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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verstellung einer Fronthaube bzw. Frontklappe eines Fahrzeugs von einer Normal- in eine Schutzlage. Insbesondere wird dazu ein Scharnier für eine Frontklappe eines Fahrzeugs, ein Schutzsystem mit dem Scharnier und ein Fahrzeug mit dem Schutzsystem bereitgestellt.
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Systeme zur Verstellung einer Frontklappe eines Fahrzeugs von einer Normal- in eine Schutzlage sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.
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Zur Optimierung einer Scharniereinrichtung einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs, die in einem Kollisionsfall von einer Normallage in eine Schutzlage verstellbar ist, schlägt die
DE 10 2015 203 513 A1 vor, an einem Frontklappenbefestigungsteil eine Frontklappenfläche sowie ein Anhebemittel mit einer Aktuator-Kontaktfläche und einer Frontklappen-Kontaktfläche vorzusehen. Eine Aktuator-Fläche ist gegen die Aktuator-Kontaktfläche und die Frontklappen-Kontaktfläche gegen die Frontklappenfläche bei einer Verstellung von der Normallage in die Schutzlage in Anlage bringbar. Ein im Wesentlichen in Betätigungsachtung des Aktuators an dem Anhebemittel vorgesehener Abstand zwischen der Frontklappen-Kontaktfläche und der Aktuator-Kontaktfläche ist größer als ein Abstand zwischen der Aktuator-Fläche und einer Frontklappenscharnierhebel-Kontaktfläche. Des Weiteren sind ein entsprechend ausgestattetes Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Verstellen der Scharniereinrichtung vorgesehen.
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Nachteil am in der
DE 10 2015 203 513 A1 vorgeschlagenen System ist, dass der Aktuator zur Verstellung des Scharniers von der Normal- in die Schutzlage auf das Scharnieroberteil schlägt und diesem anschließend aufgrund des Impulssatzes hinterher eilt. Sobald die Frontklappe bzw. das Scharnier die Schutzlage erreicht hat, kommt es zu einem zweiten, schwer planbaren Aufprall des Aktuators.
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Dies soll verhindert werden. Dafür zeigt beispielsweise die
DE 10 2008 011 722 A1 ein Frontklappenscharnier für ein Kraftfahrzeug mit einem an der Karosserie und einem weiteren an der Frontklappe zu befestigenden Scharnierschenkel. Die beiden Scharnierschenkel können eine erste Schwenkstellung zueinander, welche einer Geschlossenstellung der Frontklappe entspricht, und eine zweite Schwenkstellung zueinander, welche einer Offenstellung der Frontklappe entspricht, einnehmen. Das Scharnier weist einen einen Kolben und einen Zylinder aufweisenden Hubmechanismus auf, um die beiden Scharnierschenkel aus der ersten Schwenkstellung voneinander in eine beabstandete Stellung zu distanzieren. Der Kolben des Hubmechanismus ist in der beabstandeten Stellung durch eine auflösbare Reib- oder Formschlussverbindung zum Zylinder gehalten. Um den Fußgängerschutz zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass die Auflösung der Reib- oder Formschlussverbindung die Bewegungsenergie eines von der Frontklappe aufgefangenen Fußgängers durch eine gebremste Rückverlagerung aus der beabstandeten Stellung in die erste Schwenkstellung aufnimmt.
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Bei der
DE 10 2008 011 722 A1 ist der Aktuator über zwei Anbindungspunkte am Scharnier befestigt. Dies bietet den Vorteil, dass der Aktuator bei der Auslösung nicht auf das Scharnieroberteil schlägt und sich dann dem Scharnieroberteil hinterher bewegt, um dort ein zweites Mal aufzutreffen, wenn die Frontklappe die Schutzlage erreicht hat.
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Problematisch bei dem in der
DE 10 2008 011 722 A1 vorgeschlagenen System ist jedoch, dass der Aktuator am Scharnieroberteil angeordnet ist und bei jeder Öffnungsbewegung der Frontklappe, z.B. im Wartungsfall, mitbewegt wird. Dies führt auch dazu, dass ein zur Auslösung des Aktuators vorgesehenes Kabel bei jedem Öffnungs- und Schließvorgang bewegt wird, was wiederum zu einem erheblichen Verschleiß des Kabels und einer Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des gesamten Systems über dessen Lebensdauer führt.
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Weiterhin problematisch ist bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ein Über- und ein Unterschwingen der Frontklappe bei einem Erreichen der Schutzlage, wobei ein Unterschreiten einer Schutzhöhe sicher zu vermeiden ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, unter anderem diese Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
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Insbesondere soll ein Überschwingen der Frontklappe bzw. Fronthaube beim Erreichen der Schutzlage verhindert werden. Ferner soll ein System bereitgestellt werden, bei dem der Aktuator die Frontklappe in die Schutzlage anheben kann und auch in Position halten kann, sodass ein Rückschwingen der Frontklappe verhindert wird. Weiterhin soll das System ein Einstellen der Frontklappe, beispielsweise mit einer Anschlagschraube, ohne Probleme für den Aktuator ermöglichen, soll kompakt sein und eine Montage des Aktuators, auch nach einer Lackierung, problemlos ermöglichen.
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Danach wird die Aufgabe gelöst durch ein Scharnier für eine Frontklappe eines Fahrzeugs. Das Scharnier weist ein an der Frontklappe anbringbares Scharnieroberteil, ein an einer Karosserie des Fahrzeugs anbringbares Scharnierunterteil, einen ersten Lenker und einen Zwischenlenker auf.
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Der Zwischenlenker ist an einem Ende über eine Drehlagerung um eine Fahrzeugbreitenrichtung drehbar an dem Scharnierunterteil befestigt.
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Der erste Lenker ist an einem Ende über eine Drehlagerung um die Fahrzeugbreitenrichtung drehbar an dem anderen Ende des Zwischenlenkers befestigt und der erste Lenker ist an seinem anderen Ende über eine weitere Drehlagerung um die Fahrzeugbreitenrichtung drehbar an dem Scharnieroberteil befestigt.
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Der Zwischenlenker ist bei einer ersten Bewegung des Scharnieroberteils relativ zum Scharnierunterteil, um die Frontklappe von der Normallage, in der die Frontklappe geschlossen ist, in eine Offenlage, in der die Frontklappe geöffnet ist, zu verstellen, an dem Scharnierunterteil so verriegelt, dass die erste Bewegung durch eine erste Drehbewegung des ersten Lenkers um dessen Drehlagerungen am Zwischenlenker und am Scharnieroberteil realisiert wird.
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Dies ermöglicht ein Anbringen eines Aktuators am Scharnierunterteil, der an beiden Enden davon am Scharnier befestigt ist, sodass der Aktuator beim Verstellen der Frontklappe von der Normallage in die Offenlage weder auf Zug beansprucht noch bewegt wird.
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Ferner kann der Aktuator in verschiedenen Lagen, beispielsweise waagrecht, eingebaut werden, da dieser lediglich eine Drehbewegung zu initiieren hat, sodass ein im Vergleich zum Stand der Technik höherer Freiheitsgrad bei einer Positionierung des Aktuators resultiert. Ferner kann der Aktuator im Vergleich zum Stand der Technik kleiner, insbesondere kürzer, ausgeführt sein.
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Bei der ersten Drehbewegung des ersten Lenkers kann es sich um eine ausschließliche Drehbewegung um dessen Drehlagerungen am Zwischenlenker und am Scharnieroberteil handeln.
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Der Zwischenlenker ist bei einer zweiten Bewegung des Scharnieroberteils relativ zum Scharnierunterteil, um die Frontklappe von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, bei der ein hinterer Teil der Frontklappe in Fahrzeughöhenrichtung aufgestellt ist, an dem Scharnierunterteil so entriegelt, dass die zweite Bewegung durch eine zweite Drehbewegung des ersten Lenkers um dessen Drehlagerungen am Zwischenlenker und am Scharnieroberteil sowie durch eine Drehbewegung des Zwischenlenkers um dessen Drehlagerung am Scharnierunterteil so realisiert wird, dass der Zwischenlenker und der erste Lenker bei Erreichen der Schutzlage im Wesentlichen in einer Strecklage sind.
