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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem ausstellbaren Element
der Außenhaut
des Fahrzeugs, insbesondere einer Frontklappe, welches an einem
Chassis des Fahrzeugs befestigt ist und für den Fall eines Personenaufpralls
mittels eines Aktuators in eine ausgestellte Lage gebracht werden kann.
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Zur
Verbesserung des Schutzes von Personen bei einem Unfall, werden
bei modernen Fahrzeugen, wie beispielsweise Personenkraftwagen,
Aktuatoren eingesetzt, mittels denen ein Element der Außenhaut
des Fahrzeugs, insbesondere dessen Frontklappe, im Falle eines Personenaufpralls
kurzfristig einige Zentimeter angehoben und damit der Abstand zwischen
der Frontklappe und einem darunter befindlichen steifen Antriebsaggregat
vergrößert werden
kann.
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Da
es unter gewissen Umständen
auch zu einer Fehlauslösung
solcher Aggregate kommen kann, werden ferner Rückstelleinrichtungen vorgesehen,
mit denen ein ausgelöster
Aktuator in seine Ursprungslage zurückbewegt werden kann.
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Die
mit derartigen Aktuatoren ausgestatteten ausstellbaren Elemente
können
nur begrenzt den entstehenden neuen Anforderungen angepasst werden.
So ist beispielsweise die Steifigkeit der Systeme im ausgestellten
Zustand z.T. noch ungenügend
und die ausstellbaren Elemente können
teilweise der Belastung während
des Rückstellens
nicht standhalten.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Fahrzeug mit einem
ausstellbaren Element der Außenhaut
bereitzustellen, bei dem die oben genannten Probleme überwunden
sind und dessen Funktionstüchtigkeit
insbesondere hinsichtlich der Auslösung sowie Reversierung des
Systems verbessert ist.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Fahrzeug
der eingangs genannten Art gelöst,
bei dem ein Sicherheitselement vorgesehen ist, das zwischen dem
Chassis und dem ausstellbaren Element angeordnet ist und mit dem
das ausstellbare Element in seiner ausgestellten Lage entgegen einer
Hauptunfallrichtung des Fahrzeugs zurückgehalten ist.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement
wird beispielsweise eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs im ausgestellten
Zustand vor einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs zurückgehalten, wenn
das Fahrzeug einen Frontal- oder Beinahe-Frontalunfall erleidet.
Unter dem hier verwendeten Begriff Hauptunfallrichtung soll also
jene Richtung verstanden werden, in der bei dem erfindungsgemäß verbesserten
Fahrzeug bzw. dem daran ausgebildeten ausstellbaren Element mit
hoher Wahrscheinlichkeit ein Aufprall einwirkt. In der Regel ist diese
Richtung die Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs.
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Das
erfindungsgemäße Sicherheitselement kann
vorteilhaft ein Zugelement in Gestalt eines Hakens, eines Zugseils
oder eines Schiebers sein, welches durch eine geringfügige Bewegung
des ausstellbaren Elements während
eines Unfalls in Wirkstellung gerät. So kann das Sicherheitselement
vorteilhaft mit einem Haken gestaltet sein, an dem insbesondere
das ausstellbare Element in seiner ausgestellten Lage durch eine
geringfügige
Verschiebung entgegen der Hauptunfall bzw. -fahrtrichtung des Fahrzeugs
verhakt. Ferner kann das Sicherheitselement vorteilhaft mit einem
Zugseil gestaltet sein, welches einerseits am Chassis und andererseits
am ausstellbaren Element befestigt ist. Darüber hinaus kann das Sicherheitselement
vorteilhaft mit einem Schieber gestaltet sein, der bei einer geringfügigen Verschiebung
des ausstellbaren Elements in seiner ausgestellten Lage bis zu einem
