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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge und insbesondere einen
Fußgängerschutz-Aktuator
zum Verlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs in eine relativ
zu der Normalposition angehobene Schutzposition, aufweisend
- (a) ein erstes Teil und ein relativ zu dem
ersten Teil verlagerbar angeordnetes zweites Teil, wobei das erste
Teil und das zweite Teil zum Anschließen an der Fahrzeugkarosserie
bzw. an der Fronthaube ausgebildet sind;
- (b) eine Verriegelungseinrichtung, die in der Ausgangsposition
das zweite Teil relativ zu dem ersten Teil festlegt; und
- (c) eine Energiespeichereinrichtung, die zwischen dem ersten
Teil und dem zweiten Teil angeschlossen ist, um dieses aus einer
Ausgangsposition in eine Ausfahrposition zu verlagern.
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Ein
derartiger Fußgängerschutz-Aktuator
ist beispielsweise aus
DE
100 33 126 A1 ,
DE
199 22 454 A1 oder
DE 100 43 931 A1 bekannt. Ein ähnlicher
Fußgängerschutz-Aktuator
ist aus
DE 197 21 565
A1 bekannt. Fußgängerschutz-Aktuatoren
werden bei den Fronthauben von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um für den Fall
einer Kollision mit einem Fußgänger oder
mit einem Radfahrer das Verletzungsrisiko für diesen zu minimieren. Sensoren,
die beispielsweise im Bereich der vorderen Stoßstange angeordnet sind, erfassen
einen Aufprall und lösen
in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich den oder die Fußgängerschutz-Aktuatoren
aus, die an der Fronthaube angeordnet sind. Typischerweise sind
mehrere, vorzugsweise zwei oder vier, Fußgängerschutz-Aktuatoren an der
Fronthaube eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Es ist günstig, wenn
Fußgängerschutz-Aktuatoren
beispielsweise zwischen der Karosserie des Fahrzeugs und dem Scharnierfuß des Scharniers,
mit dem die Fronthaube beweg lich an dem Kraftfahrzeug angeschlossen
ist, vorgesehen sind. Der Grund hierfür liegt darin, dass dann das Scharnier
zusammen mit der Fronthaube angehoben werden kann und kein Mechanismus
vorgesehen ist, um vor einem Anheben die Fronthaube zu lösen.
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Eine
Auslösung
des Aktuators erfolgt typischerweise in solchen Situationen nicht,
wo sich das Fahrzeug annähernd
im Stillstand befindet. Eine Auslösung erfolgt auch dann typischerweise
nicht, wenn das Fahrzeug die Geschwindigkeit überschreitet, bei der der Fußgängerschutz-Aktuator
keine Wirkung mehr entfalten kann.
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Grundsätzlich sind
sehr kurze Öffnungszeiten
erforderlich, um sicherzustellen, dass die Fronthaube beim Aufprall
bereits in der Schutzposition befindet oder sich zumindest aus der
Normalposition schon angehoben ist. Typischerweise hält der Fußgängerschutz-Aktuator
die Fronthaube in der Schutzposition. Er ist deshalb günstigerweise
auch derart ausgebildet, dass er die Fronthaube in der Schutzposition
elastisch nachgiebig anordnet und damit den Aufprall des Fußgängers dämpft. Diese
elastische Nachgiebigkeit der gesamten Fronthaube ist ein Schutzmechanismus.
Ein weiterer Schutzmechanismus ist darin begründet, dass die Fronthaube in
der angehobenen Schutzposition leichter verformbar ist, da die darunter
befindlichen Teile, typischerweise der Motor des Fahrzeugs und Nebenaggregate,
ausreichend weit von der Haube entfernt sind, um eine Verformung
der an sich relativ weichen Haut der Haube zuzulassen. Kriterien,
die die Öffnungsgeschwindigkeit
der Fronthaube mitbestimmen, sind zum einen die durch die Energiespeichereinrichtung
bereitgestellte Öffnungskraft
des Fußgängerschutz-Aktuators und
zum anderen die Zeit, die zum Entriegeln der Verriegelungseinrichtung
benötigt
wird. Beide Mechanismen stehen in einer Wechselbeziehung miteinander,
da die Losbrechkraft für
die Verriegelungseinrichtung normalerweise um so größer ist,
je größer die
von der Energiespeichereinrichtung bereitgestellte Energie zwischen
dem ersten und dem zweiten Teil ist. Aus diesem Grund wurden bereits
Fußgängerschutz-Aktuatoren
vorgeschlagen, die als Auslöseelemente
für die
Verriegelungseinrichtung pyrotechnische Schubelemente verwenden,
oder die als Energiespeichereinrichtungen pyrotechnische Elemente
verwenden. Derartige Energiespeicherein richtungen haben den Nachteil,
dass sie vor einer erneuten Verwendung des Fußgängerschutz-Aktuators nach einem
Ausfall erst in der Werkstatt ersetzt werden müssen.
