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Die Erfindung betrifft ein Scharnier, welches mindestens ein Scharnierunterteil zur Anbindung an eine Fahrzeugkarosserie und ein Scharnieroberteil zur Anbindung an eine Fahrzeugklappe aufweist, wobei das Scharnierunterteil und das Scharnieroberteil miteinander beweglich verbunden sind und wobei an dem Scharnier ein Aktor zum Anheben des Scharnieroberteils anordenbar ist (aktives Scharnier). Typischerweise wird bei einem Auslösen des Aktors ein zugehöriger Hubstößel ausgefahren, welcher das Scharnier aufdrückt und folglich die Fahrzeugklappe anhebt.
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Aus der
DE 603 01 778 T2 ist bereits ein Scharnier mit einem Scharnierunterteil zur Anbindung an eine Fahrzeugkarosserie und mit einem Scharnieroberteil zur Anbindung an eine Fahrzeugklappe bekannt. Dabei sind das Scharnieroberteil und das Scharnierunterteil miteinander beweglich verbunden. Außerdem ist an dem Scharnier ein Aktor zum Anheben des Scharnieroberteils angeordnet, wobei der Aktor mittels einer Aktorbefestigung an dem Scharnier befestigt ist.
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Ferner beschreibt die
DE 10 2007 033 325 A1 ein Scharnier zur schwenkbeweglichen Anbindung einer Abdeckung oder Haube an einem Kraftfahrzeug, welches ein Karosserieanbindungsteil, einen Verbindungsarm und ein daran gehaltenes Haubenanbindungsteil umfasst, wobei der Verbindungsarm gegenüber dem Karosserieanbindungsteil schwenkbeweglich angeschlagen ist. Zur Verwirklichung einer Fußgängerschutzfunktion wird das Haubenanbindungsteil an dem abstehenden Ende des Verbindungsarms in einem durch ein Sperrelement gegen ein Verschwenken aus einer Ruhelage gesperrten Gelenk gehalten.
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Die
DE 10 2006 037 831 A1 betrifft einen pyrotechnischen Aktor mit einem Gehäuse, einem in einem Hohlraum des Gehäuses verschieblich angeordneten Kolben mit daran angeordneter Kolbenstange (dem Hubstößel) sowie einem Zünder, wobei bei der Zündung des Zünders eine Gasmenge freigesetzt wird und mittels dieser Gasmenge der Kolben aus einer Ausgangsposition, der Ruheposition, in eine Endposition, die Arbeitsposition, bewegbar ist, wobei dessen Kolbenstange auf dem Weg von der Ausgangsposition in die Endposition oder in der Endposition einen Vorgang auslöst.
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Hierbei ist es von Nachteil, dass sich der Aktor bei einem aktiven Aufprallfall von dem Scharnier wegdrehen bzw. verkippen kann und somit ein vollständiges Anheben der Fahrzeugklappe nicht erreicht wird. Das Verkippen kann beispielsweise bereits bei dem Auslösen des Aktors dadurch zustande kommen, dass der Aktor eine Rückstoßkraft erfährt, bevor der Hubstößel das Scharnier kontaktiert hat. Das Verkippen kann aber auch dadurch zustande kommen, dass der Aktor eine Gegenkraft nach einer Kontaktierung des Scharniers durch den Hubstößel erfährt. Im Extremfall kann der Hubstößel des Aktors seine Anschlagfläche an dem Scharnier verlassen. Das hat zur Folge, dass bei einem Aufprall das aufprallende Objekt, z.B. ein Fußgänger, nicht optimal geschützt wird, da der vorgesehene Hub der Fahrzeugklappe nicht erreicht wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Möglichkeit anzugeben, ein Scharnier mit vermindertem Hubverlust zu betreiben.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Scharnier vorgeschlagen, welches mindestens ein Scharnierunterteil zur Anbindung an eine Fahrzeugkarosserie und ein Scharnieroberteil zur Anbindung an eine Fahrzeugklappe aufweist, wobei das Scharnierunterteil und das Scharnieroberteil miteinander beweglich verbunden sind und wobei an dem Scharnier ein Aktor zum Anheben des Scharnieroberteils anordenbar ist. Der Aktor ist mittels einer Aktorbefestigung an dem Scharnier befestigt.
