DE102022123677A1 - Vorrichtung zur Verbindung von zwei Lenkerelementen sowie Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Verbindung von zwei Lenkerelementen sowie Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung Download PDF

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von zwei Lenkerelementen, wobei die Vorrichtung aufweist ein erstes Lenkerelement, das einen ersten Lenkerabschnitt aufweist, in dem ein Langloch ausgebildet ist, und ein zweites Lenkerelement, das einen zweiten Lenkerabschnitt aufweist, der mit einem zylindrischen Verbindungselement verbunden ist, wobei das erste Lenkerelement und das zweite Lenkerelement durch Zusammenwirken von dem Langloch und dem zylindrischen Verbindungselement zumindest relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind, wobei ein erster Randabschnitt des Langlochs gegenüber angrenzenden Randabschnitten des Langlochs in Tiefenrichtung des Langlochs derart versetzt ist, dass ein Eingriffsabschnitt ausgebildet wird, mit dem der zweite Lenkerabschnitt zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung unmittelbar oder mittelbar in Eingriff steht, wobei die formschlüssige Verbindung eine Relativdrehung zwischen dem ersten Lenkerelement und dem zweiten Lenkerelement zulässt und eine translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements mittels Formschluss blockiert, wohingegen die formschlüssige Verbindung bei Aufbringung einer vorbestimmten Kraft auf das zylindrische Verbindungselement in Langlochlängsrichtung die translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements zulässt, so dass das zylindrische Verbindungselement translatorisch innerhalb des Langlochs translatorisch bewegbar ist.Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug wie ein Kraftfahrzeug, zur gelenkigen Verbindung von zwei Lenkerelementen.
  • Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
  • Herkömmlicherweise umfasst eine solche Vorrichtung ein erstes Lenkerelement und ein zweites Lenkerelement, welche über eine Drehverbindung gelenkig miteinander verbunden sind.
  • Beispielsweise können solche Vorrichtungen als ein Gelenkmechanismus bzw. eine Scharnierkinematik für die Verschwenkung der Motorhaube eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen.
  • Wenn derartige Vorrichtungen während des Betriebs hohen dynamischen Kräften bzw. Belastungen ausgesetzt werden, kann dies schließlich zum Versagen der Vorrichtung bzw. zu Beschädigungen der Vorrichtung führen. Aus diesem Grund werden derartige Vorrichtungen herkömmlicherweise mit einer sog. Überlastschutzeinrichtung bzw. einem sog. Überlastschutz ausgestattet, welche/r dann zum Einsatz kommen soll, wenn die auf Bauteile während des Betriebs der Vorrichtung wirkenden Kräfte auf eine definierte Höhe begrenzt werden sollen und andernfalls, d.h. bei Überschreiten der definierten Höhe, eine Schutzfunktion zum Einsatz kommt, die eine Beschädigung der Vorrichtung verhindert.
  • Beispielsweise kann entsprechend dem Stand der Technik eine solche Überlastschutzeinrichtung realisiert werden, indem die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung mit Sollbruchstellen versehen werden, zusätzliche, bei Belastung brechende Elemente vorgesehen werden, oder zueinander bewegliche Bauteile mit einem entsprechenden Reibwert versehen und mit entsprechender Anpresskraft beaufschlagt werden, um deren gezielten Bruch herbeizuführen.
  • Bei derartigen Überlastschutzeinrichtungen sind in der Regel mehrere zusätzliche Elemente zur Realisierung der Schutzfunktion erforderlich; beispielsweise sind diese zusätzlichen Elemente erforderlich, um eine Losbrechkraft verschiebbarer Bauteile zu definieren, sofern diese Bauteile im Normalbetrieb schwenkbar/drehbar zueinander gelagert sein müssen und eine simple Sollbruchstelle nicht einsetzbar ist. Zudem ist eine Auslösekraft für die Überlastschutzeinrichtung oftmals nicht ohne großen Aufwand bestimmbar, sondern nur mittels komplexer Analysen, da die entsprechenden dynamischen Belastungen der Vorrichtung während deren Betrieb oftmals nur recht aufwändig ermittelt werden können. Dies hat zum einen einen erhöhten konstruktiven Analyseaufwand hinsichtlich der Dimensionierung der jeweiligen Bauteile zur Folge. Zum anderen führt die Realisierung der Überlastschutzeinrichtung zu erhöhten Herstellungskosten; vor allem dann, wenn zusätzliche Elemente für die Überlastschutzeinrichtung eingesetzt werden.