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Dies ermöglicht ein Vermeiden eines Über- und Unterschwingens der Frontklappe beim Erreichen der Schutzlage.
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Bei der zweiten Drehbewegung des ersten Lenkers kann es sich um eine ausschließliche Drehbewegung um dessen Drehlagerungen am Zwischenlenker und am Scharnieroberteil handeln.
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Bei der Drehbewegung des ersten Zwischenlenkers kann es sich um eine ausschließliche Drehbewegung um dessen Drehlagerung am Scharnierunterteil handeln.
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Nachfolgend werden bevorzugte konstruktive Ausgestaltungen des Scharniers, welches, wie oben beschrieben, auch als Viergelenkscharnier bezeichnet werden kann, beschrieben.
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Der erste Lenker und der Zwischenlenker können in der Strecklage einen Winkel von 150° bis 210° einschließen.
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Bei 180° ist regelmäßig die höchste Anhubhöhe des Scharniers erreicht. Bei beispielsweise 190° kann die höchste Anhubhöhe leicht bzw. gering überschritten sein und es kann ein Anschlag vorgesehen sein, um ein Unterschwingen der Frontklappe zu verhindern. Bei einem Fußgängerschutzaufprall würden die Lenker des Scharniers folglich ein starres System bilden.
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Wenn der Winkel unter 180° liegt, also beispielsweise bei 170°, eine Begrenzung wirksam ist und dabei auch die vorgegebene Schutzhöhe sicher erreicht wird, insbesondere leicht überschritten wird, kann das System so ausgelegt werden, dass bei einem Aufprall auf die Frontklappe die Frontklappe nach unten gedrückt wird. Das heißt, je kleiner der Winkel ist, also beispielsweise 150°, desto mehr gibt das System nach und der am Scharnier verbaute Aktuator wird zusammengedrückt.
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Bei einem Winkel von 150° bis 175° kann ein Abtauchen im Fußgängerschutzfall möglich sein. Ein Unterschwingen bei einem Winkel von kleiner als 160° ist unwahrscheinlich, da die Aktuatorkraft gegen den Kniehebelwirkt. Dies ist insbesondere bei einer relativ steifen Frontklappe vorteilhaft, die eine Längskante in einer Außenhaut des Fahrzeugs aufweist.
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Ein Winkel größer 180°, beispielsweise 185° bis 210°, verhindert durch den oben beschrieben Anschlag ein Abtauchen der Frontklappe und ein Energieabbau im Fußgängerschutzfall findet nahezu ausschließlich durch die Frontklappe statt.
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Bei einer geringen Abweichung von 180° kann die vorgegebene Schutzlage immer eingehalten werden bzw. wird von dem Scharnier leicht überschritten.
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Das Scharnier kann ferner zur Verriegelung des Zwischenlenkers in der Normallage eine erste Klinke und einen ersten am Scharnierunterteil befestigten Bolzen aufweisen.
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Die erste Klinke kann drehbar über die Drehlagerung, über die der erste Lenker an dem Zwischenlenker gelagert ist, an dem Zwischenlenker gelagert sein und so vorschnittig ausgeführt sein, dass sie sich selbsthemmend am ersten Bolzen abstützt.
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Die erste Klinke kann so am Zwischenlenker und am ersten Bolzen gelagert sein, dass sie sich bei der zweiten Bewegung, um die Frontklappe von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, durch eine externe auf sie im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten wirkende Kraft um die Fahrzeugbreitenrichtung nach hinten oben dreht und den Zwischenlenker entriegelt sowie von unten auf den ersten Lenker schlägt, um die zweite Drehbewegung des ersten Lenkers einzuleiten. Bei der externen auf die erste Klinke im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten wirkenden Kraft kann es sich insbesondere um eine von einem Aktuator erzeugte Kraft handeln.
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Das Scharnierunterteil und die erste Klinke können jeweils eine Befestigungseinrichtung zur Anbringung des Aktuators aufweisen, der ausgestaltet ist, um bei einer Auslösung das Scharnier von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen.
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Der Aktuator kann ein hohlzylindrisches Gehäuse, einen Kolben, welcher in dem hohlzylindrischen Gehäuse axial verschieblich gelagert ist, und eine Gasdruckeinrichtung, die im Inneren des Gehäuses angeordnet ist und bei Aktivierung den Kolben relativ zum Gehäuse verschiebt, aufweisen. Der Aktuator kann ferner eine erste und eine zweite Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Aktuators am Scharnier und eine hohlzylindrische Aktuatoraufnahme aufweisen, wobei das Gehäuse in der Aktuatoraufnahme axial verschieblich gelagert ist.
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Die Aktuatoraufnahme, in welcher das Gehäuse axial verschieblich gelagert ist, kann vorgesehen sein, um Einbautoleranzen beim Zusammenbau eines Schutzsystems aufweisend den Aktuator und das Scharnier zu kompensieren.
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Dadurch, dass der Aktuator sowohl an einem vorderen als auch an einem hinteren Ende am Scharnier befestigbar ist, kann eine Geschwindigkeit des Scharniers beim Verstellen von der Normallage in die Schutzlage reguliert werden, denn die Frontklappe eilt nicht voraus bzw. hebt nicht vom Aktuator ab. Ferner wirkt der Aktuator gegen das Rückschwingen der Frontklappe beim Erreichen der Schutzlage, da er nach Auslösung sofort gegen Unterschwingen wirkt.
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Die Gasdruckeinrichtung kann einen pyrotechnischen Treibgaserzeuger aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Hub des Aktuators größer als ein Mindesthub sein, der zum Verstellen der Frontklappe von der Normallage in die Schutzlage mindestens nötig ist.
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Die erste Befestigungseinrichtung kann in einer Kraftlinie des Aktuators angeordnet sein. Die erste Befestigungseinrichtung kann alternativ außerhalb der Kraftlinie des Aktuators an einer Mantelfläche der Aktuatoraufnahme angeordnet sein. Dies führt zwar zu einem im Vergleich zu einer Anordnung in der Kraftlinie größeren Hebelarm, ermöglicht aber eine leichtere Führung eines Kabels zum Gehäuse des Aktors und insbesondere zur darin angeordneten Gasdruckeinrichtung.
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Die Aktuatoraufnahme kann ein Bodenteil, eine dem Bodenteil axial gegenüberliegende Öffnung und eine konzentrisch zur hohlzylindrisch ausgebildeten Aktuatoraufnahme, am Bodenteil angeordnete Kabelführung aufweisen. Das Gehäuse kann in der Normallage der Frontklappe von der Kabelführung axial beabstandet angeordnet sein.
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Das Gehäuse kann in der Aktuatoraufnahme so axial verschieblich gelagert sein, dass sich das Gehäuse beim Auslösen der Gasdruckeinrichtung anfangs so lange in Richtung der Kabelführung bewegt, bis das Gehäuse auf der Kabelführung auftrifft und anschließend den Kolben durch die Öffnung ausschiebt.
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Die Aktuatoraufnahme kann ferner eine am Bodenteil, sich entlang der Kabelführung erstreckende Feder aufweisen, die sich in Axialrichtung der Aktuatoraufnahme weiter als die Kabelführung in Richtung des Gehäuses erstreckt. In der Normallage kann die Feder vom Bodenteil des Gehäuses beabstandet sein. Dies ermöglicht einen Toleranzausgleich.
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Das Gehäuse kann ferner an einem Ende, das axial gegenüber dem Bodenteil angeordnet ist, eine Dämpfungseinrichtung aufweisen, die ausgestaltet ist, eine Bewegung des Kolbens zu dämpfen. Damit kann, insbesondere kurz, vor Erreichen der Schutzlage, wenn ein unterer Teil des Kolbens in Kontakt mit der Dämpfungseinrichtung kommt, eine Bewegung des Kolbens gedämpft und somit ein Überschwingen der Frontklappe vermindert werden.