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Aufgrund der Aktorbefestigung kann der Aktor im Betriebsfall nun nicht mehr von dem Scharnier getrennt werden. Zudem ergibt sich so eine Abstützung in Längsrichtung bzw. Betätigungsrichtung des Aktors, wodurch ein Hubverlust durch ein Nachgeben des Aktors aufgrund von Gegenkräften bei einem Wegdrücken des Scharnieroberteils verringert werden kann.
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Der Aktor kann jedoch bei Bedarf getauscht werden. Insbesondere ist der Aktor mit dem Scharnier so verbunden, dass dieser z.B. im Reparaturfall zerstörungsfrei von dem Scharnier gelöst werden kann. Hierzu ist z.B. eine Schraubverbindung oder eine Verbindung mittels Bördelns möglich. Der Aktor kann ggf. auch fest mit einem Aktorhalter verbunden sein, so dass bei Bedarf der Aktorhalter mitsamt Aktor von dem Scharnier getrennt und durch einen neuen Aktorhalter mit Aktor ersetzt werden kann.
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Hierbei sei angemerkt, dass die Fahrzeugkarosserie ein Chassis oder einen Teil einer Karosserie oder eines Chassis umfassen kann.
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Bei der Fahrzeugklappe handelt es sich beispielsweise um eine Frontklappe oder eine Motorhaube eines Fahrzeugs. Der hier vorgeschlagene Ansatz ist jedoch auf jedwede über Scharniere betreibbare Klappe eines Fahrzeugs, z.B. eine Heckklappe, anwendbar.
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Das Scharnier weist mindestens eine Momentenabstützung für den Aktor auf. Während die Aktorbefestigung sicherstellt, dass der Aktor im Betriebsfall bzw. im betriebsbereiten Fall nicht mehr von dem Scharnier getrennt werden kann (bzw. mit diesem ggf. lösbar verbunden ist), besteht immer noch die Möglichkeit, dass der Aktor bei oder nach einem Auslösen in oder mit der Aktorbefestigung verkippt. Dies kann z.B. bei einer dünnen ringförmigen Aktorbefestigung auftreten. Mittels der Momentenabstützung kann die Verkippung örtlich begrenzt werden. Zudem kann so ein Hubverlust aufgrund der Verkippung des Aktors reduziert werden. In anderen Worten dient die Momentenabstützung als eine Positions- oder Lagebegrenzung für den Aktor, durch welche eine mögliche Verkippung des Aktors begrenzt wird.
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Das Scharnieroberteil ist mindestens aus einem unteren Scharnieroberteil und einem damit verschwenkbar verbundenen oberen Scharnieroberteil zusammengesetzt, wobei das obere Scharnieroberteil zur Anbindung an die Fahrzeugklappe vorgesehen ist, und dass die mindestens eine Momentenabstützung an dem unteren Scharnieroberteil angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, den Aktor an dem unteren Scharnieroberteil zu halten. Auch hierdurch kann ein Verkippen des Aktors verhindert werden.
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Eine Weiterbildung ist es, dass die Aktorbefestigung den Aktor ringförmig umgibt. Dadurch kann der Aktor allseitig an dem Scharnier gehalten werden. Zudem kann der Aktor zur Montage des aktiven Scharniers einfach in eine Ringöffnung der Aktorbefestigung eingesetzt werden. Ferner ist eine solche Aktorbefestigung kompakt und leicht.
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Auch ist es eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Momentenabstützung an dem Scharnierunterteil angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, den Aktor gegen das Scharnierunterteil abzustützen. Dies hat den Vorteil, dass die Momentenabstützung besonders einfach realisierbar ist. Diese Momentenabstützung blockiert in anderen Worten eine Annäherung des Aktors an das Scharnierunterteil, wie sie beispielsweise bei einer Verkippung des Aktors zustande kommen kann.