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Grundsätzlich ist
ein Problem bei derartigen Aktuatoren, dass ein erheblicher Anteil
der Auslösungen
bei Bagatellunfällen
oder unbedeutenden Remplern erfolgt. Es ist leicht einsehbar, dass
es höchst unerwünscht ist,
wenn solche Rempler einen kostenträchtigen Werkstattaufenthalt
nach sich ziehen, allein zu dem Zweck, die Aktuatoren wieder einsatzbereit
zu machen. Es liegt auf der Hand, dass dadurch die Akzeptanz derartiger
Aktuatoren für
potenzielle Käufer
erheblich beeinträchtigt
wird. Dabei ist es insbesondere nicht nur ein Problem, den Fußgängerschutz-Aktuator
wieder durch das Ersetzen des pyrotechnischen Elements in einen
einsatzbereiten Zustand zurückzuversetzen,
sondern es ist auch häufig für den Benutzer
des Fahrzeugs nicht möglich,
die Haube wieder in ihre Ausgangsposition zurückzusetzen. Die für das Anheben
der Haube erforderlichen Energiespeichereinrichtungen, typischerweise
Federn, sind häufig
so ausgelegt, dass es für
den Benutzer praktisch nicht möglich
ist, diese von Hand zurückzustellen,
oder es besteht bei einer Rückstellung von
Hand das Risiko einer Beschädigung
der Fronthaube. Es ist aus mehreren Gründen erforderlich, die Fronthaube
des Kraftfahrzeugs nach einer Auslösung möglichst schnell wieder in die
Normalposition zurückzubringen.
So ist die Fronthaube ein nicht zu vernachlässigendes Strukturbauteil der
Karosserie. Die geschlossene und verriegelte Fronthaube ist in die
Kraftübertragungswege
der Karosserie eingebunden, die beispielsweise bei einem Unfall
für eine
kontrollierte Vernichtung der kinetischen Energie zum Schutz der
Insassen des Fahrzeugs sorgen. Ein weiterer Grund ist die unzureichende
Befestigung der Fronthaube an der Fahrzeugkarosserie im angehobenen
Zustand. So kann sich die nach einem Bagatellunfall angehobene Fronthaube
beispielsweise bei einem Anschlussunfall losreißen und ernsthafte Schäden, insbesondere
an der Fahrzeugbesatzung oder Dritten, verursachen.
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Das
Problem der unzureichenden Befestigung der Fronthaube bei ausgelöstem Fußgängerschutz-Aktuator
ist bei vielen Fußgängerschutz-Aktuatoren,
insbesondere bei solchen mit Druckfedern als Energiespeichereinrichtungen,
ein ganz besonderes Problem. Bei derartigen Konstruktionen halten
im Wesentlichen nur die entspannten Druckfedern die Fronthaube an
der Karosserie des Fahrzeugs fest. Man kann sich unschwer vorstellen,
wie relativ leicht die Fronthaube komplett abgerissen werden kann, beispielsweise
bei einem starken Bremsmanöver oder
bei einem Anschlussaufprall. Es ist deshalb bei der jüngsten Entwicklung
auf diesem Gebiet auch immer ein Thema gewesen, die Befestigung
der Fronthaube an der Karosserie im ausgelösten Zustand des Fußgängerschutz-Aktuators
zu verbessern.
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Ein
weiteres Problem bei derartigen Fußgängerschutz-Aktuatoren ist der
Platzbedarf. So ist das Fronthaubenscharnier typischerweise an dem Längsträger der
Karosserie angeordnet, der typischerweise ein aus Blech gebogenes
Rechteckprofil ist. Dieses Rechteckprofil ist zwar innen hohl, es
ist jedoch höchst
unerwünscht,
große Öffnungen
in diesem Längsträger vorzusehen,
um den Fußgängerschutz-Aktuator in diesem
Hohlraum anzuordnen, da diese Öffnungen
zu einer Schwächung
des Längsträgers führen. Insbesondere
Konstruktionen mit Druckfedern als Energiespeichereinrichtungen
haben typischerweise eine quaderförmige Gestalt. Entsprechend
groß müsste eine Öffnung in
dem Längsträger sein,
um diese Fußgängerschutz-Aktuatoren
aufzunehmen. Grundsätzlich
sind deshalb möglichst
flach bauende Fußgängerschutz-Aktuatoren
wünschenswert,
die im oder knapp neben dem Längsträger eingebaut
werden können.
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Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fußgängerschutz-Aktuator der beschriebenen
Art bereitzustellen, der einen sehr flachen Aufbau haben kann, der
einfach aufgebaut ist, kostengünstig
hergestellt werden kann und der auch im ausgefahrenen Zustand eine
sichere Verbindung der Haube zur Karosserie des Fahrzeugs sicherstellen
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Scharnier gemäß Anspruch 1 gelöst. Insbesondere
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß geleistet
durch
zwei Bewegungshebel, die drehbar an dem ersten Teil und
an dem zweiten Teil derart angeschlossen sind, dass sie bei einer
Drehung um die Drehpunkte an dem ersten und dem zweiten Teil das
zweite Teil relativ zu dem ersten Teil aus der Ausgangsposition in
die Ausfahrposition verlagern, wobei die Energiespeichereinrichtung
an einem der Bewegungshebel angeschlossen ist;
das Merkmal,
dass das erste Teil des Aktuators zum Anschließen an der Fahrzeugkarosserie
und das zweite Teil des Aktuators zum Anschließen an dem Scharnier ausgebildet
sind, so dass bei einer Verlagerung des zweiten Teils relativ zu
dem ersten Teil der Aktuator das Scharnier zusammen mit der Fronthaube
in die Schutzposition anhebt;
das Merkmal, dass das Scharnier
ein Viergelenk-Scharnier aufweist, das zwei Hebelelemente aufweist,
die an zwei Drehpunkten an dem zweiten Teil des Aktuators angeschlossen
sind; und
das Merkmal, dass die zwei Drehpunkte der zwei Bewegungshebel
des Aktuators an dem zweiten Teil mit den Drehpunkten der Hebelelemente
des Viergelenkscharniers zusammenfallen.
