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Die Erfindung betrifft eine Frontstruktur für einen Kraftwagen, aufweisend wenigstens ein frontseitig mit einer Haube verbindbares Haubenschloss, wenigstens eine heckseitig mit der Haube verbindbare Scharniereinheit und wenigstens einen in einem Extremereignis aktivierbaren Aktuator aufweist, wobei das Haubenschloss wenigstens einen an der Haube fixierbaren Schließbügel und wenigstens eine Schlossfalle aufweist, wobei der Schließbügel in einem Schließzustand des Haubenschlosses in einer Wagenlängsrichtung der Frontstruktur verschiebbar an der Schlossfalle geführt ist, wobei die Scharniereinheit wenigstens einen um eine in einer Wagenquerrichtung der Frontstruktur verlaufende Gelenkachse zumindest mittelbar gelenkig mit der Haube und um eine in der Wagenquerrichtung verlaufende weitere Gelenkachse zumindest mittelbar gelenkig mit einer Wagenkarosserie verbindbaren Lenker aufweist, wobei der Aktuator derart relativ zu dem Lenker angeordnet ist, dass ein zumindest mittelbar mit der Haube verbindbarer frontseitiger Endabschnitt des Lenkers bei einer Aktivierung des Aktuators mittels des Aktuators um die weitere Gelenkachse in der Wagenlängsrichtung um eine bestimmte Strecke heckseitig verschwenkbar ist.
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Einer der wichtigsten aktuellen Tests für die Versicherungseinstufung eines Kraftwagens ist ein Aufprall mit 40% Versatz bei 15 km/h auf eine Stahlbarriere. Nach dem Aufprall werden Ersatzteil- und Arbeitskosten für eine Reparatur des Kraftwagens berechnet. Dies bestimmt die anfängliche Versicherungseinstufung des Kraftwagens bei seiner Markteinführung, die sich stark auf Betriebskosten des Kraftwagens auswirkt, weshalb es wichtig ist, eine günstige Versicherungseinstufung zu erreichen.
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Eine Fronthaube eines Kraftwagens gehört in der Regel zu den bei den Tests beschädigten Teilen. Ein für den Ersatz einer Fronthaube erforderlicher Lackier- und Aushärtungsprozess macht eine Fronthaube zu einem sehr wertvollen Ersatzteil. Um den Ersatz von Fronthauben weitestgehend zu vermeiden, werden Fronthauben häufig verkürzt ausgebildet, wobei ein dadurch freigewordener Frontabschnitt des Kraftwagens mit einer frontseitigen Stoßfängerverkleidung belegt wird, die nach einem frontseitigen Extremereignis ohnehin ersetzt werden muss. Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass eine entsprechend höhere und längere Stoßfängerverkleidung einen größeren Kostenanstieg verursacht, als die Verkürzung der Fronthaube einspart.
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Aus dem Stand der Technik sind Aufstellsysteme für Fronthauben bekannt, die beim Aufprall eines Fußgängers die Fronthaube im Windschutzscheibenbereich anheben und dabei um ein frontseitiges Haubenschloss drehen. Dies geschieht mithilfe von Aktuatoren, die im heckseitigen Scharnierbereich einer Fronthaube angeordnet sind und in heckseitigen Scharnieren der Fronthaube eine neue Drehachse frei machen, wonach die Fronthaube mittels der Aktuatoren in kürzester Zeit nach oben geschoben wird. Dadurch kann der Kopf eines Fußgängers in die relativ weiche Haube eintauchen und abgebremst werden und läuft nicht Gefahr, auf harte Komponenten unter der Fronthaube, wie Motorteile oder Federbeindome, zu schlagen und fatale Verletzungen zu erleiden.