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Ferner ist es eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Momentenabstützung dazu eingerichtet ist, den Aktor (im Wesentlichen) parallel zu dem Scharnierunterteil abzustützen. Dadurch können ein Verkippen des Aktors und somit ein Hubverlust besonders gering gehalten werden.
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Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung ist die mindestens eine Momentenabstützung seitlich bzw. lateral zumindest teilweise um den Aktor herum gebogen. Dadurch kann nicht nur eine Verkippung des Aktors direkt in Richtung des Scharnierunterteils begrenzt werden, sondern auch in Richtungen schräg zum Scharnierunterteil. Die Momentenabstützung kann beispielsweise zumindest annähernd kreissektorförmig um den Aktor herum gebogen sein, insbesondere um eine Längsachse des Aktors.
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Eine Ausgestaltung ist es, dass die mindestens eine Momentenabstützung eine Kontaktfläche für den Aktor aufweist. Die Kontaktfläche wird von dem Hubstößel des ausgelösten Aktors kontaktiert und dient der Druck- bzw. Hubübertragung auf das Scharnieroberteil. Die Anordnung der Kontaktfläche an der Momentenabstützung ergibt eine besonders kompakte Bauform und einen besonders engen Sitz des Aktors an der Momentenabstützung, was eine Verkippung weiter reduzieren kann.
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Eine spezielle Ausgestaltung ist es, dass die Momentenabstützung und der Aktor zueinander verschieblich angeordnet sind. Dadurch kann der Aktor sich im Verlauf des Hubvorgangs (also bei der Aktivierung des Aktors) in der Momentenabstützung zum Ausgleich einer relativen lateralen Lageverschiebung der Momentenabstützung zu dem Aktor verschieben. Auch hierdurch kann eine unerwünschtes Moment auf den Aktor und somit eine Verkippung des Aktors unterdrückt werden.
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Eine weitere spezielle Ausgestaltung ist es, dass der Aktor im nicht ausgelösten Zustand gering beabstandet zu der Momentenabstützung oder die Momentenabstützung kontaktierend angeordnet ist. So kann im aktiven Aufprallfall ein Hubverlust weiter reduziert werden.
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Eine weitere Ausführungsform besteht darin, dass die mindestens eine Momentenabstützung den Aktor an einer zu dem unteren Scharnieroberteil abgewandten Seite abstützt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Momentenabstützung des Aktor überwölbt und an einer zu dem Scharnieroberteil abgewandten Seite abgewinkelt ist.
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Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass die mindestens eine Momentenabstützung eine zu einer Außenkontur des Aktors passende Auflagefläche aufweist. So kann ein Spiel des Aktors bezüglich der Momentenabstützung gering gehalten und eine Verkippung des Aktors bei seiner Aktivierung reduziert oder weitgehend ausgeschlossen werden.
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Auch ist es eine Ausgestaltung, dass die Aktorbefestigung und/oder die mindestens eine Momentenabstützung aus Blech hergestellt ist bzw. sind. Dies ist eine preiswert herstellbare und leichte Ausführungsform.
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Alternativ können die Aktorbefestigung und/oder die Momentenabstützung aus Kunststoff, z.B. aus hochfestem Kunststoff, aus Aludruckguss, aus Stahl, aus Schmiedestahl hergestellt sein bzw. derartige Komponenten umfassen. Auch kann es sich bei der Aktorbefestigung und/oder der Momentenabstützung um ein Aluminiumteil, eine Schmiedeteil, ein Gussteil, o.ä. handeln.
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Eine Weiterbildung besteht darin, dass die mindestens eine Momentenabstützung einstückig mit der Aktorbefestigung ausgebildet ist. In anderen Worten kann gemäß dieser Weiterbildung die Aktorbefestigung eine zusätzliche, mit der Aktorbefestigung einstückig verbundene Momentenabstützung umfassen. Dadurch können Teile eingespart werden, was eine rationellere Herstellung und einfachere Montage erlaubt.