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Das
erste Teil, das zweite Teil und die Bewegungshebel können in
der Form von Flachmaterial-Streben ausgebildet sein, so dass der
Grundaufbau des Fußgängerschutz-Aktuators
in einer Richtung parallel zu den Drehachsen im Wesentlichen auf die
Dicke der Flachmaterial-Streben beschränkt sein kann. Es sogar vorstellbar,
das erste oder das zweite Teil des Fußgängerschutz-Aktuators integral
mit einem Karosseriebauteil auszubilden, so dass der Grundaufbau
des Fußgängerschutz-Aktuators
um die Materialstärke
dieses Teils reduziert ist. Die Bewegungshebel, die an dem ersten
Teil und an dem zweiten Teil drehbar angeschlossen sind, stellen
eine sichere Verbindung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten
Teil sicher, über
die auch in der Ausfahrposition des Fußgängerschutz-Aktuators erhebliche Kräfte übertragen
werden können.
Die Energiespeichereinrichtung kann an einem der Bewegungshebel so
angeschlossen sein, dass sie ein Drehmoment um einen der Drehpunkte
des Bewegungshebels in Richtung Ausfahrposition liefert. Es können jedoch
an jedem der Bewegungshebel jeweils eine Energiespeichereinrichtung
oder auch mehrere Energiespeichereinrichtungen angeschlossen sein.
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Vorzugsweise
ist die Energiespeichereinrichtung eine Feder und besonders bevorzugt
eine Torsionsfeder, wobei es besonders bevorzugt ist, deren Torsionsachse
im Wesentlichen mit einer der Drehachsen eines der Drehpunkte des
Bewegungshebels zusammenfallend anzuordnen. So kann es günstig sein,
eine oder mehrere Spiralfedern als Energiespeichereinrichtungen
zu verwenden. Spiralfedern können
sehr flach aufgebaut sein, so dass der grundsätzlich sehr flache Fußgängerschutz-Aktuator
durch die Spiralfeder nicht wesentlich dicker wird. Alternativ kann
eine auf Torsion beanspruchte Schraubenfeder als Energiespeichereinrichtung
verwendet werden. Diese kann beispielsweise um einen verlängerten Bolzen
herum angeordnet sein, der gleichzeitig den Drehbolzen zwischen
dem ersten bzw. dem zweiten Teil und dem Bewegungshebel bildet.
Der Bolzen mit der Schraubenfeder kann beispielsweise durch eine relativ
kleine Öffnung
hindurch im Längsträger des Fahrzeugs
angeordnet werden.
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Vorzugsweise
ist ein pyrotechnisches Schubelement derart an der Verriegelungseinrichtung
angeschlossen, dass es bei einer Auslösung die Verriegelung aufhebt
und eine Verlagerung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil zulässt. Pyrotechnische Schubelemente
können
besonders hohe Auslösekräfte bereitstellen,
wodurch die Öffnungszeit
des Aktuators verkürzt
sein kann.
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Vorzugsweise
weist die Energiespeichereinrichtung ein pyrotechnisches Schubelement
auf. Pyrotechnische Schubelemente können durch ihr explosionsartiges
Auslösen
in relativ kurzer Zeit sehr große
Kräfte
bereitstellen, so dass die Verfahrbewegung zwischen dem ersten und
dem zweiten Teil, d. h. die Öffnungsbewegung
des Aktuators, innerhalb kürzester
Zeit abgeschlossen sein kann. Das pyrotechnische Schubelement kann
alleine oder in Kombination mit anderen Energiespeichereinrichtungen, beispielsweise
Federn, pneumatischen und hydraulischen Speichereinrichtungen, etc.
die Energiespeichereinrichtung bilden. Es ist besonders günstig, wenn
das pyrotechnische Schubelement in Verbindung mit Federn die Energiespeichereinrichtung
bildet. Somit können
zum einen sehr kurze Auslösezeiten
realisiert werden, und es kann weiterhin sichergestellt sein, dass
der Aktuator in der ausgefahrenen Position nicht festgelegt ist,
sondern gegen die Kraft einer Feder zurück bewegt werden kann, so dass
er den Aufprall einer Person dämpfen
kann. Das Verhältnis
von Federkraft zu der Kraft des pyrotechnischen Schubelements kann
dabei so gewählt
sein, dass beispielsweise die wesentliche Öffnungskraft von dem pyrotechnischen
Schubelement bzw. von der Feder bereitgestellt wird oder dass beide
im Wesentlichen einen gleichen Anteil zur Öffnung des Aktuators beitragen.
Besonders bevorzugt ist das pyrotechnische Schubelement so angeordnet
und ausgelegt, dass es primär
zu Anfang der Verlagerung der Massen des Aktuators und der Haube
beschleunigt oder deren Beschleunigung unterstützt, um die Massenträgheit schnell
zu überwinden.