Anschlag verschoben wird und dort das ausstellbare Element in seiner ausgestellten
Lage entgegen der Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs zurückhält. Das
erfindungsgemäße Zugelement
muss insbesondere ausreichend stabil gestaltet sein, so dass es
die am Element wirkenden Kräfte
des Aufpralls an das Chassis des Fahrzeugs weiterleiten kann, ohne
dadurch selbst zerstört
zu werden. Ein wichtiger Aspekt hinsichtlich der Stabilität des Zugelements
ist dabei dessen Befestigung an den beteiligten Bauteilen. So sind
die als Zugseil oder als Schieber gestalteten Zugelemente besonders vorteilhaft
unmittelbar am Chassis des Fahrzeugs und/oder direkt am ausstellbaren
Element befestigt, so dass in dem Bereich dieser Befestigung vergleichsweise
hohe Kräfte
definiert übertragen
werden können.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist ferner mit einem eingangs
genannten Fahrzeug gelöst,
bei dem ein Zugelement vorgesehen ist, welches einerseits am Chassis
und andererseits am ausstellbaren Element befestigt ist und eine
Gelenkverbindung bildet, an der das ausstellbare Element zum manuellen
Reversieren des Aktuators geschwenkt werden kann, und bei dem das
Zugelement mit einer Kupplung gestaltet ist, die die beim manuellen
Rückstellen
des Aktuators über
das Zugelement übertragbare
Kraft auf einen vorbestimmten Maximalwert begrenzt.
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Bei
Systemen zum Aussteifen und Reversieren eines Elements der Außenhaut
des Fahrzeugs werden Aktuatoren verwendet, die unter einem Scharnier
des Elements angeordnet sind und nach ihrem Auslösen durch ein Schwenken des
Elements rückgestellt
werden können.
Bei diesem Schwenken kommt ein Zugelement zum Einsatz, welches zwischen
dem Element und dem Chassis angeordnet ist und eine Gelenkverbindung
bildet, um die herum geschwenkt wird. Das Element selbst bildet
bei diesem Schwenken um das Zugelement einen zweiarmigen Hebel,
bei dem an einem Arm der Bediener angreift und am anderen Arm der
Aktuator in seine Ausgangslage zurück gedrängt wird. Beim Reversieren besteht
jedoch die Gefahr, dass der Bediener nicht erkennt, wann der Aktuator
vollständig
reversiert ist und fälschlicherweise
weiterdrückt,
obwohl sich das Scharnier des Elements bereits am Anschlag befindet.
In einem solchen Fall wirkt die gesamte Länge des Elements bzw. der Frontklappe
als Hebelarm und es könnte
zu einer (plastischen) Verformung an der Scharnierbefestigung des
Elements kommen. Erst nach einer solchen Verformung würde eine
am Element angeordnete Gasfeder ihren Anschlag erreichen und durch
den deutlich ungünstigeren
Hebelarm ein weiteres Verbiegen des Elements bzw. der Frontklappe
verhindern. Bei bestehenden Lösungen kann
der Zeitpunkt der ordnungsgemäßen Reversierung
also nicht eindeutig spürbar,
hörbar
sowie sichtbar gemacht werden. Eine solche Anzeige ist bei den derzeitigen
technischen Randbedingungen also schwer vermittelbar. Durch die
erfindungsgemäße Begrenzung
der am Zugelement erzeugten Kraft auf einen vorbestimmten Maximalwert
ist diese Gefahr einer plastischern Verformung des Elements sicher verhindert
und dem Bediener wird durch ein Öffnen der
Kupplung und ein entsprechendes "Durchsacken" des geschwenkten
Elements beim Reversieren ein deutliches Signal für das vollständige Rückstellen des
Aktuators gegeben.
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Eine
technisch vergleichsweise einfache und damit auch besonders betriebssichere
Weiterbildung dieser Lösung
sieht vor, dass das Zugelement mit einem Schieber gebildet ist,
der bei einem Schwenken des ausstellbaren Elements über eine
erste Wegstrecke verschiebbar ist und nachfolgend an einen überwindbaren
Anschlag bewegbar ist, der als Kupplung zum Begrenzen der vorbestimmten
Maximalkraft vorgesehen ist.
