshebel ausgebildet.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verriegelungselement ein verschwenkbar gelagerter Verriegelungsbügel ist, der in einem freien Ende eine Betätigungsverlängerung aufweist, wobei der Betätigungshebel an der Betätigungsverlängerung befestigt ist. Insbesondere erstreckt sich die Betätigungsverlängerung senkrecht zu einer Drehachse beziehungsweise Schwenkachse des Verriegelungsbügels, sodass der an der Betätigungsverlängerung angeordnete Befestigungshebel in vorteilhafter Weise ein Drehmoment auf den Verriegelungsbügel ausüben kann. Dadurch ist eine robuste und sichere Kraftübertragung von dem Betätigungshebel auf das Verriegelungselement dauerhaft gewährleistet.
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Die erfindungsgemäße Verriegelungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Verriegelungseinrichtung aus, wobei das Verriegelungselement an dem Klappenelement befestigt ist und die Rückhaltung an der Karosserie. Es ergeben sich dabei die zuvor bereits genannten Vorteile.
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Es ist bevorzugt vorgesehen, dass sich der Betätigungshebel zumindest abschnittsweise zwischen der Frontklappe und der Karosserie erstreckt. Im Normalzustand ist dadurch das Verriegelungselement von dem Benutzer bei geschlossener Frontklappe beziehungsweise bei geschlossenem Klappenelement bedienbar. Im Falle eines Fußgängeraufpralls erlaubt die zumindest eine Sollbruchstelle des Betätigungshebels insbesondere, dass das Klappenelement in Richtung der Karosserie verformbar ist, ohne dabei von dem Betätigungshebel daran gehindert zu werden. Durch die Sollbruchstelle wirkt der Betätigungshebel somit nicht als Stütze für das Klappenelement, sondern erlaubt vielmehr gezielt dessen Deformation bei einem Fußgängeraufprall.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Verriegelungsanordnung eine Fußgängerschutzeinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das Klappenelement bei einem Fußgängeraufprall von der Karosserie anzuheben. Dadurch wird bei einem Fußgängeraufprall der Abstand zwischen Klappenelement und Karosserie vergrößert und das Verletzungsrisiko für den Fußgänger minimiert.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 13 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Verriegelungsanordnung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einer vorteilhaften Verriegelungsanordnung,
- 2 eine Verriegelungseinrichtung der Verriegelungsanordnung in einer perspektivischen Darstellung, und
- 3 die Verriegelungseinrichtung in einer vereinfachten Draufsicht auf einem Betätigungshebel.
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1 zeigt in einer vereinfachten Seitenansicht einen Frontbereich eines hier nur angedeuteten Kraftfahrzeugs 1. An dem Frontbereich weist das Kraftfahrzeug 1 ein Klappenelement 2 in Form einer Frontklappe auf, die an einem Ende 3 um eine Horizontalachse verschwenkbar an einer Karosserie 4 des Kraftfahrzeugs 1 verlagerbar angeordnet ist, sodass ihr dem Ende 3 abgewandtes Ende 5 gemäß einem Pfeil 6 von einer auf einem Karosserieabschnitt 7 aufliegenden Zustand in einen aufgestellten, insbesondere einen Motorraum freigebenden Zustand verschwenkbar ist.
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Um das Klappenelement 2 im Normalbetrieb in der Geschlossenstellung zu arretieren, ist diesem eine Verriegelungsanordnung zugeordnet. Die Verriegelungsanordnung weist eine an dem Klappenelement 2 angeordnete Verriegelungseinrichtung 8 mit einem Verriegelungselement 9 auf, das an dem Klappenelement 2 verschwenkbar, insbesondere um eine Horizontalachse verschwenkbar gelagert ist. In der Geschlossenstellung des Klappenelements 2 wirkt das Verriegelungselement 9 mit einer Rückhaltung 10 der Verriegelungsanordnung 8 zusammen, die an dem Karosserieabschnitt 7 der Karosserie 4 befestigt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dazu die Rückhaltung 10 als Rückhaltehaken ausgebildet, und das Verriegelungselement 9 als verschwenkbarer Verriegelungsbügel, der in einer Arretierstellung den Verriegelungshaken hintergreift und dadurch ein Anheben des Klappenelements 2 verhindert.