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Das Scharnier kann ferner einen zweiten Lenker aufweisen. Der zweite Lenker kann an einem Ende über eine Drehlagerung um die Fahrzeugbreitenrichtung drehbar an dem Scharnierunterteil befestigt sein und der zweite Lenker kann an seinem anderen Ende über eine weitere Drehlagerung um die Fahrzeugbreitenrichtung drehbar an dem Scharnieroberteil befestigt sein.
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Der zweite Lenker kann bei der ersten Bewegung des Scharnieroberteils relativ zum Scharnierunterteil, um die Frontklappe von der Normallage in die Offenlage zu verstellen, an dem Scharnierunterteil so verriegelt sein, dass die erste Bewegung durch eine erste Drehbewegung des zweiten Lenkers um dessen Drehlagerungen am Scharnierunterteil und am Scharnieroberteil realisiert wird.
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Bei der ersten Drehbewegung des zweiten Lenkers kann es sich um eine ausschließliche Drehbewegung um dessen Drehlagerungen am Scharnierunterteil und am Scharnieroberteil handeln.
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Der zweite Lenker kann bei der zweiten Bewegung des Scharnieroberteils relativ zum Scharnierunterteil, um die Frontklappe von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, an dem Scharnierunterteil so entriegelt sein, dass die zweite Bewegung durch eine Drehgleitbewegung des zweiten Lenkers um und entlang dessen Drehlagerung am Scharnierunterteil und eine zweite Drehbewegung um dessen Drehlagerung am Scharnieroberteil realisiert wird.
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Bei der zweiten Drehbewegung des zweiten Lenkers kann es sich um eine ausschließliche Drehbewegung um dessen Drehlagerungen am Scharnieroberteil handeln.
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Das Scharnier kann ferner zur Verriegelung des zweiten Lenkers in der Normallage eine zweite Klinke aufweisen. Die zweite Klinke kann so drehbar über eine Drehlagerung an dem zweiten Lenker gelagert sein, dass sie sich um die Fahrzeugbreitenrichtung nach hinten oben dreht, sodass der zweite Lenker entriegelt ist.
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Das Scharnier kann ferner einen Betätigungshebel aufweisen, der über die Drehlagerung, über die der Zwischenlenker am Scharnierunterteil gelagert ist, um die Fahrzeugbreitenrichtung drehbar gelagert ist, und die zweite Klinke kann einen zweiten Bolzen aufweisen.
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Die erste Klinke kann bei der zweiten Bewegung, um die Frontklappe von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, bei der sie um die Fahrzeugbreitenrichtung nach hinten oben dreht, den Betätigungshebel um die Fahrzeugbreitenrichtung nach hinten unten drehen, sodass der Betätigungshebel auf den zweiten Bolzen trifft und die zweite Klinke um die Fahrzeugbreitenrichtung nach hinten oben dreht, sodass der zweite Lenker entriegelt ist.
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Der zweite Lenker kann eine Kulissenführung aufweisen, in der die Drehlagerung angeordnet ist.
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Der zweite Lenker kann bei der zweiten Bewegung des Scharnieroberteils relativ zum Scharnierunterteil, um die Frontklappe von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, mit seiner Kulissenführung entlang der Drehlagerung gleiten und die Drehlagerung für den zweiten Lenker kann bei Erreichen der Schutzlage einen mechanischen Anschlag bilden.
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Mittels des zweiten Lenkers kann eine Redundanz im Scharnier erzeugt werden, d.h. die Sicherheit des Scharniers kann verbessert werden, da ein Lösen der Frontklappe beim Verstellen in die Schutzlage nur bei einem Versagen beider Lenker möglich ist, nicht jedoch wenn nur ein Lenker versagt.
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Ferner wird ein Schutzsystem aufweisend das oben beschriebene Scharnier und einen am Scharnierunterteil angebrachten Aktuator, um das Scharnier von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, bereitgestellt.
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Bei dem Aktuator kann es sich um einen pyrotechnischen Aktuator handeln. Das oben zum Scharnier Beschriebene gilt analog auch für das Schutzsystem und umgekehrt.
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Ferner wird ein Fahrzeug aufweisend das oben beschriebene Schutzsystem bereitgestellt, wobei das Scharnier über das Scharnieroberteil an einer Frontklappe des Fahrzeugs und über das Scharnierunterteil an einer Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln. Das oben zum Scharnier und zum Schutzsystem Beschriebene gilt analog auch für das Fahrzeug und umgekehrt.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 bis 6 beschrieben.
- 1 zeigt schematisch ein Viergelenkscharnier in einer Seitenansicht aus Fahrzeugbreitenrichtung gesehen in einer Normallage und einer Offenlage.
- 2 zeigt schematisch das Viergelenkscharnier aus 1 in einer Seitenansicht aus Fahrzeugbreitenrichtung gesehen in der Normallage und einer Schutzlage.
- 3 zeigt schematisch einen Aktuator für das Viergelenkscharnier aus 1 in einer Schnittansicht in einem nicht ausgelösten bzw. initialen Zustand.
- 4 zeigt schematisch den Aktuator aus 3 in einer Schnittansicht in einem ausgelösten Zustand.
- 5 zeigt schematisch eine Schließbügelvorrichtung in einer Seitenansicht.
- 6 zeigt schematisch eine Frontklappe eines Fahrzeuges mit der Schließbügelvorrichtung aus 5.
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In 1 ist schematisch ein Viergelenkscharnier 1 für ein in 1 nicht dargestelltes Fahrzeug 93 (s. 6) in einer Seitenansicht in einer Normallage dargestellt. Ferner ist in 1 durch gestrichelte Linien das Viergelenkscharnier 1 in einer Offenlage dargestellt.
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In 1 ist ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt, wobei X die Fahrzeuglängsrichtung, Y die Fahrzeugbreitenrichtung und Z die Fahrzeughöhenrichtung angibt. Die Pfeilrichtung der Fahrzeuglängsrichtung X erstreckt sich von einem Fahrzeugheck zu einer Fahrzeugfront, d.h. entlang einer Hauptfahrrichtung des Fahrzeugs 93.
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Das Viergelenkscharnier 1 weist ein Scharnieroberteil 2 und ein Scharnierunterteil 3 auf. Das Scharnieroberteil 2 ist im verbauten Zustand des Viergelenkscharniers 1 an einer in 1 und 2 nicht dargestellten Frontklappe 94 (s. 6) des Fahrzeugs 93, insbesondere an dessen Motorhaube, befestigt. Das Scharnierunterteil 3 ist im verbauten Zustand des Viergelenkscharniers 1 an einer in 1 und 2 nicht dargestellten (s. 6) Karosserie 96 des Fahrzeugs 93 befestigt. In der Normallage ist die Frontklappe 94 geschlossen. In der Offenlage ist die Frontklappe 94, beispielsweise zu Wartungszwecken, geöffnet.
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Das Viergelenkscharnier 1 ist ausgestaltet, um sich so zu bewegen, dass die Frontklappe 94 und damit das Scharnieroberteil 2 so um die Fahrzeugbreitenrichtung Y relativ zum Scharnierunterteil 3 geschwenkt werden kann, dass die Frontklappe 94 von der Normallage in die Offenlage überführt werden kann.
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Das Viergelenkscharnier 1 ist aber auch ausgestaltet, von der Normallage in eine Schutzlage verstellt zu werden, beispielsweise in einem Kollisionsfall mit einem Fußgänger.
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In 2 ist schematisch das Viergelenkscharnier 1 für das Fahrzeug in dieser Schutzlage in einer Seitenansicht dargestellt. Ferner ist in 2 durch gestrichelte Linien das Viergelenkscharnier 1 in der Normallage dargestellt.