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Beispielsweise kann eine kombinierte Momentenabstützung und Aktorbefestigung aus einem Blech hergestellt werden.
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Die Fahrzeugklappe kann beispielsweise eine Frontklappe, eine Heckklappe und/oder eine Seitenklappe sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen schematisch dargestellt und erläutert. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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Es zeigen:
- 1 in Schrägansicht ein Scharnier mit einem daran befestigten Aktor (aktives Scharnier) gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Ruhestellung;
- 2 in Schrägansicht ausgewählte Teile des aktiven Scharniers aus 1 im Bereich des Aktors;
- 3 als Schnittdarstellung in Schrägansicht die in 2 dargestellten Elemente des aktiven Scharniers;
- 4 in Schrägansicht den Aktor und eine kombinierte Aktorbefestigung und Momentenabstützung des aktiven Scharniers aus 1;
- 5 in einer anderen Schrägansicht den Aktor und die kombinierte Aktorbefestigung und Momentenabstützung des aktiven Scharniers aus 1;
- 6 in Schrägansicht ein aktives Scharnier gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Ruhestellung;
- 7 in Schrägansicht einen vergrößerten Ausschnitt aus dem aktiven Scharnier gemäß 4.
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1 zeigt ein Scharnier 1 mit einem daran befestigten Aktor 2 (aktives Scharnier) gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Ruhestellung, 2 zeigt ausgewählte Teile des aktiven Scharniers 1,2 im Bereich des Aktors 2 und 3 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht die in 2 dargestellten Elemente des aktiven Scharniers 1,2.
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In 1 bis 3, weist das Scharnier 1 ein Scharnierunterteil 3 zur Anbindung an eine Fahrzeugkarosserie und ein Scharnieroberteil 4 zur Anbindung an eine Fahrzeugklappe, z.B. eine Motorhaube, auf. Das Scharnierunterteil 3 und das Scharnieroberteil 4 sind miteinander über einen langen Lenker 5 und einen kurzen Lenker 6 verschwenkbeweglich verbunden. Der Aktor 2 ist an dem Scharnier 1 zum Anheben des Scharnieroberteils 4 angeordnet und befestigt. Das Scharnieroberteil 4 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem unteren Scharnieroberteil 7 und einem oberen Scharnieroberteil 8, welche miteinander schwenkbeweglich verbunden sind. Die beiden Lenker 5, 6 sind sowohl an dem Scharnierunterteil 3 als auch an dem unteren Scharnieroberteil 7 schwenkbeweglich angebracht. An dem unteren Scharnieroberteil 7 ist ferner ein Dämpfer 9 angebracht, um eine Bewegung des Scharnieroberteils 4 bzw. des unteren Scharnieroberteils 7 und damit der an dem oberen Scharnieroberteil 8 befestigten Fahrzeugklappe zu dämpfen. Der Aktor 2 ist an dem Scharnier 1 mittels einer Aktorbefestigung 11 aus einem dünnen Blech angebracht.
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Die Aktorbefestigung 11 weist ein Basisteil 12 zur flächigen Anbringung an dem Scharnierunterteil 3 auf. Dazu weist das Basisteil 12 mindestens eine hakenförmige Lasche 14 zum Einhaken in das Scharnierunterteil 3 sowie eine Durchführung 13 zum Durchführen eines Befestigungselements auf. Die Aktorbefestigung 11 weist ferner einen im Wesentlichen rechtwinklig von dem Basisteil 12 nach außen gerichteten (von dem Scharnierunterteil 3 weggerichteten) ringförmigen Halterungsbereich 15 zur Halterung des Aktors 2 auf. In diesen ringförmigen Halterungsbereich 15, welcher eine kreisförmige Aussparung 15a (Ringöffnung) zur Einführung des Aktors 2 aufweist, ist der Aktor 2 so eingesetzt, dass eine Oberseite 16 des Aktors 2, aus welcher ein Hubstößel (ohne Bezugszeichen) bei einer Betätigung des Aktors 2 ausfährt, auf dem Halterungsbereich 15 aufsitzt. Um zu verhindern, dass der Aktor 2 in der Aktorbefestigung 11 frei beweglich ist, kann der Aktor 2 beispielsweise in die Aktorbefestigung 11 eingeklebt sein. Wie weiter unten aus 4 und 5 ersichtlich, kann die Aktorbefestigung 11 als ein Kombinationsbauteil ausgebildet sein.