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2 zeigt dazu in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung die Verriegelungseinrichtung 8. Das Verriegelungselement 9 weist einen, den Verriegelungsbügel bildenden U-förmigen Bügelabschnitt 11 auf. Der Abschnitt ist an einer Trägerplatte 12 der Verriegelungseinrichtung 8 verschwenkbar gelagert, wobei freie abgewinkelte Enden 13, 14 des Bügelabschnitts 11, die sich entlang der Schwenkachse erstrecken, in Lageröffnungen 15 beziehungsweise 16 der Trägerplatte 12 drehbar gelagert sind. Insbesondere ist die Trägerplatte 12 zweiteilig ausgebildet, sodass eine einfache Montage des Verriegelungselements 9 an der Trägerplatte 12 durch radiales Einlegen in die Öffnungen 15, 16 bildende Vertiefungen möglich ist. Die Trägerplatte 12 weist außerdem mehrere Schraubenöffnungen auf, durch welche Befestigungsschrauben führbar sind, mittels welcher die Trägerplatte 12 an dem Klappenelement 2 befestigbar beziehungsweise befestigt ist.
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Den freien Enden 13, 14 sind außerdem Rückstellfedern 17, 18 zugeordnet, welche den Bügelabschnitt 11 in die das Hakenelement beziehungsweise die Rückhaltung 10 hintergreifende Arretierstellung drängen.
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Das freie Ende 14 des Bügelelements geht dabei außerdem in eine abgewinkelte Betätigungsverlängerung 19 über, die sich senkrecht zur Schwenkachse erstreckt. An dem Verlängerungsende 19 ist ein Betätigungshebel 20 angeordnet und fest mit dem Verriegelungselement 9 verbunden. Dazu ist der Betätigungshebel 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt und direkt auf die Betätigungsverlängerung 19 des Verriegelungselements 9 aufgebracht, insbesondere aufgespritzt. Der Betätigungshebel 20 erstreckt sich zumindest abschnittsweise in Erstreckung des Verlängerungsabschnitts 19, sodass er sich im verbauten Zustand, wie in 1 gezeigt, zwischen Karosserieelemente 7 und freien Ende 5 des Klappenelements 2 zumindest bereichsweise hindurch erstreckt, sodass das freie Ende 21 des Betätigungshebels 20 von einem Benutzer manuell betätigbar ist, um das Verriegelungselement 9 von der Arretierstellung in eine die Rückhaltung 10 freigebende Freigabestellung verlagerbar ist, sodass das Klappenelement 2 an dem Ende 5 wie zuvor beschrieben anhebbar ist.
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Der Rückhaltung 10 ist außerdem eine Fußgängerschutzeinrichtung 22 zugeordnet, welche bei einem Aufprall eines Fußgängers auf das Klappenelement 2 auslöst und das freie Ende 5 des Klappenelements 2 von dem Karosserieelement 7 anhebt, um den Abstand des Klappenelements 2 von beispielsweise einem darunterliegenden Motorblock zu vergrößern und dadurch das Verletzungsrisiko des Fußgängers zu reduzieren. Dabei ist die Fußgängerschutzeinrichtung 22 beispielsweise der Rückhaltung 10 derart zugeordnet, sodass diese mit angehoben wird.
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Der Betätigungshebel 20 weist vorliegend zwei Sollbruchstellen 23 und 24 auf, an welchen der Betätigungshebel 20 bei Überlastung brechen oder zumindest deformiert werden kann. Dabei sind die Sollbruchstellen 23, 24 derart ausgebildet, dass sie die Übertragung der Betätigungskräfte zum Entriegeln der Verriegelungseinrichtung 8 sicher übertragen können, und erst dann brechen beziehungsweise aktiviert werden, wenn hohe Kräfte auf den Betätigungshebel wirken, die durch ein Aufprall eines Fußgängers auf das Klappenelement 2 bewirkt sein können. Insbesondere sind die Sollbruchstellen 23, 24 derart ausgebildet/angeordnet, dass der Betätigungshebel 20 das Klappenelement 2 insbesondere im angehobenen Zustand nicht derart stützt, dass dadurch eine Deformation des Klappenelements durch den Fußgänger erschwert wird. Stattdessen gewährleistet die vorteilhafte Ausbildung, dass der Betätigungshebel 20 beim Fußgängeraufprall verformt oder zerstört wird, sodass der Aufprallwiderstand für den Fußgänger reduziert und das Verletzungsrisiko minimiert ist.