Der Aktuator kann insbesondere so ausgelegt sein, dass das pyrotechnische
Schubelement nur für
einen Bruchteil des gesamten Bewegungswegs des Aktuators, z. B.
für weniger
als die Hälfte,
insbesondere weniger als 20%, weniger als 10%, weniger als 5% und
darunter, mit diesem in Wirkverbindung ist. Der verbleibende Bewegungsweg
kann dann von der Feder etc. abgedeckt werden.
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Vorzugsweise
ist ein Elektromagnet derart an der Verriegelungseinrichtung angeschlossen, dass
er bei Betätigung
die Verriegelung aufhebt und eine Verlagerung zwischen dem ersten
Teil und dem zweiten Teil zulässt.
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Die
Verriegelungseinrichtung kann beispielsweise ein flacher Verriegelungshaken
oder eine Verriegelungsklinke sein, der bzw. die beispielsweise
an dem ersten oder dem zweiten Teil drehbar angeordnet ist. Der
Haken kann beispielsweise mit einer Nase an dem Bewegungshebel zusammenwirken, die
im Ausgangszustand die Verriegelung sicherstellt. Der Elektromagnet
kann so an dem Fußgängerschutz-Aktuator
angeordnet sein, dass er beispielsweise über einen im Kern des Elektromagneten angeordneten
Anker auf den Verriegelungshaken einwirkt und die Verriegelung aufheben
kann. Es ist besonders günstig,
wenn der Verriegelungshaken so ausgebildet ist, dass bei einer Zurückbewegung
des Fußgängerschutz-Aktuators
aus der Ausfahrposition in die Ausgangsposition die Nase an dem
Bewegungshebel den Verriegelungshaken gegen die Kraft einer Vorspannung
verlagert, bis die Nase mit dem Haken verrastet und den Fußgängerschutz-Aktuator wieder in
der Ausgangsposition festlegt.
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Ein
erfindungsgemäßes Scharnier
für eine Fronthaube
eines Kraftfahrzeugs weist einen erfindungsgemäßen Fußgängerschutz-Aktuator auf, wobei
das erste Teil des Aktuators zum Anschließen an der Fahrzeugkarosserie
und das zweite Teil des Aktuators zum Anschließen an dem Scharnier ausgebildet
ist bzw. integral mit dem Scharnier ausgebildet ist, so dass bei
einer Verlagerung des zweiten Teils relativ zu dem ersten Teil der
Aktuator das Scharnier zusammen mit der Fronthaube in die Schutzposition anhebt.
Eine derartige Konstruktion ist vorteilhaft, da keine Vorrichtung
vorhanden sein muss, die die Festlegung der Fronthaube durch das
Scharnier bei der Auslösung
aufheben muss.
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Vorzugsweise
ist das Scharnier ein Viergelenkscharnier, das zwei Hebelelemente
aufweist, die an zwei Drehpunkten an dem zweiten Teil des Aktuators
angeschlossen sind. Besonders bevorzugt ist, dass der Aktuator zwei
Bewegungshebel aufweist und die zwei Drehpunkte der Bewegungshebel
an dem zweiten Teil mit den Drehpunkten der Hebelelemente des Viergelenkscharniers
zusammenfallen. Bei dieser Konstruktion bilden Fußgängerschutz-Aktuator
und das Viergelenkscharnier ein Sechsgelenksystem. Das Sechsgelenksystem
hat u. a. den großen
Vorteil, dass das Sechsgelenk so ausgelegt sein kann, dass bei der
Auslösung
des Fußgängerschutz-Aktuators
ein bestimmter vorgegebener Bewegungsweg der Fronthaube konstruktionsmäßig eingestellt
werden kann. Insbesondere kann das Sechsgelenk so eingestellt werden,
dass bei einer Auslösung
des Fußgängerschutz-Aktuators,
der im Bereich der Windschutzscheibe, d. h. hinten an der Fronthaube,
angeschlossen ist, die Fronthaube eine Bewegung vollführt, die
im Wesentlichen lediglich nur eine Drehbewegung um das vorne in
der Nähe
der Stoßstange
angeordnete Haubenschloss der Fronthaube bewirkt. Diese Konstruktion
ermöglicht
es, die Haube in die Schutzposition anzuheben, ohne das Haubenschloss
entriegeln zu müssen.
Betrachtet man im Vergleich dazu lediglich den Fußgängerschutz-Aktuator
alleine, so würde
bei einer von dem Aktuator alleine vermittelten Bewegung die Fronthaube
zusätzlich
zur Drehbewegung um das Haubenschloss auch eine Bewegung in Längsrichtung
des Fahrzeugs ausführen
müssen,
was z. B. eine Entriegelung des Haubenschlosses erforderlich machen würde.
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Vorzugsweise
ist eine Torsionsfeder an einem der Drehpunkte an dem zweiten Teil
derart angeschlossen, dass die Torsionsachse der Torsionsfeder mit
der Drehachse des Drehpunktes zusammenfällt. Besonders bevorzugt ist
es, wenn die Torsionsfedern gegen das entsprechende Hebelelement
und den entsprechenden Bewegungshebel abgestützt ist. Grundsätzlich ist
es günstig,
eine oder mehrere Torsionsfedern an einem Drehpunkt oder mehrere
Torsionsfedern an mehreren Drehpunkten an dem ersten Teil und/oder
dem zweiten Teil des Fußgängerschutz-Aktuators
anzuordnen. Die Torsionsfedern können
sich dann gegen die Bewegungshebel und das erste bzw. zweite Teil
abstützen.