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Die
Aufgabe ist schließlich
auch mit einem Fahrzeug der eingangs genannten Art gelöst, bei dem
ein Zugelement vorgesehen ist, welches einerseits am Chassis und
andererseits am ausstellbaren Element befestigt ist und eine Gelenkverbindung
bildet, an der das ausstellbare Element zum manuellen Reversieren
des Aktuators geschwenkt werden kann, und bei dem das Zugelement
am Chassis und/oder am ausstellbaren Element mit einer Schlüssel-Schlüsselloch-Verbindung
befestigt ist. Die vorgesehene Verbindung erfüllt alle Anforderungen hinsichtlich
der geforderten Kraftübertragung über die gesamte
Lebensdauer eines Fahrzeugs hinweg. Die Verbindung ermöglicht es
ferner, dass das Zugelement besonders leicht montiert und im Bedarfsfall, beispielsweise
bei Reparatur- oder Wartungsarbeiten leicht entfernt werden kann.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Fahrzeugs
anhand der beigefügten
schematischen Zeichnungen hinsichtlich der erfindungsgemäßen Verbesserung
genauer erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Schwenkeinrichtung an einem Fahrzeug
in einer ersten Stellung, die mit einem erfindungsgemäßen Sicherheits-
und Zugelement versehen ist, und
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2 die
Ansicht gemäß 1 in
einer zweiten Stellung der Schwenkeinrichtung.
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In
den 1 und 2 ist eine Schwenkeinrichtung 10 mit
deren Aktuator 12 veranschaulicht, mit der ein nicht dargestelltes
ausstellbares Element an einem ebenfalls nicht näher veranschaulichten Chassis
eines Personenkraftwagens schwenkbar befestigt ist.
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Das
ausstellbare Element ist beispielsweise eine Frontklappe des Personenkraftwagens,
die in bekannter Weise mittels der Schwenkeinrichtung 10 manuell
geöffnet
und geschlossen werden kann. Der Aktuator 12 ist dazu vorgesehen,
dass das ausstellbare Element im Falle eines Frontaufpralls bzw. -crash
geringfügig
angehoben werden und dadurch der Abstand zwischen dem Element und
einem darunter befindlichen steifen Aggregat des Fahrzeugs vergrößert werden
kann. Ein solches Anheben des Elements bzw. einer Frontklappe ist
besonders bei einem Aufprall einer Person am vorderen Rand des Elements
sinnvoll (siehe auch die mit einem Pfeil A dargestellte Hauptfahrtrichtung
des Fahrzeugs), bei dem die Person nachfolgend gegebenenfalls mit
ihrem Kopf auf dem hinteren Bereich der Frontklappe aufschlägt. Dieser
hintere Bereich des Elements befindet sich bezogen auf die 1 und 2 jeweils links über der
dargestellten Schwenkeinrichtung 10.
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Die
Schwenkeinrichtung 10 ist unter anderem mit einer zweigeteilten
Befestigung gestaltet, mittels der sie am Chassis angebracht ist.
Dabei sind ein unterer Scharnierhalter 14 und ein oberer
Scharnierhalter bzw. ein Scharnierunterteil 16 vorgesehen, von
denen der untere Scharnierhalter 14 mit zwei Schrauben 18 am
Chassis ortsfest angeschraubt ist.
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Der
Aktuator 12 ist seinerseits ebenfalls ortsfest am Chassis
angebracht und der obere Scharnierhalter 16 ist an zwei
Hebestiften 20 des Aktuators 12 mit Hilfe von
zwei Schraubverbindungen 22 befestigt. Die Hebestifte 20 können bei
einem Auslösen des
Aktuators 12 mit einer nicht näher veranschaulichten Hebemechanik
angehoben und dadurch kann der obere Scharnierhalter 16 vom
unteren Scharnierhalter 14 abgehoben werden.
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Bei
diesem Abheben des oberen Scharnierhalters 16 werden zwei
Schwenkhebel 24 und 26 der Schwenkeinrichtung 10 sowie
ein damit gelenkig verbundener Elementhalter 28 angehoben.