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Eine Frontstruktur der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
US 2020 / 023 806 A1 bekannt. Die
US 8 534 410 B2 offenbart ebenfalls eine Frontstruktur, mit der eine Fronthaube im Kollisionsfall angehoben und heckseitig verlagert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfach aufgebaute Möglichkeit zum Anheben und heckseitigen Verlagern einer Fronthaube eines Kraftwagens bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Frontstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, dessen Scharniereinheit wenigstens ein Extremereigniselement aufweist, das einerseits mit dem Lenker und andererseits auf einer dem Aktuator abgewandten Seite des Lenkers über wenigstens eine Sollbruchstelle mit einem mit der Haube verbindbaren Verbindungselement der Scharniereinheit verbunden ist.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Erfindungsgemäß löst sich in einem Extremereignis oder einem mittels einer Fahrzeugelektronik vorhergesagten Extremereignis das Extremereigniselement unter Wirkung des Aktuators im Bereich der Sollbruchstelle von dem Verbindungselement, wodurch die Haube, insbesondere Fronthaube, und/oder das Verbindungselement einerseits und der Lenker andererseits um die Gelenkachse frei verschwenkbar miteinander verbunden sind. Bei einer sich an das Lösen der Sollbruchstelle anschließenden Verschwenkung des Lenkers um die weitere Gelenkachse mittels des Aktuators wird ein heckseitiger Abschnitt der Haube angehoben und gleichzeitig heckseitig verlagert. Dabei ist diese heckseitige Verlagerung der Haube bei in dem Schließzustand befindlichem Haubenschloss nur möglich, da der Schließbügel in dem Schließzustand des Haubenschlosses in der Wagenlängsrichtung der Frontstruktur verschiebbar an der Schlossfalle geführt ist. Während des heckseitigen Anhebens und der heckseitigen Verlagerung der Haube bleibt diese also an dem Haubenschloss gesichert.
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Durch die heckseitige Verlagerung der Haube wird diese aus dem von dem Extremereignis betroffenen Frontbereich entfernt. Hierdurch kann die Haube im Extremfall sogar erhalten werden und muss anschließend nicht ersetzt werden, wobei zudem eine lange Haube eingesetzt werden kann. Eine lange Haube ist wesentlich effizienter. Zudem sind Montageerfordernisse robuster zu erreichen, da die schwierigste Passung zwischen kurzer Haube und Stoßfängerverkleidung einfach wegfällt. Zudem ist ein unterhalb der Haube befindlicher Raum besser zugänglich, da der Stoßfänger wesentlich kleiner gehalten und die Haube einfach nach oben weggeklappt werden kann.
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Bei nicht gelöster Sollbruchstelle ist der Lenker mittels des Extremereigniselements ungelenkig mit der Haube verbunden, so dass die Haube in eine Offenstellung verschwenkt werden kann, indem die Haube zusammen mit dem Lenker um die weitere Gelenkachse verschwenkt wird.
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Das Extremereigniselement kann beispielsweise stabförmig ausgebildet sein. Das Extremereigniselement kann gelenkig oder starr mit dem Lenker verbunden sein. Das Extremereigniselement kann sich ausschließlich von dem Lenker zu dem Verbindungselement erstrecken. Die Sollbruchstelle kann durch eine Materialschwächung, beispielsweise eine Materialreduzierung, ausgebildet sein. Die Sollbruchstelle kann derart ausgebildet sein, dass sie bei einer Beanspruchung mit einer vorgegebenen Zugkraft aufbricht. Das Extremereigniselement kann über die Sollbruchstelle starr mit dem Verbindungselement verbunden sein. Die Scharniereinheit kann auch zwei oder mehr Extremereigniselemente und Sollbruchstellen aufweisen. Das Verbindungselement kann an einer Innenseite der Haube fixiert werden.
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Der Schließbügel des Haubenschlosses weist einen in Wagenlängsrichtung verlaufenden, geradlinig ausgebildeten Bügelabschnitt auf, der an der Schlossfalle gehalten wird.