Wenn allerdings die Torsionsfeder(n) an dem zweiten Teil angeordnet ist
(sind) und sich (jeweils) gegen den Bewegungshebel und das zugehörige Hebelelement
ab stützt(en), kann
die für
die Rückstellung
erforderliche Kraft dadurch verringert werden, dass nach der Auslösung des
Aktuators die geschlossene Haube geöffnet wird und dann bei geöffneter
Haube der Aktuator von Hand zurückgesetzt
wird, d. h. in der Praxis nach unten gedrückt wird, bis die Verriegelungseinrichtung das
erste Teil relativ zum zweiten Teil festlegt. Wird dann die geöffnete Haube
gegen die Kraft der Feder geschlossen, so befindet sich der Fußgängerschutz-Aktuator
wieder komplett in der Ausgangsposition. Ein weiterer Vorteil einer
derartigen Konstruktion ist, dass die Energiespeichereinrichtung
des Fußgängerschutz-Aktuators,
d. h. im vorliegenden Fall die Torsionsfeder, das normale Öffnen und Schließen der
Fronthaube unterstützt.
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Vorzugsweise
ist die Verriegelungseinrichtung an dem ersten Teil angeordnet.
Wie bereits ausgeführt,
kann das Verriegelungseinrichtung ein gegen eine Vorspannkraft angeordneter
Verriegelungshaken oder eine Verriegelungsklinke sein, die beispielsweise
um einen Drehpunkt drehbar ist und in die eine Nase einrasten kann,
die beispielsweise an einem der Bewegungshebel vorgesehen ist. Der
Verriegelungshaken weist vorzugsweise eine Aufgleitfläche auf,
entlang derer beim Zurücksetzen
des Fußgängerschutz-Aktuators
die an dem Bewegungshebel angeordnete Nase gleiten kann, den Verriegelungshaken
gegen die Vorspannkraft verlagert, bis der Verriegelungshaken schließlich angetrieben durch
die Vorspannkraft mit der Nase verrastet und diese festlegt.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Fronthaube
und einen daran angeschlossenen erfindungsgemäßen Fußgängerschutz-Aktuator bzw. ein
daran angeschlossenes erfindungsgemäßes Scharnier.
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Vorzugsweise
ist der Aktuator hinten an der Fronthaube in der Nähe der Windschutzscheibe
des Fahrzeugs angeordnet und ist ein Haubenschloss vorne an der
Fronthaube angeordnet, wobei der Aktuator vorzugsweise derart ausgebildet
ist, dass bei einer Bewegung der Fronthaube aus der Normalposition
in die Schutzposition und die Fronthaube im Wesentlichen eine Drehbewegung
in das Hauptschloss ausführt.
Bei der bevorzugten Konstruktion des Scharniers als Sechsgelenk
kann das durch die Auslegung dieses Sechsgelenk konstruktiv vorgegeben
werden.
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Die
Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend an
Hand von Ausführungsbeispielen
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Scharnier
mit Fußgängerschutz-Aktuator
gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 ein
erfindungsgemäßes Scharnier
mit Fußgängerschutz-Aktuator
gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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3 ein
erfindungsgemäßes Scharnier
mit Fußgängerschutz-Aktuator
gemäß einer
dritten Ausführungsform;
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4 das
erfindungsgemäße Scharnier
gemäß 3,
betrachtet in einer Ansicht von links gemäß 3;
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5 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Scharniers in der ausgefahrenen
Position;
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6 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Scharniers in einer ausgefahrenen
Position mit geöffneter
Haube;
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7 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Scharniers in der Ausgangsposition
mit geöffneter
Haube;
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8 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Scharniers in der Ausgangsposition
mit geschlossener Haube; und
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9 ein
erfindungsgemäßes Scharnier
mit Fußgängerschutz-Aktuator
gemäß einer
vierten Ausführungsform.
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In
der 1 erkennt man ein Fronthaubenscharnier 12 aufweisend
ein Viergelenkscharnier 14 und einen integrierten Fußgängerschutz-Aktuator 16. Der
Fußgängerschutz-Aktuator 16 weist
ein erstes Teil 18 zum Anschluss an die Karosserie des
Fahrzeugs und ein zweites Teil 20 auf, das relativ zu dem ersten Teil 18 verlagerbar
angeordnet ist und zum Anschluss an die Fronthaube bzw. das Fronthaubenscharnier 12 ausgebildet
ist. Bei der gezeigten Ausführungsform,
bei der der Fußgängerschutz-Aktuator 16 in
das Scharnier 12 integriert ist, stellt das zweite Teil 20 im
Wesentlichen den üblichen
Scharnierfuß dar.
Man erkennt ferner zwei Bewegungshebel 22 und 24,
die an einem ersten Drehpunkt 26 bzw. 28 und an
einem zweiten Drehpunkt 30 bzw. 32 an dem ersten
Teil 18 bzw. dem zweiten Teil 20 angeschlossen
sind. Die 1 zeigt die Ausgangsposition
des Fußgängerschutz-Aktuators 16.