  • Stand der Technik wird unter anderem durch die Druckschriften EP 1275567 A2 , CN 107724829 A und WO 2017/003641 A1 gebildet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren Dimensionierungsaufwand im Vergleich zum Stand der Technik geringer ausfällt und sich vorzugsweise auch kostengünstig herstellen lässt. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für ein Fahrzeug wie ein Kraftfahrzeug vorgesehen und dient zur gelenkigen Verbindung von zwei Lenkerelementen. Zu diesem Zweck umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein erstes Lenkerelement, das einen ersten Lenkerabschnitt aufweist, in dem ein Langloch ausgebildet ist, und ein zweites Lenkerelement, das einen zweiten Lenkerabschnitt aufweist, der mit einem zylindrischen Verbindungselement verbunden ist, wobei das erste Lenkerelement und das zweite Lenkerelement durch Zusammenwirken von dem Langloch und dem zylindrischen Verbindungselement zumindest relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind, wobei ein erster Randabschnitt des Langlochs gegenüber angrenzenden Randabschnitten des Langlochs in Tiefenrichtung des Langlochs derart versetzt ist, dass ein Eingriffsabschnitt ausgebildet wird, mit dem der zweite Lenkerabschnitt zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung unmittelbar oder mittelbar in Eingriff steht, wobei die formschlüssige Verbindung eine Relativdrehung zwischen dem ersten Lenkerelement und dem zweiten Lenkerelement zulässt und eine translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements mittels Formschluss blockiert, wohingegen die formschlüssige Verbindung bei Aufbringung einer vorbestimmten Kraft auf das zylindrische Verbindungselement in Langlochlängsrichtung die translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements zulässt, so dass das zylindrische Verbindungselement innerhalb des Langlochs translatorisch bewegbar ist.
  • Mit anderen Worten lässt die formschlüssige Verbindung ausschließlich einen rotatorischen Freiheitsgrad zwischen dem ersten Lenkerelement und dem zweiten Lenkerelement zu, sofern nicht die vorbestimmte Kraft, welche beispielsweise einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, auf das zylindrische Verbindungselement in Langlochlängsrichtung aufgebracht wird. Bei Aufbringung der vorbestimmten Kraft auf das zylindrische Verbindungselement in Langlochlängsrichtung wird allerdings die translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements zugelassen, indem der Formschluss quasi überwunden wird, so dass das erste Lenkerelement und das zweite Lenkerelement relativ zueinander drehbar und durch Zwangsführung mittels des Langlochs translatorisch bewegbar sind.
  • Somit ist es anhand der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, eine definierte bzw. vorbestimmte Kraft wie eine Losbrechkraft festzulegen, ab der miteinander drehbar verbundene Elemente bzw. Bauteile auch translatorisch verschiebbar sind. Die vorbestimmte Kraft, welche den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, lässt sich insbesondere über konstruktive Maßnahmen an den Lenkerelementen oder der formschlüssigen Verbindung einstellen; insbesondere über die Geometrie der Elemente, der Bauteildicke, die Wahl des Materials (z. B. in Bezug auf elastische und plastische Verformbarkeit).
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so weitergebildet sein, dass die formschlüssige Verbindung mittelbar mit dem zweiten Lenkerelement ausgebildet wird, indem die translatorische Bewegung über ein mit dem zylindrischen Verbindungselement gekoppeltes verformbares, insbesondere elastisch oder plastisch verformbares, Begrenzungselement blockiert wird, das mit dem als Eingriffsabschnitt fungierenden ersten Randabschnitt formschlüssig in Eingriff steht, wobei sich das Begrenzungselement bei Aufbringung der vorbestimmten Kraft so verformt, dass die translatorische Bewegung unter Aufhebung des Formschlusses zugelassen wird. Das Kraftbegrenzungselement kann vorteilhaft aus einem Werkstoff höherer Elastizität bzw. Biegefestigkeit bestehen. Der als Eingriffsabschnitt fungierende erste Randabschnitt kann beispielsweise eine zu dem Kraftbegrenzungselement korrespondierende Vertiefung/Wölbung oder Einbuchtung in Dickenrichtung des ersten Lenkerelements sein.