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Der Lenker der Scharniereinheit ist um die in der Wagenquerrichtung der Frontstruktur verlaufende Gelenkachse zumindest mittelbar gelenkig mit der Haube verbunden, wobei jedoch Schwenkbewegungen der Haube relativ zum Lenker, und umgekehrt, erst möglich sind, nachdem die Sollbruchstelle gelöst worden ist. Hingegen ist der Lenker stets um die in der Wagenquerrichtung verlaufende weitere Gelenkachse zumindest mittelbar gelenkig mit der Wagenkarosserie verbindbar bzw. verbunden. Hierzu kann die Scharniereinheit wenigstens ein weiteres Verbindungselement aufweisen, das an der Wagenkarosserie befestigbar bzw. befestigt ist und an dem der Lenker um die weitere Gelenkachse schwenkbar gelagert ist. Der Lenker kann beispielsweise als Stablenker ausgebildet sein. Die Scharniereinheit kann auch zwei oder mehr Lenker aufweisen. Die Frontstruktur kann insbesondere zwei heckseitige Scharniereinheiten aufweisen.
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Dass der Aktuator in einem Extremfall aktivierbar ist oder aktiviert wird, soll bedeuten, dass der Aktuator beim Auftreten eines Extremereignisses oder bei Vorhersage eines Extremereignisses durch eine Wagenelektronik, also kurzzeitig vor einem tatsächlichen Extremereignis aktiviert werden kann. Wird der Aktuator entsprechend aktiviert, gelangt er zunächst in Kontakt mit dem Lenker, wodurch eine Zugkraft auf die Sollbruchstelle ausgeübt wird, die die Sollbruchstelle aufbrechen lässt. Das weitere Einwirken des Aktuators auf den Lenker führt dann zu einer Verschwenkung des Lenkers um die weitere Gelenkachse, wodurch der Lenker aus einer Ausgangsstellung, in der sich der Lenker ausgehend von der weiteren Gelenkachse in Wagenlängsrichtung frontseitig erstreckt, angehoben bzw. aufgestellt und dabei heckseitig verschwenkt wird. Hierdurch wird ein heckseitiger Abschnitt der Haube angehoben und die Haube insgesamt heckseitig verlagert.
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Der Kraftwagen kann beispielsweise ein Personenkraftwagen oder ein Nutzkraftwagen sein. Der Kraftwagen weist eine Haube, insbesondere Fronthaube, auf und ist ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Aktuator wenigstens ein vorgespanntes Federelement auf. Die Effizienz eines federbasierten Aktuators ist grundsätzlich besser als die eines Aktuators mit Treibsatz, da federbasierte Aktuatoren reversibel eingesetzt werden können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigt:
- 1A eine schematische Seitenansicht eines Haubenschlosses eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Frontstruktur;
- 1B eine schematische Frontansicht des in 1A gezeigten Haubenschlosses;
- 2A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Frontstruktur in einem Normalzustand; und
- 2B eine schematische Darstellung der in 2A gezeigten Frontstruktur in einem Kollisionszustand.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Haubenschlosses 1 eines Ausführungsbeispiels für eine in den 1A und 1B nicht gezeigte erfindungsgemäße Frontstruktur eines nicht gezeigten Kraftwagens. Die Frontstruktur kann entsprechend den 2A und 2B ausgebildet sein. Das Haubenschloss 1 ist frontseitig mit einer Haube 7 des Kraftwagens verbindbar.
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Das Haubenschloss 1 weist einen an der Haube 7 fixierbaren Schließbügel 2 und eine Schlossfalle 3 auf. Der Schließbügel 2 ist in dem gezeigten Schließzustand des Haubenschlosses 1 in einer durch den Doppelpfeil 4 angedeuteten Wagenlängsrichtung der Frontstruktur verschiebbar an der Schlossfalle 3 geführt.
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1B zeigt eine schematische Frontansicht des in 1A gezeigten Haubenschlosses 1. Es ist eine Falle 5 der Schlossfalle 3 gezeigt, die in dem gezeigten Schließzustand des Haubenschlosses 1 den Schließbügel 2 an der Schlossfalle 3 sichert.
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2A zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Frontstruktur 6 eines nicht gezeigten Kraftwagens in einem Normalzustand.
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Die Frontstruktur 6 weist ein frontseitig mit der Haube 7 des Kraftwagens verbundenes, nicht in den 2A und 2B gezeigtes Haubenschloss auf, das entsprechend dem in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein kann.