Man erkennt ferner zwei Energiespeichereinrichtungen 34, 36,
die jeweils einen der Bewegungshebel 22 und 24 zugeordnet
sind und diese aus der Ausgangsposition in Richtung auf die Ausfahrposition,
in der Fußgängerschutz-Aktuator
ausgelöst
ist, vorgespannt halten.
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Man
erkennt ferner eine Verriegelungseinrichtung 38, die im
Wesentlichen aus einer Verriegelungsklinke 40 und einer
an einem der Bewegungshebel 22, 24 angeordneten
Nase 42 aufgebaut ist. Die Verriegelungsklinke bzw. der
Verriegelungshaken 40 ist um einen Zapfen 44 drehbar
gelagert und bspw. von einer (nicht gezeigten) Feder im Uhrzeigersinn
vorgespannt, so dass er tendenziell den Eingriff mit der Nase 42 aufrecht
hält. Man
erkennt ferner eine Aufgleitfläche 46,
entlang derer die Nase 42 bei der Rückstellung aufgleiten kann,
den Verriegelungshaken 40 gegen die Vorspannung im Gegenuhrzeigersinn
verlagern kann, bis die Nase 42 in den Verriegelungshaken
einrastet und den Fußgängerschutz-Aktuator 16 in
der Ausgangsposition wieder festlegt.
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Eine
Auslöseeinrichtung,
im vorliegenden Fall ein Elektromagnet 48, wirkt mit dem
Verriegelungshaken 40 zusammen. Dabei können die Hebeverhältnisse
an dem Verriegelungshaken, d. h. der Abstand von dem Drehzapfen
zur Nase bzw. der Abstand von dem Drehzapfen 44 zu dem
Berührungspunkt 50 mit
der Ausleseeinrichtung so gewählt
sein, dass der Elektromagnet sicher ausreicht, die erforderlichen
Auslesekräfte
bereitzustellen, um die Verriegelung innerhalb kürzester Zeit aufzuheben.
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Das
Viergelenkscharnier weist zwei Hebelelemente 52 und 54 auf,
die im Wesentlichen um die gleichen Drehpunkte 30, 32 wie
die Bewegungshebel 22 bzw. 24 an dem zweiten Teil 20 drehbar
angeschlossen sind. Die Hebelelemente 52, 54 sind
an ihrem anderen Ende ebenfalls drehbar an der Klappenanbindung 56 angeschlossen.
Die Drehpunkte 30, 32 sind von Zapfen 58, 60 gebildet,
die drehbar an den Bewegungshebeln 22, 24 und
dem zweiten Teil 24 gelagert sind, aber relativ zu den
Hebelelementen 52, 54 des Viergelenkscharniers 14 festgelegt
sind. Die Spiralfedern 34, 36 sind an ihrem inneren
Ende fest mit der im Wesentlichen achteckigen Kontur der Zapfen 58, 60 in
Eingriff und sind an ihrem freien äußeren Ende an Anschlagbolzen 62, 64 an den
Bewegungshebeln 24 bzw. 22 festgelegt. Anders ausgedrückt, stützt sich
die Spiralfeder 36 mit ihrem inneren Ende gegen das Hebelelement 54 des
Viergelenkscharniers ab und mit ihrem freien Ende gegen den Bewegungshebel 24.
Entsprechendes gilt für
die Spiralfeder 34. Bei einer derartigen Ausführungsform können die
Spiralfedern 34, 36 das Öffnen und Schließen der
Fronthaube im Normalbetrieb unterstützen. Darüber hinaus ist die Kraft, die
für die
Rückstellung
des Fußgängerschutz-Aktuators 16 nach
einer Auslösung
erforderlich ist, bei geöffneter
Haube deutlich verringert, so das ein Benutzer problemlos den Fußgängerschutz-Aktuator 16 in
seine Ausgangsposition zurückstellen
und verriegeln kann.
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Generell
gilt, dass an Stelle des Elektromagneten auch andere Auslöseeinrichtungen,
beispielsweise druckbeaufschlagte oder pneumatikbeaufschlagte Auslöseeinrichtungen
oder pyrotechnische Schubelemente als Auslöseeinrichtung vorgesehen sein
können.
Entsprechend kann auch ein pyrotechnisches Schubelement oder ein
anderes beispielsweise der vorangehend genannten druckbeaufschlagten
Elemente als Energiespeichereinrichtung an Stelle der Spiralfedern 34, 36 verwendet
werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Energiespeichereinrichtung
nicht zwangsläufig
ein Torsionsmoment bereitstellen muss. Es ist auch möglich, durch
eine entsprechende Anlenkung die Linearbewegung eines Energiespeichers
in die erforderliche Drehbewegung eines Bewegungshebels umzusetzen.
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Es
gilt weiterhin, dass das erste Teil 18 ein integrales Teil
der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise eine Seitenwand eines Längsträgers, sein
kann und erst im Verlauf der Montage des Aktuators 16 bzw. des
Scharniers 12 an dem Scharnier 12 montiert wird.