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In 2 ist ebenso wie in 1 das kartesische Koordinatensystem dargestellt, wobei auch hier X die Fahrzeuglängsrichtung, Y die Fahrzeugbreitenrichtung und Z die Fahrzeughöhenrichtung angibt. Die Pfeilrichtung der Fahrzeuglängsrichtung X erstreckt sich von dem Fahrzeugheck zu der Fahrzeugfront, d.h. entlang der Hauptfahrrichtung des Fahrzeugs 93.
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Nachfolgend wird das Viergelenkscharnier 1 weiter im Detail mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben.
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Wie eingangs dargelegt, weist das Viergelenkscharnier 1 das Scharnieroberteil 2 und das Scharnierunterteil 3 auf. Ferner weist das Viergelenkscharnier 1 eine vorschnittige erste Klinke 33, eine vorschnittige zweite Klinke 40, einen Betätigungshebel 44 für die zweite Klinke 40, einen Zwischenlenker 47 und eine nur angedeutet dargestellte Anschlagschraube 49 auf, die ein Einstellen von Toleranzen, insbesondere Lagetoleranzen des Scharnierunterteils 3 relativ zum Scharnieroberteil 2, ermöglicht.
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Das Viergelenkscharnier 1 weist demnach zur Verriegelung des Zwischenlenkers 47 in der Normallage die erste Klinke 33 und einen ersten am Scharnierunterteil 3 befestigten Bolzen 43 auf. Die erste Klinke 33 ist drehbar über eine Drehlagerung 31 an dem Zwischenlenker 47 gelagert und ist so vorschnittig ausgeführt, dass sie sich selbsthemmend am Bolzen 43 abstützt. Damit kann der Zwischenlenker 47 in der Normallage keine Drehbewegung durchführen.
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Vorschnittig bedeutet bezogen auf die erste Klinke 33 vorliegend, dass die erste Klinke 33 einen von einem Hauptkörper der ersten Klinke 33 vorstehenden, hier insbesondere gekrümmten, Abschnitt aufweist, der sich ausgehend von dem Hauptkörper der ersten Klinke 33 in Richtung des Bolzens 43 erstreckt. Eine Tangente an diesen gekrümmten Abschnitt an einen Punkt, an dem der gekrümmte Abschnitt in Kontakt mit dem Bolzen 43 ist, und eine Tangente an den kreisförmigen Bolzen 43 ebenfalls an dem Punkt, an dem der gekrümmte Abschnitt in Kontakt mit dem Bolzen 43 ist, können einen Winkel von bis zu 10°, bevorzugt 8,5°, weiter bevorzugt 6,5° einschließen. Ein solcher Winkel kann materialabhängig zur Selbsthemmung zwischen der ersten Klinke 33 und dem Bolzen 43 durch Haftreibung führen.
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Vorschnittig bedeutet bezogen auf die zweite Klinke 40 vorliegend, dass die zweite Klinke 40 einen von einem Hauptkörper der zweiten Klinke 40 vorstehenden, hier insbesondere gekrümmten, Abschnitt aufweist, der sich ausgehend von dem Hauptkörper der zweiten Klinke 40 in Richtung des Bolzens 42 erstreckt. Der Bolzen 42 ist hier an einem Innenradius des gekrümmten Abschnitts der zweiten Klinke 40 gelagert. Eine Tangente an diesen gekrümmten Abschnitt an einen Punkt, an dem der gekrümmte Abschnitt in Kontakt mit dem Bolzen 42 ist, und eine Tangente an den kreisförmigen Bolzen 42 ebenfalls an dem Punkt, an dem der gekrümmte Abschnitt in Kontakt mit dem Bolzen 42 ist, können einen Winkel von bis zu 10°, bevorzugt 8,5°, weiter bevorzugt 6,5° einschließen. Wie oben mit Bezug zur ersten Klinke 33 beschrieben, kann ein solcher Winkel materialabhängig zur Selbsthemmung zwischen der zweiten Klinke 40 und dem Bolzen 42 durch Haftreibung führen.
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Das Scharnierunterteil 3 ist über einen ersten Lenker 34 und einen zweiten Lenker 37 zum Scharnieroberteil 2 verbunden.
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Der erste Lenker 34 ist an einem Ende über eine Drehlagerung 31 am Scharnierunterteil 3 und am anderen Ende über eine Drehlagerung 39 am Scharnieroberteil 2 befestigt.
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Genauer gesagt ist der erste Lenker 34 über die an einem Ende des Zwischenlenkers 47 vernietete Drehlagerung 31 am Zwischenlenker 47 drehbar befestigt. Die Drehlagerung 31 am Scharnierunterteil 3 für den ersten Lenker 34 ist auch für die erste Klinke 33 vorgesehen, die wiederum zur Fixierung bzw. Verriegelung des Zwischenlenkers 47 in der Normallage vorgesehen ist. Dazu weist die Drehlagerung 31 einen Stufendorn mit zwei Stufen und zwei Lagerbuchsen auf. Je eine Stufe und eine Lagerbuchse des Stufendorns sind für den ersten Lenker 34 und für die erste Klinke 33 vorgesehen.
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Der Zwischenlenker 47 ist an seinem anderen Ende über eine am Scharnierunterteil 3 vernietete Drehlagerung 46 drehbar am Scharnierunterteil 3 befestigt. Die Drehlagerung 46 weist ebenfalls einen Stufendorn mit zwei Stufen und zwei Lagerbuchsen auf. Je eine Stufe und eine Lagerbuchse des Stufendorns sind für den Zwischenlenker 47 und für den nachfolgend im Detail beschriebenen Betätigungshebel 44 vorgesehen.
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Ferner ist ein am Scharnierunterteil 3 vernieteter Anschlag 48 für den Zwischenlenker 47, genauer gesagt für die erste Klinke 33, vorgesehen. Der Anschlag 48 stützt den Zwischenlenker 47, insbesondere entgegen einer Federkraft einer Feder 32, ab, sodass der Zwischenlenker 47 in der Normal- und der Offenlage keine Drehbewegung um die Fahrzeugbreitenrichtung Y in Fahrzeuglängsrichtung X nach vorne durchführt bzw. durchführen kann.
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Die Drehlagerung 39 für den ersten Lenker 34 am Scharnieroberteil 2 weist einen Stufendorn mit einer Stufe und eine Lagerbuchse auf und ist am Scharnieroberteil 2 vernietet. Die Stufe und die Lagerbuchse sind für den ersten Lenker 34 vorgesehen.
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Der zweite Lenker 37 ist an einem Ende über eine Drehlagerung 36 am Scharnierunterteil 3 und am anderen Ende über eine Drehlagerung 38 am Scharnieroberteil 2 befestigt.
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Die Drehlagerung 36 weist einen Stufendorn mit einer Stufe und eine Lagerbuchse auf und ist drehbar am Scharnierunterteil 3 vernietet, d.h. der Stufendorn dreht sich mit dem zweiten Lenker 37 mit. Die Stufe und die Lagerbuchse sind für den zweiten Lenker 37 vorgesehen.
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Die Drehlagerung 38 für den zweiten Lenker 37 am Scharnieroberteil 2 weist einen Stufendorn mit einer Stufe und einer Lagerbuchse auf und ist am Scharnieroberteil 2 vernietet. Die Stufe und die Lagerbuchse sind für den zweiten Lenker 37 vorgesehen.
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Bei einem Verstellen des Viergelenkscharniers 1 von der Normallage in die Offenlage dreht der erste Lenker 34 um die Drehlagerung 31 am Scharnierunterteil 3 und der zweite Lenker 37 dreht um die Drehlagerung 36 am Scharnierunterteil 3, wie 1 zu entnehmen ist.
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Durch Vorsehen der ersten und der zweiten Klinke 33, 40, die sich jeweils durch eine Beaufschlagung mit einer von der Feder 32, 41 erzeugten Kraft und durch deren vorschnittige Ausführung in einer geschlossen Stellung befinden, erfolgt jedoch ausschließlich eine Drehbewegung der zwei Lenker 34, 37, sodass sich die restlichen am Scharnierunterteil 3 angebrachten Bauteile nicht bewegen.
