WO2006024062A1 - Front flap and the connection thereof to the body of a motor vehicle - Google Patents

Front flap and the connection thereof to the body of a motor vehicle Download PDF

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Adolf Ornig
Peter Gadner
Gerhard Krachler
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Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg
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Abstract

The invention relates to a front flap which is connected to the body (1) of a motor vehicle by means of at least one hinge on the rear edge (4) of the front flap (3). Said hinge consists of two limbs that are connected in an articulated manner in a centre of motion (11), the first limb (10) being connected to the body (1) and the second limb (12) being connected to the front flap (3). The aim of the invention is to meet all safety requirements with minimal production costs. To this end, the second limb (12) projects past the rear edge (4) of the front flap (3) with a downwardly cranked part (16), and one of the two limbs (12;11), or both limbs, comprise(s) a weak point (20).

Description

FRONTKLAPPE UND DEREN VERBINDUNG MIT DEM KÖRPER EINES KRAFTFAHRZEUGES Front flap and its connection to the body of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Frontklappe und deren Verbindung mit dem Kör- per eines Kraftfahrzeuges mittels mindestens eines Scharniers an der hinteren Kante der Frontklappe, welcher Scharnier aus zwei in einem Drehpunkt ge¬ lenkig verbundenen Schenkeln besteht, deren erster mit dem Körper und de¬ ren zweiter mit der Frontklappe verbunden ist.The invention relates to a front flap and its connection to the body of a motor vehicle by means of at least one hinge on the rear edge of the front flap, which hinge consists of two hinged at a pivot point ge thighs, the first with the body and de¬ ren second connected to the front flap.
An Frontklappen und deren Befestigung am Fahrzeug werden aus Sicher¬ heitsgründen besondere Anforderungen gestellt. Sie müssen sich sowohl bei Kollisionen mit horizontaler Stoßrichtung als auch bei Auftreffen eines Kop¬ fes in ungefähr vertikaler Richtung schadensminimierend verhalten. Im erste- ren Fall soll die Frontklappe in ihrer Längsmitte knicken und aufwärts gefaltet werden. Im zweiten soll sie nachgeben. Oft werden für Frontklappen Mehrge¬ lenkscharniere verwendet, die Gelenkvierecke sind, siehe DE 35 15 099 Al. Derartige Scharniere sind aber teuer in der Herstellung und arbeitsaufwändig in der Montage. Bei Auftreffen des Kopfes eines Fußgängers, der gewissermaßen über die Vorderkante des Fahrzeuges knickt, soll die Frontklappe, vor allem in der Zo¬ ne des wahrscheinlichen Auftreffens, möglichst nach unten nachgeben kön¬ nen, welche Zone in einer Richtlinie der EU definiert ist. Das erfordert nicht nur eine eindrückbare Oberfläche, sondern auch eine Unterstützung (durch die Scharniere), die nach unten nachgeben kann.At front flaps and their attachment to the vehicle special requirements are made for security reasons. They must behave in a minimizing manner both in the case of collisions with a horizontal impact direction and when a head impacts with it in an approximately vertical direction. In the former case, the front flap should bend in its longitudinal center and be folded upwards. In the second she should give way. Often, multiple hinges are used for front flaps, which are four-bar linkages, see DE 35 15 099 A1. Such hinges are expensive to manufacture and laborious in the assembly. Upon impact of the head of a pedestrian, which effectively kinks over the front edge of the vehicle, the front flap, especially in the Zo¬ ne of probable impact, as far as possible nach¬ NEN down, which zone is defined in a directive of the EU. This not only requires a crushable surface, but also support (through the hinges) that can yield down.