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Zudem weist die Frontstruktur 6 eine heckseitig mit der Haube 7 verbundene Scharniereinheit 8 auf. Die Scharniereinheit 8 weist einen um einen in einer senkrecht auf der Zeichenebene von 2A stehenden Wagenquerrichtung der Frontstruktur 6 verlaufende Gelenkachse 9 mittelbar gelenkig mit der Haube 7 und um eine in der Wagenquerrichtung verlaufende weitere Gelenkachse 10 mittelbar gelenkig mit einer Wagenkarosserie 11 des Kraftwagens verbundenen Lenker 12 auf. Der Lenker 12 ist über ein Verbindungselement 13 der Scharniereinheit 8 mittelbar mit der Haube 7 und über ein weiteres Verbindungselement 14 der Scharniereinheit 9 mittelbar mit der Wagenkarosserie 11 verbunden.
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Zudem weist die Frontstruktur 6 einen in einem Extremereignis aktivierbaren Aktuator 15 auf. Der Aktuator 15 ist derart relativ zu dem Lenker 12 angeordnet, dass ein über das Verbindungselement 13 mittelbar mit der Haube 7 verbundener frontseitiger Endabschnitt 16 des Lenkers 12 bei einer Aktivierung des Aktuators 15 mittels des Aktuators 15 um die weitere Gelenkachse 10 in der Wagenlängsrichtung um eine bestimmte Strecke heckseitig verschwenkbar ist, wie es aus einer Zusammenschau der 2A und 2B ersichtlich ist. Der Aktuator 15 kann wenigstens ein nicht gezeigtes vorgespanntes Federelement aufweisen.
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Ferner weist die Scharniereinheit 8 ein Extremereigniselement 17 auf, das einerseits mit dem Lenker 12 und andererseits auf einer dem Aktuator 15 abgewandten Seite des Lenkers 12 über eine Sollbruchstelle 18 mit dem mit der Haube 7 verbundenen Verbindungselement 13 der Scharniereinheit 8 verbunden ist.
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In dem in 2A gezeigten Normalzustand der Frontstruktur 6 ist der Aktuator 15 nicht aktiviert bzw. eingefahren und die Sollbruchstelle 18 besteht, so dass das Extremereigniselement 17 eine Verschwenkung der Haube 7 relativ zu dem Lenker 12, und umgekehrt, blockiert. Wird die Haube 7 frontseitig angehoben, wird sie zusammen mit dem Lenker 12 um die weitere Gelenkachse 10 verschwenkt, um einen unter der Haube 7 liegenden Raum 19 zugänglich zu machen.
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2B zeigt eine schematische Darstellung der in 2A gezeigten Frontstruktur 6 in einem Extremereigniszustand. Der Extremereigniszustand geht dadurch aus dem in 2A gezeigten Normalzustand hervor, dass der Aktuator 15 aktiviert bzw. ausgefahren worden ist, wodurch der Aktuator 15 nach seinem Kontakt mit dem Lenker 12 stoßhaft eine Zugkraft auf die Sollbruchstelle 18 ausgeübt hat, wodurch die Sollbruchstelle 18 aufgebrochen worden ist. Hierdurch kann die Haube 7 um die Gelenkachse 9 relativ zu dem Lenker 12, und umgekehrt verschwenkt werden, was mittels der Einwirkung des Aktuators 15 auch erfolgt ist. Dadurch ist der gezeigte heckseitige Bereich der Haube 7 angehoben und die Haube 7 insgesamt heckseitig, also in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach hinten verlagert worden.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Haubenschloss
- 2
- Schließbügel
- 3
- Schlossfalle
- 4
- Doppelpfeil (Verschiebbarkeit von 2)
- 5
- Falle
- 6
- Frontstruktur
- 7
- Haube
- 8
- Scharniereinheit
- 9
- Gelenkachse
- 10
- weitere Gelenkachse
- 11
- Wagenkarosserie
- 12
- Lenker
- 13
- Verbindungselement
- 14
- weiteres Verbindungselement
- 15
- Aktuator
- 16
- Endabschnitt von 12
- 17
- Extremereigniselement
- 18
- Sollbruchstelle
- 19
- Raum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2020023806 A1 [0005]
- US 8534410 B2 [0005]