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Ferner ist die erste Klinke 33 so am Zwischenlenker 47 und am ersten Bolzen 43 gelagert, dass sie sich erst bei der zweiten Bewegung, um die Frontklappe 94 von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, durch eine externe auf sie im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten wirkende Kraft, insbesondere erzeugt von einem Aktuator 6, um die Fahrzeugbreitenrichtung Y nach hinten oben dreht und den Zwischenlenker 47 entriegelt sowie von unten auf den ersten Lenker 34 schlägt, um die zweite Drehbewegung des ersten Lenkers 34 einzuleiten.
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Dies ist entscheidend für den am Scharnierunterteil 3 befestigten Aktuator 6, der bei seiner Auslösung das Viergelenkscharnier 1 von der Normallage in die Schutzlage verstellt, wie nachfolgend im Detail beschrieben, aber im Normalbetrieb bei einem Öffnen und Schließen der Frontklappe 94 nicht bewegt werden soll.
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Durch das oben beschriebene Viergelenk 1 kann der Aktuator 6 am Scharnierunterteil 3 befestigt werden, sodass keine Kabelverlegung für den Aktuator 6 an der Frontklappe 94 durchgeführt werden muss und das Kabel im Betrieb des Fahrzeugs 93 nicht bewegt wird und nicht verschleißt.
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Der Aktuator 6, der insbesondere ein pyrotechnischer Aktuator sein kann, ist über zwei Befestigungseinrichtungen 61, 62 am Scharnierunterteil 3 befestigt. Genauer gesagt ist der Aktuator 6 an einer ersten Befestigungseinrichtung 61 direkt am Scharnierunterteil 3 befestigt und an einer zweiten Befestigungseinrichtung 62 an der ersten Klinke 33.
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Denkbar ist, dass zwischen der ersten und der zweiten Befestigungseinrichtung 61, 62 des Aktuators 6 eine vorliegend nicht dargestellte Schere vorgesehen ist, die eine Bewegung des Aktuators 6 axial begrenzt, um so eine Zugbelastung des Aktuators 6 zu verhindern.
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Der Aktuator 6 ist zu einem nicht dargestellten Sensor verbunden und wird bei Bedarf, z.B. bei einer Kollision mit einem Fußgänger, ausgelöst, um das Viergelenkscharnier 1 von der Normallage in die Schutzlage (s. 2) zu verstellen.
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Bei der Verstellung von der Normallage in die Schutzlage wird das Scharnieroberteil 2 im Wesentlichen in Fahrzeughöhenrichtung Z, z.B. um 10 mm bis 80 mm, bevorzugt 30 mm bis 50 mm, weiter bevorzugt 40 mm, angehoben. Genau genommen erfolgt eine Drehbewegung um ein in Fahrzeuglängsrichtung X vorne an der Frontklappe 94 angeordnetes Schloss, verbunden mit einer Verschiebung in Fahrzeuglängsrichtung X.
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Ziel ist beim Verstellen von der Normal- in die Schutzlage, dass sowohl ein Über- als auch ein Unterschwingen der Frontklappe 94 vermieden bzw. minimiert wird. Dies kann mit dem Viergelenkscharnier 1 in vorteilhafter Weise erreicht werden.
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Dabei öffnet der ausgelöste Aktuator 6 zunächst die erste Klinke 33 entgegen der von der Feder 32 erzeugten Federkraft, sodass die erste Klinke 33 um die Fahrzeugbreitenrichtung Y in Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten dreht. Damit sind der erste Lenker 34 sowie der Zwischenlenker 47 freigegeben.
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An der ersten Klinke 33 ist ein Dorn 50 angeordnet, der durch die Drehbewegung der ersten Klinke 33 auf den Betätigungshebel 44 trifft und den Betätigungshebel 44 entgegen einer von einer Feder 45 erzeugten Federkraft um die Fahrzeugbreitenrichtung Y in Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten dreht.
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Der Betätigungshebel 44 trifft durch die Drehbewegung auf einen an der zweiten Klinke 40 angeordneten Dorn 42. Dadurch öffnet der Betätigungshebel 44 die zweite Klinke 40. Dabei dreht die zweite Klinke 40, die über eine Drehlagerung 35 drehbar am Scharnierunterteil 3, insbesondere am zweiten Lenker 37, gelagert ist, um die Fahrzeugbreitenrichtung Y in Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten und gibt so den zweiten Lenker 37 frei.
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Dadurch, dass die erste Klinke 33 über die Drehlagerung 31 am Zwischenlenker 47 gelagert ist, erfolgt eine Dreh- bzw. Kreisbewegung der Drehlagerung 31 und damit des Zwischenlenkers 47 um die Fahrzeugbreitenrichtung Y in Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten, wobei der Mittelpunkt der Kreisbewegung von der Drehlagerung 46 gebildet wird.
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Ferner rutscht bzw. gleitet die vorschnittig ausgeführte erste Klinke 33 entlang dem Dorn 43, an dem sie sich in der Normal- und Offenlage abstützt, in Fahrzeughöhenrichtung Z nach oben und trifft auf den ersten Lenker 34. Dabei gibt die erste Klinke 33 dem ersten Lenker 34 einen Impuls, sodass dieser eine Kreis- bzw. Drehbewegung um die Drehlagerung 31, d.h. um die Fahrzeugbreitenrichtung Y, in Fahrzeughöhenrichtung Z nach oben durchführt.
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Der erste Lenker 34 wird also zum einen durch die Bewegung der Drehlagerung 31 und zum anderen durch den von der ersten Klinke 33 vermittelten Impuls aufgestellt, wobei ein Frontklappenschloss bzw. ein in Fahrzeuglängsrichtung X vorne am Fahrzeug angeordneter Schließbügel als weiterer Drehpunkt wirkt.
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Durch die kombinierte Bewegung des Zwischenlenkers 47 und des ersten Lenkers 34 sind diese beiden Lenker 34, 47 bei einem Erreichen der Schutzlage nahezu in Strecklage, wie dies aus 2 hervorgeht.
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Es ist daher für das Scharnieroberteil 2 nicht möglich, sich weiter in Fahrzeughöhenrichtung Z nach oben zu bewegen, sodass ein Überschwingen des Scharnieroberteils 2 vermieden wird.
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Ferner wird aber auch ein Unterschwingen des Scharnieroberteils 2 vermieden, da die zwei Lenker 34, 47 nahezu in Strecklage sind und somit eine Bewegung des Scharnieroberteils 2 in Fahrzeughöhenrichtung Z nach unten mechanisch blockiert wird.
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Der Zwischenlenker 47 und der erste Lenker 34 schließen damit in ihrer Endposition in Schutzlage einen Winkel U zwischen 150° und 210° ein. Mit dieser Maßnahme ist das Überschwingen der Frontklappe 94 bei einem Erreichen der Schutzlage auf ein Minimum reduziert.
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Auch der zweite Lenker 37 führt eine vom Aktuator 6 angetriebene Bewegung parallel bzw. zeitgleich zur oben beschriebenen Bewegung des ersten Lenkers 34 durch.
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Dabei wird der zweite Lenker 37, wie ebenfalls bereits oben beschrieben, zunächst durch den Betätigungshebel 44, der durch die Drehbewegung auf den an der zweiten Klinke 40 angeordneten Dorn 42 trifft und diese öffnet, freigegeben.
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Dadurch, dass der zweite Lenker 37 über die Drehlagerung 38 am Scharnieroberteil 2 befestigt ist und dieses durch die oben beschriebene Bewegung des ersten Lenkers 34 und des Zwischenlenkers 47 in die Schutzlage verstellt wird, wird der zweite Lenker 37 entlang einer im zweiten Lenker 37 ausgebildeten Kulisse und entlang der in der Kulisse angeordneten Drehlagerung 36 in einer kombinierten Gleit- und Drehbewegung bewegt.