Aus der DE 14 30 263 ist zwar eine Frontklappe mit einem „schwanenhals- förmig" (unzutreffend, weil der Hals eines Schwanes weder im Flug noch auf dem Wasser so aussieht) gebogenen Scharnierschenkel bekannt. Dieser ist jedoch eine steife Stange, die einstellbar mit der Frontklappe verbunden ist. An Fußgängerschutz wurde in den sechziger Jahren noch nicht gedacht.Although a front flap with a "gooseneck-shaped" (incorrect, because the neck of a swan looks neither in flight nor on the water) is known from DE 14 30 263, this is a stiff rod which can be adjusted with the On pedestrian protection was not thought of in the sixties.
Hingegen ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Frontklappe unter Vermeidung eines Mehrgelenkscharniers so mit dem Fahrzeug zu ver¬ binden, dass sie bei minimalen Herstellungskosten den erwähnten beiden Si¬ cherheitsanforderungen genügt. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass der zweite Schenkel die hintere Kante der Frontklappe mit einem ab¬ wärts gekröpften Teil schwanenhalsförmig (zutreffender: „reiherhalsformig") überragt und dass einer der beiden Schenkel eine Schwachstelle aufweist. Im Zusammenwirken der Schwachstelle mit der vor, jedenfalls aber ausserhalb, der Frontklappe liegenden Scharnierachse werden beide Sicherheitsanforde¬ rungen erfüllt: Nachgeben der Unterstützung der Frontklappe abwärts und aufwärts Knicken der Frontklappe hei einer horizontalen Kollision.On the other hand, it is an object of the invention to bind a generic front flap while avoiding a multi-joint hinge with the vehicle in such a way that it satisfies the aforementioned two safety requirements with minimal manufacturing costs. According to the invention, this is achieved in that the second leg projects beyond the rear edge of the front flap with a downwardly bent part like a gooseneck (more suitably "reiherhalsformig") and that one of the two legs has a weak point but outside the hinged axis lying on the front flap, both safety requirements are fulfilled: yielding of the support of the front flap downwards and upwards buckling of the front flap in a horizontal collision.
Besonders ausgeprägt wird ersteres dadurch erreicht, dass der Drehpunkt des Scharniers eine bestimmte Distanz hinter der hinteren Kante der Frontklappe liegt (Anspruch 2). Durch die ausreichend große Distanz kommt die Schwachstelle im Falle der Kollision mit dem Kopf eine Fussgängers beson¬ ders gut zur Wirkung, und ist im Falle einer horizontalen Kollision doch stark genug, um ein aufwärts - Knicken der Frontklappe nicht durch Nachgeben zu behindern.Particularly pronounced the former is achieved in that the pivot point of the hinge is a certain distance behind the rear edge of the front flap (claim 2). Due to the sufficiently large distance comes the Weak point in the case of collision with the head of a pedestrian particularly good for the effect, and is strong enough in the case of a horizontal collision, not to hinder an upward - buckling of the front door by yielding.
Die Schwachstelle soll den Verformungswiderstand verringern, und wenn möglich auch eine gewisse elastische Verformung zulassen. Zu diesem Zweck ist sie im gekröpften Teil des Schenkels - vorzugsweise im abwärts führenden Teil der Kröpfung (Anspruch 6) - und hat ein vermindertes Widerstandmo¬ ment gegen Biegung in einer XZ-Ebene (Anspruch 3). Eine XZ-Ebene ist nach der im Fahrzeugbau geltenden Konvention eine vertikale Ebene in Fahrt¬ richtung. So ist die Schwachstelle sehr weit von der Auftreffzone eines Kop¬ fes entfernt, sodass diese in Richtung der Z- Achse besonders nachgiebig ist.The weak point is intended to reduce the deformation resistance and, if possible, also allow a certain elastic deformation. For this purpose, it is in the bent part of the leg - preferably in the descending part of the crank (claim 6) - and has a reduced Widerstandmo¬ ment against bending in an XZ plane (claim 3). An XZ plane is a vertical plane in the direction of travel according to the convention in the field of vehicle construction. Thus, the weak point is very far away from the impact zone of a head, so that it is particularly yielding in the direction of the Z-axis.