  • In diesem Zusammenhang kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgeführt werden, dass das verformbare Begrenzungselement ein elastisches Element, insbesondere eine Tellerfeder, ist und ein Loch aufweist, in das das zylindrische Verbindungselement eingesetzt ist. Zur Einstellung der vorbestimmten Kraft können auch mehrere in Reihe geschaltete Tellerfedern verwendet werden, die auf der gleichen Seite oder auf unterschiedlichen Seiten des ersten Lenkerelements angeordnet sein können. Auch kann das Zusammenspiel aus Vertiefung/Wölbung oder Einbuchtung und Tellerfeder vorteilhaft sein, um beispielsweise eine Spiel- und Klapperfreiheit der Vorrichtung zu erzielen.
  • Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so verwirklicht werden, dass die formschlüssige Verbindung unmittelbar mit dem zweiten Lenkerabschnitt des zweiten Lenkerelements ausgebildet wird, indem die translatorische Bewegung durch den mit dem als Eingriffsabschnitt fungierenden ersten Randabschnitt formschlüssig in Eingriff stehenden zweiten Lenkerabschnitt blockiert wird, wobei sich der zweite Lenkerabschnitt bei Aufbringung der vorbestimmten Kraft so verformt, dass die translatorische Bewegung unter Aufhebung des Formschlusses zugelassen wird. Der zweite Lenkerabschnitt kann beispielsweise in Form einer Verprägung bzw. Vertiefung ausgebildet sein. Beispielsweise sind sowohl der als Eingriffsabschnitt fungierende erste Randabschnitt des Langlochs als auch der zweite Lenkerabschnitt als Vertiefungen bzw. Wölbungen bzw. Einbuchtungen bzw. Verprägungen bzw. Auswölbungen ausgebildet und liegen aneinander an, so dass der Formschluss zumindest in Langlochlängsrichtung entsteht. Bei Aufbringen der vorbestimmten Kraft flacht der zweite Lenkerabschnitt ab, beispielsweise durch plastische Verformung, so dass die translatorische Bewegungsmöglichkeit innerhalb des Langlochs entsteht. Die Verprägung kann dabei tellerfederförmig, kegelstumpfförmig, topfförmig, etc., ausgestaltet sein, um den Formschluss zu realisieren.
  • Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart realisiert werden, dass die Verbindung des ersten Lenkerelements und des zweiten Lenkerelements durch eine Nietverbindung ausgebildet wird, die das in das Langloch eingesetzte zylindrische Verbindungselement als Niet aufweist. Alternativ ist aber ebenso eine Schraubverbindung oder ähnliches denkbar.
  • Dementsprechend kann eine Drehverbindung von den als zwei Blechteilen ausgebildeten Lenkerelementen mittels eines Niets ausgebildet werden, welche nach Überschreiten der vorbestimmten Kraft, z. B. einer festgelegten Zug- oder Schubkraft, zwischen den Blechteilen eine zusätzliche Verschiebebewegung senkrecht zur Drehachse des Niets bzw. der Nietverbindung erhält. Somit kann der Niet gemeinsam mit dem zweiten Lenkerelement in dem Langloch des ersten Lenkerelements verschiebbar sein, sofern die vorbestimmte Kraft aufgebracht wurde. Die Lenkerelemente, die über die Nietverbindung drehbar miteinander verbunden sind, können daher nach Erreichen der Auslösekraft zusätzlich eine Translationsbewegung des einen Lenkerelements einschließlich des Niets in dem Langloch des anderen Lenkerelements vollführen. Dabei kann die Nietverbindung beispielsweise so ausgestaltet sein, dass der Abstand zwischen beiden Nietköpfen an den jeweiligen Enden des Niets der Summe aus den Wandstärken der beiden Lenkerelemente, ggfs. der einen oder mehreren Tellerfedern sowie der Überhöhung der formschlussgebenden Wölbung entspricht (allesamt als „Materialpaket“ bezeichnet). Zudem kann das Materialpaket zwischen den Nietköpfen axial vorgespannt sein kann.
  • Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so weitergebildet werden, dass der als Eingriffsabschnitt fungierende erste Randabschnitt des Langlochs in Form einer kegelstumpfförmigen Wölbung ausgebildet ist, in die das zweite Lenkerelement unmittelbar oder mittelbar eingreift. Somit kann beispielsweise an einem Ende des Langlochs eine kegelstumpfförmige Wölbung bzw. Vertiefung eingebracht bzw. ausgeformt werden, die einen Formschluss mit einem (Kraft-)begrenzungselement (Tellerfeder) mit gleicher Wölbung zwischen den Nietköpfen bildet. Ebenso kann aber auch der zweite Lenkerabschnitt als kegelstumpfförmige Wölbung ausgebildet und anstelle des separaten (Kraft-)begrenzungselements (Tellerfeder) vorgesehen sein. Bei Krafteinwirkung bzw. Aufbringen der vorbestimmten Kraft flacht die kegelstumpfförmige Wölbung ab und die zusätzliche Verschiebebewegung bzw. translatorische Bewegung innerhalb des Langlochs bzw. in Langlochlängsrichtung wird ermöglicht.
  • Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgeführt werden, dass das Langloch in einen Randabschnitt des ersten Lenkerelements derart mündet, dass das Langloch einen offenen Querschnitt aufweist, so dass das erste und zweite Lenkerelement entkoppelbar sind. Dies ermöglicht eine einfache Separierung der Bauteile bzw. der Lenkerelemente, wenn das Langloch in den Bauteilrand mündet, d.h. der Bauteilrand offen ist.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug und umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt einen Lenkermechanismus zum Öffnen, Schließen und/oder Anheben einer Motorhaube ausbildet.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
    • 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 1 entlang der Schnittlinie A-A von 1;
    • 3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 1, wobei die Lenkerelemente translatorisch bewegt wurden;
    • 4 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    • 5 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
    • 6 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
  • 1 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform, während 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 1 entlang der Schnittlinie A-A von 1 zeigt.
  • In dieser konkreten ersten Ausführungsform ist die Vorrichtung 100 für ein Fahrzeug wie ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei die Vorrichtung 100 einen Lenkermechanismus zum Öffnen, Schließen und/oder Anheben einer Motorhaube des Kraftfahrzeugs ausbildet. Insbesondere dient die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur kraftgesteuerten Freigabe einer notwendigen vertikalen Bewegungsrichtung der Motorhaube für eine fußgängerschutzgerechte Anhebung aktiver Motorhauben.
  • Allerdings ist die Erfindung nicht auf den vorstehend genannten Anwendungsfall begrenzt, sondern alternative Anwendungsmöglichkeiten sind denkbar. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 als Überlastschutz von Bauteilen des Maschinenbaus gegen Beschädigung oder Bruch dienen, in Airbags, ggfs. hinter Ausstattungsteilen, vorgesehen sein, und zur Freigabe des Airbagentfaltungsraumes nach Zünden des Airbags durch Lösen von Befestigungselementen des Ausstattungsteils dienen, vorzugsweise mit Wegbegrenzung durch die Länge eines nachstehend noch näher erläuterten vorgesehenen Langlochs.
  • Wie in 1 gezeigt, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Verbindung von zwei Lenkerelementen 10, 20 vorgesehen, welche als längliche dünne Blechteile ausgebildet sind. Zu diesem Zweck umfasst die Vorrichtung 100 ein erstes Lenkerelement 10, das einen ersten Lenkerabschnitt 12 aufweist, in dem ein Langloch 14 ausgebildet ist, und ein zweites Lenkerelement 20, das einen zweiten Lenkerabschnitt 22 aufweist, der mit einem zylindrischen Verbindungselement 24 verbunden ist.
  • Im dargestellten Fall sind das erste Lenkerelement 10 und das zweite Lenkerelement 20 durch Zusammenwirken von dem Langloch 14 und dem zylindrischen Verbindungselement 24 zumindest relativ zueinander drehbar miteinander verbunden, wobei das zweite Lenkerelement 20 auch drehbar mit dem zylindrischen Verbindungselement 24 verbunden sein kann. Vorzugsweise kann zu diesem Zweck eine Lagerbuchse 30 zwischen dem zylindrischen Verbindungselement 24 und dem zweiten Lenkerelement 20 vorgesehen sein, um diese Dreh- bzw. Schwenkbewegung des zweiten Lenkerelements 20 auf dem zylindrischen Verbindungselement 24 zu ermöglichen.
  • Dabei ist, wie in 1 weiter erkannt werden kann, ein erster Randabschnitt 16 des Langlochs 14 gegenüber angrenzenden Randabschnitten des Langlochs 14 in Tiefenrichtung t (was einer Dickenrichtung der die Lenkerelemente ausbildenden Blechteile entspricht und in 1 veranschaulicht ist) des Langlochs 14 derart versetzt ist, dass eine Art Eingriffsabschnitt ausgebildet wird. Das erste Lenkerelement 10 ist vorzugsweise ein Scharnieroberteil eines Viergelenkscharniers für die Motorhaube des Kraftfahrzeugs. Das zweite Lenkerelement 20 ist in diesem Fall eine Strebe in dem Viergelenkscharnier.