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Der zweite Lenker 37 stößt dabei beim Erreichen der Schutzlage durch seine Kulisse an der Drehlagerung 36 an, sodass der zweite Lenker 37 in Form einer Sicherung bzw. einer Redundanz ein Überschwingen und im Fall eines Versagens der Drehlagerung 31 oder der Drehlagerung 46 ein Ablösen der Frontklappe 94 vom Fahrzeug 93 verhindert.
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Mit anderen Worten, der zweite Lenker 37 ist bei der Bewegung des Scharnieroberteils 2 relativ zum Scharnierunterteil 3, um die Frontklappe 94 von der Normallage in die Offenlage zu verstellen, an dem Scharnierunterteil 3 so verriegelt, dass diese Bewegung durch eine erste Drehbewegung des zweiten Lenkers 37 um dessen Drehlagerungen 36, 38 am Zwischenlenker 47 und am Scharnieroberteil 2 realisiert wird.
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Bei der Bewegung des Scharnieroberteils 2 relativ zum Scharnierunterteil 3, um die Frontklappe 94 von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, ist der zweite Lenker 37 an dem Scharnierunterteil 3 so entriegelt, dass diese Bewegung durch eine Drehgleitbewegung des zweiten Lenkers 37 um und entlang dessen Drehlagerung 36 am Scharnierunterteil 3 und eine zweite Drehbewegung um dessen Drehlagerung 38 am Scharnieroberteil 2 realisiert wird.
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Dabei ist die zweite Klinke 40 so drehbar über die Drehlagerung 35 an dem zweiten Lenker 37 gelagert, dass sie sich um die Fahrzeugbreitenrichtung Y angetrieben durch den Betätigungshebel 44 nach hinten oben dreht, sodass der zweite Lenker 37 entriegelt ist.
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Genauer gesagt, ist der Betätigungshebel 44 über die Drehlagerung 46, über die der Zwischenlenker 47 am Scharnierunterteil 3 gelagert ist, um die Fahrzeugbreitenrichtung Y drehbar am Scharnierunterteil 3 gelagert.
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Dadurch, dass die zweite Klinke 40 den Bolzen 42 aufweist, kann die erste Klinke 33 bei der Bewegung, um die Frontklappe 94 von der Normallage in die Schutzlage zu verstellen, bei der sie sich um die Fahrzeugbreitenrichtung Y nach hinten oben dreht, den Betätigungshebel 44 um die Fahrzeugbreitenrichtung Y nach hinten unten drehen, sodass der Betätigungshebel 44 auf den zweiten Bolzen 42 trifft und die zweite Klinke 40 um die Fahrzeugbreitenrichtung Y nach hinten oben dreht, sodass der zweite Lenker 37 entriegelt ist.
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Denkbar ist, dass zusätzlich zwischen den Drehpunkten 36 und 38 des zweiten Lenkers 37 eine vorliegend nicht dargestellte Schere vorgesehen ist, die eine Bewegung des zweiten Lenkers 37 begrenzt, um so eine weitere Sicherheit bzw. Redundanz zu bieten. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Schlittenführung vorgesehen sein.
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Nachfolgend wird der Aktuator 6 im Detail mit Bezug zu 3 und 4 beschrieben.
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3 zeigt eine Schnittansicht des Aktuators bzw. der Aktuatorvorrichtung 6 in einem ersten Zustand, in dem der Aktuator 6 nicht ausgelöst ist, d.h. sich das Viergelenkscharnier 1 in der Normal- oder der Offenlage nicht aber in der Schutzlage befindet.
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4 zeigt eine Schnittansicht des Aktuators 6 in einem zweiten Zustand, in dem der Aktuator 6 ausgelöst ist, d.h. sich das Viergelenkscharnier 1 von der Normal- in die Schutzlage verstellt hat bzw. sich in der Schutzlage befindet.
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Der Aktuator 6 weist die oben beschriebene erste und zweite Befestigungseinrichtung 61, 62, ein hohlzylindrisches Gehäuse 63, einen Kolben 64, welcher in dem hohlzylindrischen Gehäuse 63 axial verschieblich gelagert ist, eine Gasdruckeinrichtung 65, die im Inneren des Gehäuses 63 angeordnet ist und bei Aktivierung den Kolben 64 relativ zum Gehäuse 63 verschiebt, und eine Aktuatoraufnahme 66 auf.
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Bei der Gasdruckeinrichtung 65 handelt es sich um einen pyrotechnischen Treibgaserzeuger.
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Die Aktuatoraufnahme 66 weist eine Verrastung 661 auf. Die Verrastung 661 verhindert ein Herausziehen des Gehäuses 63 aus der Aktuatoraufnahme 66 und legt die Einbauposition fest. Somit kann das Herausfallen des Gehäuses 63 aus der Aktuatoraufnahme 66, insbesondere bei der Montage, verhindert werden. Denkbar ist, dass die Verrastung 661 in Längsrichtung des Aktuators 6 spielbehaftet ist. Durch das Spiel in der Verrastung 661 kann ein Toleranzausgleich bezüglich der Befestigungspunkte 61, 62 des Aktuators 6 stattfinden.
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Die Aktuatoraufnahme 66, in welcher das Gehäuse 63 axial verschieblich gelagert ist, ist vorgesehen, um Einbautoleranzen beim Zusammenbau eines Schutzsystems aufweisend den Aktuator 6 und das Viergelenkscharnier 1 zu kompensieren.
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Die Aktuatoraufnahme 66 und das hohlzylindrische Gehäuse 63 sind zueinander teleskopierbar ausgebildet. Die Aktuatoraufnahme 66 bildet eine Führung für das hohlzylindrische Gehäuse 63, entlang welcher sich das Gehäuse 63 axial bewegen kann.
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Die Aktuatoraufnahme 66 ist hohlzylindrisch mit einem Bodenteil 67 und einer gegenüberliegenden Öffnung 68 ausgebildet, wobei innerhalb der Aktuatoraufnahme 66 eine Feder 69 an dem Bodenteil 67 angeordnet ist. Bei der Feder 69 handelt es sich vorliegend um eine Spiralfeder.
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Die Aktuatoraufnahme 66 weist ferner in ihrem Inneren eine Kabelführung 70 auf. Die Kabelführung 70 ist hohlzylindrisch ausgebildet und konzentrisch zur hohlzylindrisch ausgebildeten Aktuatoraufnahme 66 am Bodenteil 67 der Aktuatoraufnahme 66 angeordnet.
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Die Kabelführung 70 kann im Vergleich zur restlichen Aktuatoraufnahme 66 in ihrem Inneren eine reibungsarme Oberfläche aufweisen, um eine Beschädigung eines in der Kabelführung 70 angeordneten Kabels 71 zur Aktivierung der Gasdruckeinrichtung 65 zu verhindern.
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Die erste Befestigungseinrichtung 61 kann dabei entweder am Bodenteil 67 angeordnet sein, was den Vorteil hat, dass sie in der axial verlaufenden Kraftlinie der Gasdruckeinrichtung 65 liegt bzw. angeordnet ist, oder seitlich an einer Mantelfläche der Aktuatoraufnahme 66 angeordnet sein, was den Vorteil hat, dass eine Führung des Kabels 71 erleichtert ist (in 4 ist nur die erste Alternative dargestellt).
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Die zweite Befestigungseinrichtung 62 ist an dem Ende des Kolbens 64 befestigt, an welchen dieser aus dem hohlzylindrischen Gehäuse 63 herausragt, d.h. axial gegenüber dem Bodenteil 67.
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Der Aktuator 6 kann beispielsweise jeweils durch eine Nietverbindung und/oder eine Schraubverbindung über die erste und die zweite Befestigungseinrichtung 61, 62 am Scharnierunterteil 3 befestigt werden.