Der Elementhalter 28 trägt
mit Hilfe zweier Schrauben 30 das nicht näher veranschaulichte
schwenkbare Element, welches damit beim Abheben des oberen Scharnierhalters 16 wie
oben erwähnt
geringfügig angehoben
wird.
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Innerhalb
der Schwenkeinrichtung 10 bilden der obere Scharnierhalter 16 sowie
die beiden Scharnierhebel 24 und 26 zusammen mit
dem Elementhalter 28 ein 4-Gelenk, mit dem in herkömmlicher
Weise das schwenkbare Element manuell geöffnet und geschlossen werden
kann.
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An
der Schwenkeinrichtung 10 ist ferner ein Sicherheits- und
Zugelement 32 vorgesehen.
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Dieses
Sicherheits- und Zugelement 32 ist aus zwei Stäben 34 und 36 gebildet,
die einander teilweise überdecken
und relativ zueinander verschiebbar gestaltet sind.
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Der
bezogen auf die 1 und 2 untere Stab 34 ist
mit einem Endbereich zum unteren Scharnierhalter hin gerichtet und
dort mit einem Niet 38 schwenkbar befestigt. Bei einer
nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Schwenkeinrichtung 10 ist
der Stab 34 unmittelbar am Chassis des Fahrzeugs schwenkbar
befestigt.
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Der
andere Stab 36, welcher verschiebbar mit dem Stab 34 verbunden
ist, ist mit einem Niet 40 an dem Elementhalter 28 oder
alternativ unmittelbar am bewegbaren Element schwenkbar befestigt.
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Die
Stäbe 34 und 36 bilden
zusammen ein Sicherheitselement, mit dem zwischen dem Chassis und
dem ausstellbaren Element eine geringfügig bewegliche Verbindung geschaffen
ist. Diese Verbindung wird gestrafft, wenn das ausstellbare Element bei
einem Frontaufprall relativ zum Chassis entgegen der Hauptfahrtrichtung
verschoben wird. Das Sicherheitselement übernimmt diese Funktion insbesondere
in dem Fall, in dem das ausstellbare Element während des Frontalaufpralls
mit dem Aktuator angehoben worden und damit aus seinem Verbund in
der Außenhaut
des Fahrzeugs herausgelöst
worden ist.
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Den
Stäben 34 und 36 ist
darüber
hinaus noch eine zweite Funktion zugeordnet, indem sie als Reversierstab
zum Rückstellen
der Schwenkeinrichtung 10 dienen, wenn der obere Scharnierhalter 16 mit
dem Aktuator 12 vom unteren Scharnierhalter 14 abgehoben
worden ist. Die Stäbe 34 und 36 wirken
in dieser Funktion als Zugelement, mit dem zwischen dem Chassis
bzw. dem unteren Scharnierhalter 14 und dem ausstellbaren
Element eine Gelenk-Verbindung geschaffen ist. Ein ausstellbares
Element in Form einer Frontklappe wird um diese Gelenk-Verbindung
geschwenkt, wenn es von dem Aktuator angehoben worden ist und nachfolgend
ein Nutzer des Fahrzeugs die Frontklappe öffnet. Bei dem Schwenken um
die mit den Stäben 34 und 36 gebildete
Gelenk-Verbindung wird das bezogen auf die 1 und 2 rechte
Ende des Elementhalters 28 nach unten gedrückt und
damit werden über
die Scharnierhebel 24 und 26 auch die Hebestifte 20 des
Aktuators 12 zurück
in ihre Ruhelage nach unten gedrückt.
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Um
die oben genannten Funktionen des Sicherheits- und Zugelements 32 zu
ermöglichen,
ist an dem Stab 34 in dessen Längsrichtung ein Langloch 42 ausgebildet,
in dem der Stab 36 mit einem Niet 44 geführt ist.