  • Durch diesen Versatz des Langlochs in Form einer Vertiefung/Wölbung oder Einbuchtung in Dickenrichtung t und entsprechender Ausgestaltung des zweiten Lenkerabschnitts 22 bzw. der zugehörigen Elemente wird somit eine formschlüssige Verbindung ausgebildet, die eine Relativdrehung zwischen dem ersten Lenkerelement 10 und dem zweiten Lenkerelement 20 zulässt und eine translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements 24 mittels Formschluss blockiert. Beispielsweise ist der als Eingriffsabschnitt fungierende erste Randabschnitt 16 des Langlochs 14 in Form einer kegelstumpfförmigen Wölbung ausgebildet, wie in 1 und 3 gut erkennbar ist. Das heißt, das erste Lenkerelement 10 umfasst das Langloch 14 mit kegelstumpfförmiger Materialwölbung an dessen einem Ende, was dem Versatz des Langlochs 14 gegenüber verbleibenden Abschnitten des Langlochs 14 entspricht. Die kegelstumpfförmige Materialwölbung ist dabei zentrisch um die Drehachse des zylindrischen Verbindungselements 24 des zweiten Lenkerelements 20 angeordnet.
  • Die formschlüssige Drehverbindung kann somit eine herkömmliche Gebrauchsstellung der Vorrichtung 100 vorgeben.
  • Hingegen lässt die formschlüssige Verbindung bei Aufbringung einer vorbestimmten Kraft auf das zylindrische Verbindungselement 24, beispielsweise einer vorbestimmten Kraft, die größer als eine vorbestimmte Schwellenkraft ist, in Langlochlängsrichtung die translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements 24 zu, so dass das zylindrische Verbindungselement 24 translatorisch innerhalb des Langlochs 14 translatorisch bewegbar ist, wie in 3 veranschaulicht ist, die eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 1 zeigt, bei der das zweite Lenkerelement 20 innerhalb des Langlochs 14 verschoben bzw. translatorisch bewegt wurde. Somit kann die freigegebene Bewegungsrichtung durch die Ausgestaltung des Langloches 14 in dem ersten Lenkerelement 10 geometrisch vorgegeben und insbesondere durch das Ende das Langloches begrenzt werden. Diese Stellung kann einer Überlastschutzstellung der Vorrichtung 100 entsprechen.
  • Im konkret dargestellten Fall von 1 besteht ein mittelbarer Eingriff des zweiten Lenkerabschnitts 22 mit dem Eingriffsabschnitt zur Ausbildung des Formschlusses. Insbesondere wird im dargestellten Fall die formschlüssige Verbindung mittelbar mit dem zweiten Lenkerelement 20 dadurch ausgebildet, indem die translatorische Bewegung über ein mit dem zylindrischen Verbindungselement 24 gekoppeltes elastisch verformbares Begrenzungselement 38 blockiert wird, das mit dem als Eingriffsabschnitt fungierenden ersten Randabschnitt 16 formschlüssig in Eingriff steht. In diesem Fall ist das elastisch verformbare Begrenzungselement 38 ein elastisches Element wie eine Tellerfeder, die ein Loch aufweist, in das das zylindrische Verbindungselement 24 eingesetzt ist. Dabei verformt sich die Tellerfeder bei Aufbringung der vorbestimmten Kraft so, dass die translatorische Bewegung unter Aufhebung des Formschlusses zugelassen wird, wie in 3 dargestellt.
  • Die Verbindung des ersten Lenkerelements 10 und des zweiten Lenkerelements 20 wird durch eine Nietverbindung, beispielsweise eine Schließringnietverbindung mit Schließringbolzen, ausgebildet, die das in das Langloch 14 eingesetzte zylindrische Verbindungselement 24 als Niet aufweist, Insbesondere kann die Nietverbindung den Niet mit Nietflansch 32, Nietkopf und Unterlegscheibe 36 aufweisen. Somit wird über der Nietverbindung bzw. dem Niet das grundsätzlich ebenso gewölbte Kraftbegrenzungselement 38 in Form der Tellerfeder aufgenommen, welche flächig an der Materialwölbung des ersten Lenkerelements 10 anliegt und einen Formschluss bildet. Weiterhin kann ein an dem Niet angeformtes Vierkantprofil 40 zur Unterbindung einer Verdrehung des zweiten Lenkerelements 20 in Bezug auf den Niet vorgesehen sein, wie in 2 insbesondere ersichtlich ist.