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Bei einem Auslösen des Aktors 2, was beispielsweise bei einer Erkennung eines Aufpralls oder eines bevorstehenden Aufpralls eines Objekts auf die Fahrzeugklappe auftreten kann (aktiver Aufprallfall), schnellt der Hubstößel aus der Oberseite 16 heraus und tritt nach Überwindung eines kurzen Weges auf eine Kontaktplatte 17, welche mit dem unteren Scharnieroberteil 7 verbunden ist oder ein Teil davon ist. In einem weiteren Verlauf dieses Hubvorgangs wird das untere Scharnieroberteil 7 unter einem gleichzeitigen Verschwenken der beiden Lenker 5, 6 von dem Scharnierunterteil 3 nach oben (in etwa in Bewegungsrichtung des Hubstößels) abgehoben. Damit wird auch das obere Scharnieroberteil 8 nach oben von dem unteren Scharnieroberteil 7 weggeschwenkt. Dieser Hubvorgang wird mittels des Dämpfers 9 gedämpft. Am Ende des Hubvorgangs befindet sich das Scharnier in seiner geöffneten Stellung.
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Bei dem Auslösen des Aktors 2 kann ein Quermoment auf den Aktor 2 ausgeübt werden, wodurch sich dieser wegdrehen bzw. verkippen könnte. Dies könnte dazu führen, dass die Fahrzeugklappe nicht den gewünschten Hub erfährt.
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Das Wegdrehen bzw. Verkippen des Aktors 2 und damit des Hubstößels kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Aktor 2 gegen die Aktorbefestigung 11 verkippt und/oder sich der Halterungsbereich 15 der Aktorbefestigung 11 gegen den Basisteil 12 verbiegt. Im Extremfall könnte der Hubstößel des Aktors 2 sogar die Kontaktplatte 17 verlassen oder verfehlen. Dies hätte beispielsweise zur Folge, dass bei einem Aufprall eines Fußgängers dieser nicht optimal geschützt wird, da der vorgesehene Hub der Fahrzeugklappe nicht erreicht wird.
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Um das Verkippen des Aktors 2 zu unterdrücken, weist das Scharnier 1 eine Momentenabstützung 18 auf, welche als ein senkrecht von dem Scharnierunterteil 3 in Richtung des Aktors 2 abgehender Vorsprung ausgebildet ist. Dazu kann das Scharnierunterteil 3 beispielsweise aus einem Blech herausgearbeitet (z.B. gestanzt und umgeformt) sein, wobei die Momentenabstützung 18 einstückig aus diesem Blech gebogen ist. Die Momentenabstützung 18 ist dazu angeordnet und eingerichtet, den Aktor 2 gegen das Scharnierunterteil 3 abzustützen. Um ein Verkippen des Aktors 2 in Bezug auf das Scharnierunterteil 3 weitgehend zu vermeiden, ist die Momentenabstützung 18 so ausgestaltet und dimensioniert, dass sie den Aktor 2 parallel zu dem Scharnierunterteil 3 abstützt.
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Ferner kann die Momentenabstützung 18 zumindest teilweise seitlich um den Aktor 2 herum gebogen ausgeführt sein und weist dazu zwei den Aktor zumindest teilweise seitlich umgreifende Arme 19 auf. Dadurch wird ein Verkippen des Aktors 2 schräg zu dem Scharnierunterteil 3 verhindert.