In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform ist der geschwächte Schenkel ein I-Profil und die Schwachstelle ist durch Verdrehen des I-Profiles um einen im wesentlichen rechten Winkel geschaffen (Anspruch 4). So ist der Schenkel mit einer ungefähr horizontalen Fläche an der Frontklappe befestigt und ist der Schenkel im Drehpunkt in einer vertikalen Fläche, normal zur Drehachse. Das gibt beste Materialausnutzung und erleichtert die Montage.In an advantageous embodiment, the weakened leg is an I-profile and the weak point is created by twisting the I-profile by a substantially right angle (claim 4). Thus, the leg is attached to the front door with an approximately horizontal surface and the leg is at the pivot point in a vertical plane normal to the axis of rotation. This gives best material utilization and facilitates assembly.
In einer anderen Ausfuhrungsform ist der geschwächte Schenkel ein L-för- miges Winkelprofil, an dessen gekröpftem Teil erst der eine und dann, etwas überlappend, der andere Winkelschenkel ganz oder teilweise abgetragen ist (Anspruch 5). So kann die Schwächung über die Länge des Schenkels und damit dessen Verformung genau abgestimmt werden.In another embodiment, the weakened leg is an L-shaped angle profile, at the cranked part of which only one and then, somewhat overlapping, the other angle leg is completely or partially removed (claim 5). Thus, the weakening over the length of the leg and thus its deformation can be fine-tuned.
Schließlich kann auch der fahrzeugfeste erste Schenkel eine Schwachstelle aufweisen (Anspruch 7), und zwar sowohl alternativ als auch zusätzlich. Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:Finally, the vehicle-fixed first leg may have a weak point (claim 7), both alternatively and additionally. In the following the invention will be described and explained with reference to figures. They show:
- Fig. 1 : Einen Vertikalschnitt in Fahrzeuglängsrichtung,1: a vertical section in the vehicle longitudinal direction,
- Fig. 2: axonometrische Ansicht des Scharniers, - Fig. 3: wie Fig. 2, erste Variante,2: axonometric view of the hinge, FIG. 3: as in FIG. 2, first variant,
- Fig. 4: wie Fig. 2, zweite Variante.- Fig. 4: as in Fig. 2, second variant.
In Fig. 1 ist von dem Kraftfahrzeug nur die Frontscheibe 2 und die vordere Wand der Zelle, die Spritzwand 1 dargestellt, auf deren im Bild linker Seite ist der Vorderwagen und eine Frontklappe 3, von der nur der hintere Teil zu sehen ist (strichliert die geöffnete Frontklappe 3'). Die Hinterkante der Front¬ klappe 3 ist mit 4 bezeichnet. Der Pfeil 6 deutet die horizontale Stossrichtung bei einer Frontalkollision an, der Pfeil 7 die Auftreffrichtung des Kopfes 7 eines angefahrenen Fussgängers.In Fig. 1 of the motor vehicle, only the windshield 2 and the front wall of the cell, the bulkhead 1 is shown on the left side in the left side of the front and a front door 3, of which only the rear part can be seen (dotted the open front flap 3 '). The trailing edge of the front flap 3 is designated by 4. The arrow 6 indicates the horizontal direction of impact in a frontal collision, the arrow 7 the direction of impact of the head 7 of a pedestrian approached.