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3 zeigt dazu in einer vereinfachten Draufsicht auf die Verriegelungseinrichtung 8, dass eine erste der Sollbruchstellen 23 etwa mittig in Längserstreckung des Betätigungshebels 20 ausgebildet ist. Die Sollbruchstelle 23 ist dabei als eine Materialschwächung 25 in dem Betätigungshebel ausgebildet. Insbesondere ist der Betätigungshebel als Hohlkörper ausgebildet, wobei die Materialschwächungen 25 jeweils an einer Innenseite des Hebelkörpers ausgebildet und daher von außen nicht ersichtlich sind. Die Materialschwächungen 25 der Sollbruchstelle 23 liegen einander derart gegenüber, dass sie den Betätigungshebel 20 insgesamt vorteilhaft schwächen. Der Betätigungshebel 20 ist selbst derart ausgebildet, dass er eine Krümmung aufweist, die sich gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Hebelende bis zum anderen Hebelende erstreckt, sodass der Betätigungshebel 20 insgesamt gekrümmt, insbesondere bananenförmig ausgebildet ist. Die mittig liegende Sollbruchstelle 23 gewährleistet, dass dann, wenn eine Kraft F auf dem Betätigungshebel 20 in Richtung der Koppelstelle zu dem Verriegelungselement 9 belastet wird, wie in 3 gezeigt, der Betätigungshebel 20 aufgrund der Krümmung zunächst seitlich ausgebogen wird und dann, bei ausreichend hoher Kraft F an der Sollbruchstelle 23 einknickt oder bricht. Durch die Krümmung ist dem Betätigungshebel 20 eine Vorzugsrichtung gegeben, in welcher der Betätigungshebel 20 gebogen oder gebrochen wird, wodurch weitere Vorteile beim Fußgängerschutz erzielt werden können.
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Eine zweite der Sollbruchstellen 24 ist nahe zu der Koppelstelle zu dem Verriegelungselement 9 angeordnet. Auch die Sollbruchstelle 24 ist durch mehrere Materialschwächungen 25 in dem Betätigungshebel 20 ausgebildet. Die Sollbruchstelle 24 liegt dabei im Bereich der höchsten Biegebeanspruchung bei insbesondere einer Krafteinwirkung, die nicht auf die Koppelstelle zu gerichtet ist. Nahe zu der Koppelstelle treten hohe Biegebeanspruchungen auf, wenn eine Kraft beispielsweise seitlich auf das freie Hebelende des Betätigungshebels 20 ausgeübt wird. Durch die zweite Sollbruchstelle 24 wird erreicht, dass bei einer entsprechenden Belastung des Hebels, die beispielsweise senkrecht zu der Kraft F aufgebracht wird, ein Einknicken oder Brechen des Betätigungshebels 20 sicher gewährleistet ist, um den Fußgängerschutz zu erhöhen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Klappenelement
- 3
- Ende
- 4
- Karosserie
- 5
- Ende
- 6
- Pfeil
- 7
- Karosserieabschnitt
- 8
- Verriegelungseinrichtung
- 9
- Verriegelungselement
- 10
- Rückhaltung
- 11
- Abschnitt
- 12
- Trägerplatte
- 13
- Ende
- 14
- Ende
- 15
- Öffnung
- 16
- Öffnung
- 17
- Rückstellfeder
- 18
- Rückstellfeder
- 19
- Betätigungsverlängerung
- 20
- Betätigungshebel
- 21
- Ende
- 22
- Fußgängerschutzeinrichtung
- 23
- Sollbruchstelle
- 24
- Sollbruchstelle
- 25
- Materialschwächung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3717485 A1 [0004]
- US 9382731 B1 [0004]