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4 zeigt in Schrägansicht den Aktor 2 und die Aktorbefestigung 11 des aktiven Scharniers 1, 2 aus 1, und 5 zeigt in einer anderen Schrägansicht den Aktor 2 und die die Aktorbefestigung 11. Die Aktorbefestigung 11 ist nun als ein einstückiges Kombinationsbauteil aus der Aktorbefestigung 11 und einer weiteren Momentenabstützung 20 aufgebaut. Die Momentenabstützung 20 weist eine zu der Momentenabstützung 18 ähnliche Funktion auf, ist jedoch aus einem dünnen Blech gefertigt, passt sich eng an die Außenkontur des Aktors 2 an und weist eine zu der Außenkontur passende Auflagefläche (ohne Abb.) auf. Dadurch, dass die Aktorbefestigung 11 und die weitere Momentenabstützung 20 einstückig aus einem Blech geformt sind, ergibt sich eine kompakte und leichte Aktorhalterung.
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Zur lagesicheren Befestigung der Aktorbefestigung 11 (und der Momentenabstützung 20) an dem Scharnierunterteil 3 weist die Aktorbefestigung 11 zwei hakenförmige Laschen 14 zum Einhaken in das Scharnierunterteil 3 auf.
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6 zeigt ein Scharnier 101 mit dem daran befestigten Aktor 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Ruhestellung. 7 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem aktiven Scharnier 101, 2. Das Scharnier 101 basiert zumindest teilweise auf dem Scharnier 1 der ersten Ausführungsform und weist zusätzlich zu den Elementen des Scharniers 1 eine Momentenabstützung 121 auf. Diese Momentenabstützung 121 ist in Form einer kurzen Profilschiene mit einem winkelförmigen Querschnittsprofil ausgeführt und ist an dem unteren Scharnieroberteil 7 angeordnet. Durch das winkelförmige Querschnittsprofil stützt die Momentenabstützung 121 den Aktor 2 an einer zu dem unteren Scharnieroberteil 7 abgewandten Seite ab. Dazu überwölbt bzw. überdeckt die Momentenabstützung 121 den Aktor 2 bzw. dessen Oberseite 16 und umgreift die Oberseite 16 an der zu dem unteren Scharnieroberteil 7 abgewandten Seite nach unten. Folglich hält die Momentenabstützung 121 den Aktor 2 an dem unteren Scharnieroberteil 4.
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Die Momentenabstützung 121 weist an ihrer Unterseite eine Kontaktfläche 122 für den Aktor 2 auf. Die Momentenabstützung 121 dient somit gleichzeitig als eine Kontaktplatte. Während durch die Momentenabstützung 121 ein Verkippen weiter unterdrückt wird, kann die Aktorspitze 16 in einer Längsrichtung der profilartigen Momentenabstützung 121 gleiten, um den Aktor 2 im Verlauf eines Hubvorgangs gerade und somit verkippfrei halten zu können. Zur Anpassung der Aktorspitze 16 an die Momentenabstützung 121 ist die Aktorspitze 16 in einem Kontaktbereich mit der Momentenabstützung 121 quaderförmig ausgestaltet bzw. weist ein quaderförmiges Kontaktelement 123 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scharnier
- 2
- Aktor
- 3
- Scharnierunterteil
- 4
- Scharnieroberteil
- 5
- langer Lenker
- 6
- kurzer Lenker
- 7
- unteres Scharnieroberteil
- 8
- oberes Scharnieroberteil
- 9
- Dämpfer
- 11
- Aktorbefestigung
- 12
- Basisteil der Aktorbefestigung
- 13
- Durchführung der Aktorbefestigung
- 14
- hakenförmige Lasche der Aktorbefestigung
- 15
- Halterungsbereich der Aktorbefestigung
- 15a
- kreisförmige Aussparung des Halterungsbereichs
- 16
- Aktorspitze
- 17
- Kontaktplatte
- 18
- Momentenabstützung
- 19
- Arm der Momentenabstützung
- 20
- Momentenabstützung
- 101
- Scharnier
- 121
- Momentenabstützung
- 122
- Kontaktfläche
- 123
- Kontaktelement