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Das
erfindungsgemäße Scharnier 12 kann auch
relativ problemlos lackiert werden. Die bei der üblichen katalytischen Tauchbadlackierung
auftretenden Temperaturen beeinträchtigen die Funktionalität des Scharniers
nicht. Bei einer etwas höheren Auslegung
der Federn ist eine problemlose Auslösung des Fußgängerschutz-Aktuators 16 sichergestellt.
Der Magnet kann beispielsweise nach einer katalytischen Tauchbadlackierung
angeschraubt werden.
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An
dem Aufbau der 1 erkennt man relativ problemlos,
dass das erfindungsgemäße Scharnier 12 mit
dem integrierten Fußgängerschutz-Aktuator 16 sehr
schmal ausgebildet sein kann. Insbesondere kann der Fußgängerschutz-Aktuator 16 sehr schmal
ausgebildet sein, so dass seine Stärke im Wesentlichen durch die
Materialstärke
bzw. das Volumen der Auslöseeinrichtung
vorgegeben ist. Ein geeignetes Material ist übliches Flachmaterial, wie
es für
Viergelenkscharniere heutiger Bauweise bereits Verwendung findet.
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Die
Ausführungsform
der 2 ist sehr ähnlich
der von 1, wobei die Energiespeichereinrichtungen,
d. h. die Spiralfedern 34, 36 an den Drehpunkten 26 bzw. 28 der
Bewegungshebel 22 bzw. 24 an dem ersten Teil 18 vorgesehen
sind. Wieder ist das innere Ende der Spiralfeder 36 an
einem Drehzapfen 66 bzw. 68 festgelegt. Auf dem
Drehzapfen 66, 68 ist der Bewegungshebel 24 bzw. 22 drehbar gelagert.
Der Drehzapfen 66, 68 ist fest an dem ersten Teil 18 angeschlossen,
so dass sich die Spiralfeder 34, 36 gegen das
erste Teil 18 und den Bewegungshebel 22 bzw. 24 abstützt. Verglichen
mit der Ausführungsform
der 1 unterstützen
bei der Ausführungsform
von 2 die Federn 32, 34 nicht das Öffnen und
Schließen
der Fronthaube bei Normalbetrieb. Entsprechend ist auch beim Zurückstellen
des Fußgängerschutz-Aktuators 16 die
Feder 34 bzw. 36 komplett zurück zu drücken, so dass das Rückstellen,
verglichen mit der Ausführungsform
von 1 etwas schwieriger ist. In Folge der Hebeverhältnisse
ist eine Rückstellung
dennoch relativ problemlos möglich.
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In
den 3 und 4 ist eine dritte Ausführungsform
gezeigt, wobei die Ansicht der 4 eine Ansicht
von links in Richtung des Pfeils 80 in 3 ist.
Der Grundaufbau dieser dritten Ausführungsform ist wieder relativ ähnlich zu
dem der ersten beiden Ausführungsformen.
Der wesentliche Unterschied bei dieser Ausführungsform liegt darin, dass
eine Spiralfeder 70 als Energiespeichereinrichtung vorgesehen
ist. Die Spiralfeder 70 wirkt lediglich mit einem Bewegungshebel 22 zusammen
und ist um einen Bolzen 78 angeordnet. Die Spirafeder 70 ist
an ihrem einen Ende 72 an dem Bolzen festgelegt. Der Bolzen 78 wiederum
ist fest an dem ersten Teil 18 befestigt. Das zweite Ende
der Schraubenfeder 70 wirkt mit einem Fortsatz 76 des
Bewegungshebels 22 zusammen. Wird die Verriegelung der
Verriegelungseinrichtung 38 aufgehoben, so dreht die Schraubenfeder 70 den
Bewegungshebel 22 im Gegenuhrzeigersinn. Auch bei dieser
Ausführungsform
unterstützt
die Feder 70 in der Ausgangsposition des Fußgängerschutz-Aktuators 16 nicht
die übliche Öffnungs-
und Schließbewegung
der Fronthaube.
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In
den 5 bis 8 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Scharnier 12 mit
einer daran angeschlossenen Fronthaube A gezeigt, und zwar für die folgenden
Zustände: 5 – Fußgängerschutz-Aktuator 16 in
der Ausfahrposition mit geschlossener Haube; 6 – Fußgängerschutz-Aktuator 16 in
der Ausfahrposition mit geöffneter
Haube; 7 – Fußgängerschutz-Aktuator 16 in
der Ausgangsposition mit geöffneter
Haube; und 8 – Fußgängerschutz-Aktuator 16 in
der Ausgangsposition mit geschlossener Haube. Wie schon erwähnt, ist mit
dem Buchstaben A die Fronthaube bezeichnet. Mit den Buchstaben B
und C sind die Bewegungshebel 24 bzw. 22 bezeichnet,
mit den Buchstabe D und E sind die Hebelelemente 54 bzw. 52 des
Viergelenkscharniers 14 bezeichnet, und mit dem Buchstaben G
ist die Klappenanbindung 56 bezeichnet. Ferner ist mit
dem Buchstaben F das zweite Teil 20 des FußgängerschutzAktuators 14 bezeichnet.