An dem Stab 36 sind im Bereich des Niets 44 ferner
an beiden Längsseiten
Führungsarme 46 vorgesehen,
welche die Seitenflächen 48 des
Stabes 34 umgreifen und damit ein alleiniges Verschieben
des Stabes 36 in Längsrichtung
des Stabes 34 sicherstellen. Alternativ oder zusätzlich zu dem
Niet 44 kann in dem Langloch 42 zum verschiebbaren
Verbinden der beiden Stäbe 34 und 36 auch
ein mit einem Bund versehener und im Querschnitt länglicher
Führungsstift
vorgesehen sein.
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An
dem Stab 34 sind ferner überwindbare Anschläge 50 vorgesehen,
die in Form von jeweils einer gestaltet sind, Welche an jeder der
Seitenflächen 48 des
Stabes 34 ausgebildet sind. Die Anschläge 50 begrenzen bei
einem Verschieben des Stabes 36 dessen Bewegung, indem
die Führungsarme 46 dieses
Stabes 36 an den Anschlägen
50 zum Anliegen kommen. In dieser Stellung, bei der die Führungsarme 46 an
den Anschlägen 50 anliegen
und der Stab 36 eine erste Wegstrecke 52 überwunden
hat, kann das Sicherheits- und Zugelement eine vorbestimmte Maximalkraft
aufnehmen. Diese Maximalkraft ist so bemessen, dass durch ein manuelles
Schwenken des ausstellbaren Elements die Hebestifte 20 des
Aktuators 12 sicher in ihre Ruhelage zurückbewegt
werden können,
dass andererseits aber das ausstellbare Element nicht plastisch
verformt werden kann.
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Wenn
ein Nutzer des Fahrzeugs beim manuellen Schwenken des ausstellbaren
Elements eine ungebührend
hohe Kraft anwendet und sich damit die Gefahr einer plastischen
Verformung des ausstellbaren Elements ergeben könnte, ist die an den Anschlägen 50 wirkende
Kraft derart groß,
dass die Führungsarme 46 über die
Anschläge 50 geschoben werden,
bis der Niet 44 am Ende des Langlochs 42 anstößt. Die
Anschläge 50 wirken
in diesem Fall als eine Art Kupplung, die bei dem manuellen Rückstellen
des Aktuators 12 die über
das Sicherheits- und Zugelement 32 übertragbare Kraft auf einen
vorbestimmten Maximalwert begrenzt.
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Das
Durchrutschen der Führungsarme 46 an den überwindbaren
Anschlägen 50 empfindet
der Nutzer des Fahrzeugs als ein „Durchfallen" der von ihm geöffneten
Frontklappe, wodurch er vermittelt bekommt, dass nun keine weitere
Kraft mehr aufgewendet werden sollte, weil sich die Hebestifte 20 des Aktuators 12 sicher
in der rückgestellten
Position befinden.
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Damit
das derart wirkende Sicherheits- und Zugelement 32 besonders
vorteilhaft an der Schwenkeinrichtung 10 montiert werden
kann, sind bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel die Niete 38 und 40 jeweils
als Schlüsselochverbindung
gestaltet, bei der einer der Stäbe 34 bzw. 36 an
dem zugehörigen
Lagerelement 14 bzw. 28 angesetzt und dann durch
eine geringfügige
Drehung des Stabes in eine nicht mehr abzuhebende Lage gebracht
werden kann.
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- 10
- Schwenkeinrichtung
- 12
- Aktuator
- 14
- unterer
Scharnierhalter
- 16
- oberer
Scharnierhalter
- 18
- Schraube
- 20
- Hebestift
- 22
- Schraubverbindung
- 24
- Scharnierhebel
- 26
- Scharnierhebel
- 28
- Elementhalter
- 30
- Schraube
- 32
- Sicherheits-
und Zugelement
- 34
- Stab
- 36
- Stab
- 38
- Niet
- 40
- Niet
- 42
- Langloch
- 44
- Niet
- 46
- Führungsarm
- 48
- Seitenfläche
- 50
- überwindbarer
Anschlag
- 52
- erste
Wegstrecke