Die Frontklappe 3 ist an ihrem hinteren Ende mittels zweier beiderseits der vertikalen Symmetrieebene angeordneter Scharniere mit dem Fahrzeugkörper 1 verbunden. Diese bestehen aus einem ersten Schenkel 10 und einem zweiten Schenkel 12, welcher um einen gemeinsamen Drehpunkt 11 schwenkbar ist. Der Drehpunkt 11 ist eine nicht materiell dargestellte Achse oder ein Bolzen. Der erste Schenkel 10 besteht aus einem Fußteil 13 und einem Kopfteil 14, in dessen Endregion der Drehpunkt 11 ist. Der Fußteil 13 ist am Wagenkörper befestigt. Der Kopfteil 14 kann als Schwachstelle ausgebildet sein, ähnlich den Schwachstellen des zweiten Schenkels 12. Der zweite Schenkel 12 be- steht aus einem Hinterteil 15 und einem gekröpften Vorderteil 16, in dessen Endregion der Drehpunkt 11 ist. Der Hinterteil 15 ist an der Unterseite der Frontklappe befestigt, angeschraubt oder angeschweisst. Die Lage des Dreh¬ punktes 11 ist, bezogen auf eine Gerade 17 - die die gedachte Verlängerung des Hinterteiles 15 des zweiten Schenkels ist — in einem Abstand 18 unter dieser Geraden 17 und um einen Abstand 19 hinter der Hinterkante 4. Damit wird die Frontklappe bei einer horizontalen Kollision ausreichend abgestützt, sodaß diese aufwärts ausknicken kann.The front flap 3 is connected to the vehicle body 1 at its rear end by means of two hinges arranged on either side of the vertical plane of symmetry. These consist of a first leg 10 and a second leg 12, which is pivotable about a common pivot point 11. The fulcrum 11 is an unrepresented axis or a bolt. The first leg 10 consists of a foot part 13 and a head part 14, in the end region of the pivot point 11 is. The foot part 13 is attached to the car body. The head part 14 may be formed as a weak point, similar to the weak points of the second leg 12. The second leg 12 consists of a rear part 15 and a cranked front part 16, in the end region of the pivot point 11 is. The rear part 15 is attached to the underside of the front flap, screwed or welded. The position of the Dreh¬ point 11, based on a straight line 17 - which is the imaginary extension of the rear part 15 of the second leg - at a distance 18 below this line 17 and by a distance 19 behind the trailing edge 4. Thus, the front door is sufficiently supported in a horizontal collision, so that it can buckle upwards.
In Fig. 2 ist der Fußteil 13 des ersten Schenkels 10 flach (ein I-Profil) und der Kopfteil 14 bis zum Drehpunkt 11 um einen rechten Winkel um seine Längs¬ achse verdrillt. Der verdrillte Teil kann eine Schwachstelle bilden. Der Hin¬ terteil 15 des zweiten Schenkels 12 ist ein L-förmiges Winkelprofil, dessen gekröpfter Vorderteil 16 ist als Schwachstelle 20 ausgebildet. Wie, wird an¬ hand der folgenden Figuren klar.In Fig. 2, the foot part 13 of the first leg 10 is flat (an I-profile) and the head part 14 to the pivot point 11 by a right angle about its longitudinal axis twisted. The twisted part can form a weak spot. The Hin¬ terteil 15 of the second leg 12 is an L-shaped angle profile, the cranked front part 16 is formed as a weak point 20. As will become clear from the following figures.
In Fig. 3 ist der erste Schenkel 30 aus einem Winkeleisen (L-Profϊl) herge¬ stellt und hat in dem vertikalen Profilteil Löcher 34 für die Verbindung mit dem Fahrzeugkörper, etwa mittels durch ihre Mittellinie angedeuteter Scher¬ bolzen 34'. Der zweite Schenkel 32 ist aus einem Flacheisen (I-Profil) herge- stellt. Sein Hinterteil 35 ist eben und mit der Frontklappe verbunden, sein ge¬ kröpfter Vorderteil 36 ist einfach um die Längsachse um ungefähr einen rech¬ ten Winkel verdrillt, um die Schwachstelle 20 zu bilden.In FIG. 3, the first leg 30 is made of an angle iron (L-profile) and has holes 34 in the vertical profile part for connection to the vehicle body, for instance by means of shear pins 34 'indicated by its center line. The second leg 32 is made of a flat iron (I-profile). Its rear part 35 is flat and connected to the front flap, its cranked front part 36 is simply twisted about the longitudinal axis by approximately a right angle in order to form the weak point 20.