  • Somit wird bei Zug- oder Schubbelastung des ersten Lenkerelements 10 relativ zu dem zweiten Lenkerelement 20 mit einem Kraftanteil in Längsrichtung des Langloches 14 die Bewegung entlang des Langloches 14 kraftgesteuert freigegeben, d.h. bei Erreichen der vorbestimmten Kraft, sobald die Tellerfeder in Nietachsrichtung abgeflacht ist, so dass das zylindrische Element von dem vorherigen Formschluss freigegeben wird, um sich entlang des Langlochs 14 translatorisch zu bewegen. D.h. nach Erreichen der vorbestimmen kritischen Zug- oder Schubbelastung bzw. der vorbestimmten Kraft und damit der Verschiebung der bis dahin aufeinanderliegenden Kegelstumpfflächen von Materialwölung und Tellerfeder kann das zweite Lenkerelement 20 mit dem notwendigen Spiel leicht entlang des Langloches 14 translatorsich bewegt werden.
  • 4 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform lediglich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen wird. Im in 4 dargestellten Fall sind statt einer Tellerfeder mehrere in Reihe geschaltete und teilweise angrenzende Tellerfedern an dem Niet vorgesehen, um ein höheres Niveau der Zug- oder Schubbelastung, d.h. der vorbestimmten Kraft, zu erzielen. Die Anordnung der Kraftbegrenzungselemente, beispielsweise in Form von Tellerfedern, kann somit mehrfach, und zwar ein- und/oder beidseitig an dem als längliches dünnes Blechteil ausgebildeten ersten Lenkerelement 10, wie in 4 gezeigt ist, erfolgen.
  • 5 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei bei der Beschreibung der dritten Ausführungsform lediglich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen wird. In diesem Fall ist das Kraftbegrenzungselement 38, beispielsweise in Form einer Tellerfeder, nahe des Nietkopfes 34 bzw. auf der Seite des Nietkopfes 34 an einer dem zweiten Lenkerelement 20 abgewandten Seite des ersten Lenkerelements 10 angeordnet. Dadurch kann der Abstand der entsprechenden Elemente bzw. Blechteile gegenüber den anderen Ausführungsformen verringert werden.
  • 6 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gemäß einer vierten Ausführungsform, wobei bei der Beschreibung der vierten Ausführungsform lediglich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen wird. In diesem Ausführungsbeispiel wurde das Kraftbegrenzungselement 38 als separates Bauteil, beispielweise in Form der Tellerfeder, weggelassen. Stattdessen fungiert der zweite Lenkerabschnitt als Kraftbegrenzungselement, wie nachstehend erläutert ist.
  • Dementsprechend wird die formschlüssige Verbindung unmittelbar mit dem zweiten Lenkerabschnitt 22 des zweiten Lenkerelements 20 ausgebildet, indem die translatorische Bewegung durch den mit dem als Eingriffsabschnitt fungierenden ersten Randabschnitt 16 formschlüssig in Eingriff stehenden zweiten Lenkerabschnitt 22 blockiert wird, wobei sich der zweite Lenkerabschnitt 22 bei Aufbringung der vorbestimmten Kraft so verformt, dass die translatorische Bewegung unter Aufhebung des Formschlusses zugelassen wird. Wie in 6 dargestellt ist, sind der Eingriffsabschnitt und der zweite Lenkerabschnitt 22 in Form von korrespondierenden Wölbungen ausgestaltet, welche axial in Bezug auf die Nietverbindung übereinanderliegen, wobei sich der zweite Lenkerabschnitt 22 in Form der korrespondierenden Wölbung bei Erreichen der vorbestimmten Kraft plastisch verformt, wodurch die beiden Lenkerelemente 10 und 20 translatorisch bewegbar sind. Neben der Tellerfeder kann in dieser Ausführungsform auch eine Buchse bzw. Lagerbuchse weggelassen werden.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1275567 A2 [0008]
    • CN 107724829 A [0008]
    • WO 2017/003641 A1 [0008]

Claims (8)