Man erkennt ferner, dass das erste Teil 18 nicht dargestellt
ist, sondern lediglich die Drehpunkte 1, 2 (entsprechend 28 bzw. 26)
als fest an der Karosserie angeschlossen gezeichnet sind. Torsionsfedern
können
grundsätzlich
an einem oder mehreren der Drehpunkte 1, 2, 3 und 4 vorgesehen
sein. Die Drehpunkte 3 und 4 haben den bereits
erwähnten
Vorteil der Federunterstützung
des üblichen
Hauptbetriebs und der einfacheren Rückstellung. Dagegen haben die
Drehpunkte 1 und 2 für die Federbefestigung den
Vorteil, dass sie aus Bauraumgründen
günstiger
sind, da die Feder hier beispielsweise im Wesentlichen parallel
zu dem Längsträger angeordnet
sein kann (vgl. Aus führungsbeispiele
gemäß 1 und 2)
bzw. durch eine Öffnung
in dem Längsträger angeordnet
sein kann (vgl. die Ausführungsform
gemäß 3 und 4).
Bezüglich
der Ausführungsform
gemäß 3 und 4 sei
noch angemerkt, dass eine zweite Spiralfeder alternativ oder zusätzlich an
dem zweiten Bewegungshebel 24 vorgesehen sein kann.
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An
den Darstellungen der 5 und bis 8 erkennt
man ferner, dass durch eine geeignete Längenwahl der "Stäbe" B, C, D, E, F, G
und des Abstands zwischen den Drehpunkten 1 und 2 das Sechsgelenk
des Scharniers 12 so ausgelegt werden kann, dass sich bei
einer Betätigung
des Fußgängerschutz-Aktuators 16 die
Haube A um den Drehpunkt 7 bei dem vorderen Haubenschloss 80 dreht
und keine Längsbewegung
am Punkt 7 erforderlich ist.
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Es
sei ferner darauf hingewiesen, dass es relativ einfach möglich ist,
den Fußgängerschutz-Aktuator 16 bei
dem erfindungsgemäßen Scharnier 12 außer Betrieb
zu setzen, indem nämlich
beispielsweise mit einem Bolzen einer der Bewegungshebel 22, 24 oder
das zweite Teil 20 gesperrt wird, indem es beispielsweise
am Längsträger festgeschraubt
wird. Dann sind auch die Energiespeichereinrichtung und die Auslöseeinrichtung
nicht erforderlich. Eine solche Sperrung kann beispielsweise für Länder erforderlich sein,
in denen ein Fußgängerschutz-Aktuator
nicht zulässig
ist bzw. zukünftig
nicht vorgeschrieben ist. Es sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Scharnier 12 bzw.
der erfindungsgemäße Fußgängerschutz-Aktuator 16 auch
bei Fahrzeugen eingesetzt werden kann, bei denen die Fronthaube
A bei einer Auslösung
des Fußgängerschutz-Aktuators 16 nicht
an einem vorderen Haubenschloss 80 festgelegt ist, weil
beispielsweise die Verriegelung aufgehoben ist und/oder auch im
vorderen Bereich ein Fußgängerschutz-Aktuator
vorgesehen ist.
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In
der 9 ist ein erfindungsgemäßes Scharnier 12 gemäß einer
vierten Ausführungsform gezeigt.
Wie bei den vorherigen Ausführungsformen bezeichnen
identische Bezugszeichen die gleichen oder korrespondierende technische
Merkmale bei der Ausführungsform.
Insbesondere erkennt man, verglichen mit vorherigen Ausführungsformen,
in der 9 ein pyrotechnisches Schubelement 49,
das verglichen mit den vorherigen Ausführungsformen an der Stelle des
Elektromagneten 48 angeordnet ist und auf einen Hebel 82 der
Verriegelungseinrichtung etwas versetzt von dessen Drehpunkt 84 einwirkt. Man
erkennt, dass der Hebel 82 bzw. der Drehpunkt 84 an
einem Fortsatz 86 des Bewegungshebels 22 angeordnet
ist. Er könnte
ebenso gut an dem Bewegungshebel 24 vorgesehen sein bzw.
auch an dem zweiten Teil 20 vorgesehen sein.
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Man
erkennt, dass bei einer Auslösung
des pyrotechnischen Schubelements 49 dieses auf den Hebel 82 ein
Drehmoment um den Drehpunkt 84 aufbringt, so dass dieser
von dem Anschlag 88 freikommt. Gleichzeitig beschleunigt
das pyrotechnische Schubelement über
den Fortsatz 86 den Bewegungshebel 22 in Öffnungsrichtung,
um die von den Federn 34, 70 bereitgestellt Auslösekraft
zu unterstützen.
Der Hebel 82 kann beispielsweise von einer Feder um den
Drehpunkt 84 so vorgespannt sein, dass nach einer Rückstellung
von Hand der Hebel 82 einrastet und das Scharnier 12 bzw.
den Aktuator 16 in der Ausgangsposition festlegt.
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Man
erkennt in der 9 ferner, dass grundsätzlich unterschiedliche
Arten von Federn vorgesehen sein können, die beliebigen Drehpunkten 26, 28, 30, 32 zugeordnet
sein können.
Im vorliegenden Fall ist eine Schraubenfeder 70 in Kombination
mit einer Spiralfeder 24 an den Drehpunkten 26 bzw. 30 jeweils
in der bereits geschilderten Weise (vgl. insbesondere 1, 3 und 4)
kombiniert.