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Dadurch, dass der Aktuator 6 sowohl an einem vorderen als auch an einem hinteren Ende am Scharnier 1 befestigt ist, kann eine Geschwindigkeit des Scharniers 1 reguliert werden, denn die Frontklappe 94 eilt nicht voraus bzw. hebt nicht vom Aktuator 6 ab. Ferner wirkt der Aktuator 6 gegen das Rückschwingen der Frontklappe 94 bei dem Erreichen der Schutzlage, da er nach Auslösung sofort gegen ein Unterschwingen wirkt.
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Im in 3 dargestellten Zustand ist ein erstes dem Bodenteil 67 zugewandtes Ende 72 des Gehäuses 63 von der Feder 69 beabstandet, wie durch den Abstand T gekennzeichnet, wodurch ein Toleranzausgleich möglich ist.
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Eben dieser Abstand T, der durch die Aktuatoraufnahme 66 realisiert wird, stellt einen Bereich dar, welcher dem Ausgleich von Toleranzen dient. Dabei ist ein Hub des Aktuators 6 größer als ein Anhubbereich, also als der Abstand T vom Gehäuse 63 zur Feder 69, um die Toleranzen auszugleichen.
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Anders ausgedrückt, dadurch, dass innerhalb der Aktuatoraufnahme 66 das Gehäuse 63 axial verschieblich gelagert ist, können Einbautoleranzen beim Zusammenbau eines Schutzsystems aufweisend das Viergelenkscharnier 1 und den Aktuator 6 kompensiert werden.
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Mithilfe der Feder 69 ist das hohlzylindrische Gehäuse 63, in welchem der Kolben 64 angeordnet ist, in Richtung der Öffnung 68 der Aktuatoraufnahme 66 mit einer Kraft beaufschlagbar.
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Wird die Gasdruckeinrichtung 65 aktiviert, so bewegt sich das Gehäuse 63 in der Aktuatoraufnahme 66 in Richtung des Bodenteils 67 und drückt die Feder 69 so lange zusammen, d.h. in Richtung des Bodenteils 67, bis das erste Ende des Gehäuses 63 auf der Kabelführung 70 aufschlägt. Die Kabelführung 70 wirkt dabei als mechanischer Anschlag für das Gehäuse 63.
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Anschließend stellt sich der in 4 gezeigte Zustand des Aktuators 6 ein. Während in 3 der Kolben 64 im Gehäuse 63 eingefahren ist und somit die Gasdruckeinrichtung 65 noch nicht gezündet wurde, ist in 4 der Kolben 64 aus dem Gehäuse 63 ausgefahren. Damit zeigt 4 den Zustand nach dem Auslösen der Gasdruckeinrichtung 65, bei dem das Gehäuse 63 in Kontakt mit der Kabelführung 70 ist.
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Ebenfalls zeigt 3, dass der Aktuator 6 ein einteilig ausgeführtes Bauteil zur Abdichtung aufweist, das wiederum ein Dichtelement 74 und einen Dichtring 76, z.B. aufweisend ein Gummimaterial, zum Abdichten des Kolbens 64 gegen das Gehäuse 63 aufweist.
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Das Dichtelement 74 ist an einem zweiten Ende 73 des Gehäuses 63 axial gegenüber dem ersten Ende 72 des Gehäuses 63 angeordnet. Das Gehäuse 63 weist an dem zweiten Ende 73 an seiner Mantelfläche eine umlaufende Nut 75 auf, in der der Dichtring 76 des Dichtungselements 74 angeordnet ist. Da der Dichtring 76 einen geringeren Radius als die Nut 75 aufweist, ist das Dichtelement 74 an dem Gehäuse 63 befestigt und liegt dichtend an der Mantelfläche des Gehäuses 63 an.
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Ferner weist das Dichtelement 74 einen konzentrisch zum Gehäuse 63 angeordneten Durchgang für den Kolben 64 auf, wobei auch der Durchgang ein geringeres Maß als der Kolben 64 aufweist, sodass das Dichtelement 74 dichtend am Kolben 64 anliegt, um so einen Eintritt von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und Schmutz zu verhindern.
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Das Dichtelement 74 dichtet dabei im Betrieb des Fahrzeugs 93 über dessen Lebensdauer den Aktuator 6 ab, sodass keine Flüssigkeit zu der Gasdruckeinrichtung 65 gelangen und diese funktionsunfähig machen kann. Damit kann über die Lebensdauer des Aktuators 6 ein zuverlässiges Auslösen im Bedarfsfall sichergestellt werden.
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Denkbar ist, dass das Gehäuse 63 ferner an einem Ende, das axial gegenüber dem Bodenteil 67 angeordnet ist, eine Dämpfungseinrichtung aufweist, die ausgestaltet ist, eine Bewegung des Kolbens 64 zu dämpfen. Das heißt, die Dämpfungseinrichtung ist so angeordnet, dass sie die Bewegung des Kolbens 64 dämpft, kurz bevor die Frontklappe 94 die Schutzlage erreicht. Damit kann ein Überschwingen der Frontklappe 94 weiter minimiert werden.
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Das Schutzsystem aufweisend den Aktuator 6 und das Viergelenkscharnier 1 ermöglicht damit eine Lösung für ein aktives Fußgängerschutzscharnier das mit einem, bevorzugt zwei Frontklappenschlössern zusammenarbeitet, die die Drehachse im Rahmen einer rotatorischen Aufstellbewegung für die Frontklappe 94 bildet bzw. bilden. Die auf die Frontklappe 94 wirkende Kraft ist nur durch die Rotation und die Aufstellbewegung beeinflusst, der Abstand der Befestigung in Fahrzeuglängsrichtung X bleibt jedoch identisch. Die Toleranzen zwischen dem Viergelenkscharnier 1 und dem Aktuator 6 haben keinen Einfluss auf das Schutzsystem. Die Einstellschraube bzw. die Anschlagschraube 49 am Viergelenkscharnier 1 hat keinen Einfluss auf das aktive System. Der Aktuator 6 ist immer in Kontakt mit dem Viergelenkscharnier 1, sodass kein Spalt und auch keine Kontaktveränderung während dem Einstellen beim Lieferanten oder bei einem Verbau im Werk selbst auftreten. Der Aktuator 6 hebt dabei nicht nur die Frontklappe 94 an, sondern hilft auch im Viergelenkscharnier 1 das Rückschwingen zu eliminieren.
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Wie oben beschrieben, wird der erste Lenker 34 des Viergelenkscharniers 1 beim Auslösen des Aktuators 6 zum einen durch die Bewegung der Drehlagerung 31 und zum anderen durch den von der ersten Klinke 33 vermittelten Impuls aufgestellt.
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Dabei wirkt das nachfolgend mit Bezug zu 5 und 6 beschriebene Frontklappenschloss bzw. eine in Fahrzeuglängsrichtung X vorne am Fahrzeug angeordnete Schließbügelvorrichtung 8 als weiterer Drehpunkt.
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Das Scharnieroberteil 2 wird durch das Schloss aufweisend die Schließbügelvorrichtung 8 und die Schließvorrichtung 9 in Fahrzeuglängsrichtung X geführt, wobei ein Drehpunkt der Frontklappe 94 ein Schließbügel bzw. Schließbügelbauteil 81 in der Schließvorrichtung 9 ist, sodass keine Überbestimmung in Fahrzeuglängsrichtung X vorliegt, kein Ausbeulen der Frontklappe 94 stattfindet und weniger Anregung für Schwingungen existieren.
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In 5 ist schematisch eine solche Schließbügelvorrichtung 8 mit dem Bügelbauteil 81 in einer Seitenansicht dargestellt.
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In 6 ist schematisch die Frontklappe 94 des Fahrzeuges 93 mit der Schließvorrichtung 9 in einer Seitenansicht dargestellt, welche die Schließbügelvorrichtung 8 aus 5 umfasst.