  1. Vorrichtung (100), insbesondere für ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Kraftfahrzeug, zur gelenkigen Verbindung von zwei Lenkerelementen (10, 20), wobei die Vorrichtung (100) aufweist ein erstes Lenkerelement (10), das einen ersten Lenkerabschnitt (12) aufweist, in dem ein Langloch (14) ausgebildet ist, und ein zweites Lenkerelement (20), das einen zweiten Lenkerabschnitt (22) aufweist, der mit einem zylindrischen Verbindungselement (24) verbunden ist, wobei das erste Lenkerelement (10) und das zweite Lenkerelement (20) durch Zusammenwirken von dem Langloch (14) und dem zylindrischen Verbindungselement (24) zumindest relativ zueinander drehbar miteinander verbunden sind, wobei ein erster Randabschnitt (16) des Langlochs (14) gegenüber angrenzenden Randabschnitten des Langlochs (14) in Tiefenrichtung (t) des Langlochs (14) derart versetzt ist, dass ein Eingriffsabschnitt ausgebildet wird, mit dem der zweite Lenkerabschnitt (22) zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung unmittelbar oder mittelbar in Eingriff steht, wobei die formschlüssige Verbindung eine Relativdrehung zwischen dem ersten Lenkerelement (10) und dem zweiten Lenkerelement (20) zulässt und eine translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements (24) mittels Formschluss blockiert, wohingegen die formschlüssige Verbindung bei Aufbringung einer vorbestimmten Kraft auf das zylindrische Verbindungselement (24) in Langlochlängsrichtung die translatorische Bewegung des zylindrischen Verbindungselements (24) zulässt, so dass das zylindrische Verbindungselement (24) translatorisch innerhalb des Langlochs (14) translatorisch bewegbar ist.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die formschlüssige Verbindung mittelbar mit dem zweiten Lenkerelement (20) ausgebildet wird, indem die translatorische Bewegung über ein mit dem zylindrischen Verbindungselement (24) gekoppeltes verformbares, insbesondere elastisch oder plastisch verformbares, Begrenzungselement blockiert wird, das mit dem als Eingriffsabschnitt fungierenden ersten Randabschnitt (16) formschlüssig in Eingriff steht, wobei sich das Begrenzungselement bei Aufbringung der vorbestimmten Kraft so verformt, dass die translatorische Bewegung unter Aufhebung des Formschlusses zugelassen wird.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das verformbare Begrenzungselement ein elastisches Element, insbesondere eine Tellerfeder, ist und ein Loch aufweist, in das das zylindrische Verbindungselement (24) eingesetzt ist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die formschlüssige Verbindung unmittelbar mit dem zweiten Lenkerabschnitt (22) des zweiten Lenkerelements (20) ausgebildet wird, indem die translatorische Bewegung durch den mit dem als Eingriffsabschnitt fungierenden ersten Randabschnitt (16) formschlüssig in Eingriff stehenden zweiten Lenkerabschnitt (22) blockiert wird, wobei sich der zweite Lenkerabschnitt (22) bei Aufbringung der vorbestimmten Kraft so verformt, dass die translatorische Bewegung unter Aufhebung des Formschlusses zugelassen wird.
  5. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindung des ersten Lenkerelements und des zweiten Lenkerelements durch eine Nietverbindung ausgebildet wird, die das in das Langloch (14) eingesetzte zylindrische Verbindungselement als Niet aufweist.
  6. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Randabschnitt (16) des Langlochs (14) in Form einer kegelstumpfförmigen Wölbung ausgebildet ist, in die das zweite Lenkerelement (20) unmittelbar oder mittelbar eingreift.
  7. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Langloch (14) in einen Randabschnitt des ersten Lenkerelements (10) derart mündet, dass das Langloch (14) einen offenen Querschnitt aufweist, so dass das erste und zweite Lenkerelement entkoppelbar sind.
  8. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) einen Lenkermechanismus zum Öffnen, Schließen und/oder Anheben einer Motorhaube ausbildet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1275567A2 (de) 2001-07-10 2003-01-15 Kia Motors Corporation Fahrzeug-Haubengelenk
WO2017003641A1 (en) 2015-06-29 2017-01-05 Multimatic Patentco, Llc Pedestrian protection automotive hinge
CN107724829A (zh) 2017-11-21 2018-02-23 长沙翼希网络科技有限公司 汽车铰链结构及采用该汽车铰链结构的汽车

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