In Fig. 4 ist nur der zweite Schenkel 42 abgebildet. Er ist zur Gänze aus ei- nein Winkeleisen (L-Profil) hergestellt, was durch die strichlierten Linien 42', 42" angedeutet ist. Die Schwachstelle 20 ist hier durch selektives Abtragen von Profilteilen 43',43" gebildet. In Fig. 4, only the second leg 42 is shown. It is produced entirely from an angle iron (L-profile), which is indicated by the dashed lines 42 ', 42 "The weak point 20 is here formed by selective removal of profile parts 43', 43".

Claims

A n s p r ü c h e Claims
1. Frontklappe und deren Verbindung mit dem Körper (1) eines Kraftfahr¬ zeuges mittels mindestens eines Scharniers an der hinteren Kante der Front- klappe, welcher Scharnier aus zwei in einem Drehpunkt (11) gelenkig ver¬ bundenen Schenkeln besteht, deren erster (10) mit dem Körper (1) und deren zweiter (12) mit der Frontklappe (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schenkel (12;32;42) die hintere Kante (4) der Frontklappe (3) mit einem abwärts gekröpften Teil (16;36;46) überragt und dass einer der bei- den Schenkel (12; 32; 42; 11) eine Schwachstelle (20) aufweist.1. Front flap and its connection to the body (1) of a Kraftfahr¬ tool by means of at least one hinge on the rear edge of the front flap, which hinge consists of two in a pivot point (11) hingedly ver¬ bound legs whose first (10 ) is connected to the body (1) and its second (12) to the front flap (3), characterized in that the second leg (12; 32; 42) the rear edge (4) of the front flap (3) with a downward one of the two limbs (12, 32, 42, 11) has a weak point (20).
2. Frontklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dreh¬ punkt (11) des Scharniers eine Distanz (19) hinter der hinteren Kante (4) der Frontklappe (3) liegt.2. Front flap according to claim 1, characterized in that the pivot point (11) of the hinge is a distance (19) behind the rear edge (4) of the front flap (3).
3. Frontklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwachstelle (20) im gekröpften Teil (16;36;46) des Schenkels (12; 32; 42) ist und ein vermindertes Widerstandsmoment gegen Biegung in einer XZ- Ebene hat. 3. A front flap according to claim 1, characterized in that the weak point (20) in the cranked portion (16; 36; 46) of the leg (12; 32; 42) and has a reduced moment of resistance to bending in an XZ plane.
4. Frontklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ge¬ schwächte Schenkel (32) ein I-Profil ist und die Schwachstelle (20) durch Verdrillen des Vorderteiles (36) des I-Profiles um einen im wesentlichen rechten Winkel ist.4. Front flap according to claim 3, characterized in that the weakened leg (32) is an I-profile and the weak point (20) by twisting the front part (36) of the I-profile is at a substantially right angle.
5. Frontklappe nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der ge¬ schwächte Schenkel (42) ein L-förmiges Winkelprofil ist, an dessen gekröpf- tem Teil (46) erst der eine und dann der andere Winkelschenkel zumindest teilweise abgetragen ist (43 ',43").5. Front flap according to claim 3, characterized in that the weakened leg (42) is an L-shaped angle profile, on the cranked part (46) of which at least one and then the other angle leg is at least partially removed (43 ', 43 ").
6. Frontklappe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwachstelle (20) im abwärts führenden Teil (16; 36;46) des abwärts ge- kröpften Schenkels (12;32;42) ist.6. A front flap according to claim 4 or 5, characterized in that the weak point (20) is in the descending part (16; 36; 46) of the downwardly bent leg (12; 32; 42).
7. Frontklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der fahr¬ zeugfeste erste Schenkel (10) eine Schwachstelle (14) aufweist. 7. Front flap according to claim 1, characterized in that the fahr¬ zeugfeste first leg (10) has a weak point (14).
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