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In 5 und 6 ist, wie in 1 und 2, jeweils ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt, wobei X die Fahrzeuglängsrichtung, Y die Fahrzeugbreitenrichtung und Z die Fahrzeughöhenrichtung angibt. Die Pfeilrichtung der Fahrzeuglängsrichtung X erstreckt sich von dem Fahrzeugheck zu der Fahrzeugfront, d.h. entlang der Hauptfahrrichtung des Fahrzeugs 93.
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Die Schließbügelvorrichtung 8 wird nachfolgend im Detail mit Bezug zu 5 und 6 beschrieben. Die Schließbügelvorrichtung 8 ist vorliegend in Fahrzeuglängsrichtung X verbaut, d.h. erstreckt sich parallel zur Fahrzeuglängsrichtung X.
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Die Schließbügelvorrichtung 8 ist ausgestaltet, mit dem oben beschriebenen Viergelenkscharnier 1 und dem Aktuator 6 in vorteilhafter Weise zusammenzuwirken.
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Die Schließbügelvorrichtung 8 ist als mehrteiliges Bügelbauteil ausgeführt und weist ein erstes sich in Fahrzeughöhenrichtung Z erstreckendes Bügelteil 81, ein zweites sich in Fahrzeughöhenrichtung Z erstreckendes Bügelteil 82 und ein drittes sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung X erstreckendes Bügelteil 83 auf.
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Das mehrteilige Bügelbauteil ist einstückig ausgebildet und aus einem runden Vollprofil, insbesondere aus einem Rundstahl, gebildet. Das erste und das zweite Bügelteil 81, 82 weisen jeweils ein oberes Ende 811, 821 auf. Die oberen Enden 811, 821 sind jeweils an einem Halteelement 95 der Frontklappe 94 des Fahrzeugs 93 befestigt.
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Das Fahrzeug 93 weist neben der Frontklappe 94 auch eine Fahrzeugkarosserie bzw. einen Fahrzeugrahmen 96 auf. Die Schließvorrichtung 9 weist zum Verschließen der Frontklappe 94 einen Schlosskörper 91 mit einer Schlossfalle 92 zum Umgreifen der Schließbügelvorrichtung 8 auf, um die Frontklappe 94 geschlossen zu halten.
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Hierbei ist die Schließbügelvorrichtung 8 relativ zu einer Schlossfalle 92 so angeordnet, dass die Schließbügelvorrichtung 8 in einem Kollisionsfall von der Normallage in die Schutzlage durch lineare Verschiebung verstellbar ist, ohne dass die Schlossfalle 92 geöffnet werden muss. Die Einstellung in Fahrzeuglängsrichtung X, Fahrzeugbreitenrichtung Y und Fahrzeughöhenrichtung Z kann dem Stand der Technik entnommen werden.
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Die drei Bügelteile 81, 82, 83 der Schließbügelvorrichtung 8 weisen von der Fahrzeugbreitenrichtung Y aus gesehen im Wesentlichen eine U-Form auf, wobei das dritte Bügelteil 83, welches das erste und das zweite Bügelteil 81, 82 verbindet, eine abgestufte Form aufweist.
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Genauer gesagt, weist das dritte Bügelteil 83 einen ersten Bereich 84 auf, in welchem die Schlossfalle 92 der Schließvorrichtung 9 in der Normallage der Frontklappe 94 bzw. des Viergelenkscharniers 1 angeordnet ist.
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Ferner weist das dritte Bügelteil 83 einen in Fahrzeuglängsrichtung X vor dem ersten Bereich 84 angeordneten zweiten Bereich 85 auf, in welchem die Schlossfalle 92 in der Schutzlage der Frontklappe 94 bzw. des Viergelenkscharniers 1 angeordnet ist.
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Hierbei sind der erste und zweite Bereich 84, 85 räumlich gleich orientiert, wobei sie im vorliegenden Fall horizontal, parallel zueinander und parallel zur Fahrzeuglängsrichtung X verlaufen.
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Die Anordnung der Schlossfalle 92 an dem Bügelbauteil 81 der Schließbügelvorrichtung 8 ist in 5 sowohl für die Normallage (rechts in 5) als auch für die Schutzlage (links in 5) mit unterbrochenen Linien angedeutet.
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Der erste und der zweite Bereich 84, 85 sind sowohl in Fahrzeuglängsrichtung X als auch in Fahrzeughöhenrichtung Z voneinander beabstandet angeordnet und über einen dritten Bereich 86 miteinander verbunden.
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Der dritte Bereich 86 ist sowohl zum ersten Bereich 84 als auch zum zweiten Bereich 85 geneigt ausgebildet, um einen Übergang der Schlossfalle 92 von dem ersten in den zweiten Bereich 84, 85 bei der Bewegung des Viergelenkscharniers 1 von der Normallage in die Schutzlage zu gewährleisten. Mit anderen Worten, der dritte Bereich 86 bildet einen rampenförmigen Übergang zwischen dem ersten und zweiten Bereich 84, 85.
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Da bei einer Verstellung des Viergelenkscharniers 1 von der Normal- in die Schutzlage das Scharnieroberteil 2 und damit ein in Fahrzeuglängsrichtung X hinteres Ende der Frontklappe 94 in Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten und in Fahrzeughöhenrichtung Z nach oben bewegt wird, bietet die Schließbügelvorrichtung 8 einem in Fahrzeuglängsrichtung X vorderen Ende der Frontklappe 94 die Möglichkeit diese Bewegung mitzumachen. Damit wird eine Deformation der Frontklappe 94 bei der Verstellung in die Schutzlage verhindert. Zudem wird ein Freiraum unter der Frontklappe 94 vergrößert. Vorteilhaft ist auch, dass die Frontklappe 94 nicht nach unten dreht, da die Schließbügelvorrichtung 8 von einer Vorderkante der Frontklappe 94 beanstandet angeordnet sein und so auch in Fahrzeuglängsrichtung X vorne an der Frontklappe 94 ein Freiraum für den Fußgängerschutz gewährleistet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Viergelenkscharnier
- 2
- Scharnieroberteil
- 3
- Scharnierunterteil
- 31
- Drehlagerung
- 32
- Feder
- 33
- erste Klinke
- 34
- erster Lenker
- 35
- Drehlagerung
- 36
- Drehlagerung
- 37
- zweiter Lenker
- 38
- Drehlagerung
- 39
- Drehlagerung
- 40
- zweite Klinke
- 41
- Feder
- 42
- Dorn
- 43
- Dorn
- 44
- Betätigungshebel
- 45
- Feder
- 46
- Drehlagerung
- 47
- Zwischenlenker
- 48
- Anschlag
- 49
- Anschlagschraube
- 50
- Dorn
- 6
- Aktuator
- 61
- erste Befestigungseinrichtung
- 62
- zweite Befestigungseinrichtung
- 63
- Gehäuse
- 64
- Kolben
- 65
- Gasdruckeinrichtung
- 66
- Aktuatoraufnahme
- 661
- Verrastung
- 67
- Bodenteil
- 68
- Öffnung
- 69
- Feder
- 70
- Kabelführung
- 71
- Kabel
- 72
- erstes Ende
- 73
- zweites Ende
- 74
- Dichtelement
- 75
- Nut
- 76
- Dichtring
- 8
- Schließbügelvorrichtung
- 81
- erstes Bügelteil
- 811
- oberes Ende
- 82
- zweites Bügelteil
- 821
- oberes Ende
- 83
- drittes Bügelteil
- 84
- erster Bereich
- 85
- zweiter Bereich
- 86
- dritter Bereich
- 9
- Schließvorrichtung
- 91
- Schlosskörper
- 92
- Schlossfalle
- 93
- Fahrzeug
- 94
- Frontklappe
- 95
- Halteelement
- 96
- Fahrzeugkarosserie bzw. Fahrzeugrahmen
- T
- Abstand
- U
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015203513 A1 [0003, 0004]
- DE 102008011722 A1 [0005, 0006, 0007]
