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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Um bei einer Kollision eines Fußgängers oder Radfahrers mit einem Kraftfahrzeug das Ausmaß von Verletzungen insbesondere im Brust- und Kopfbereich zu minimieren, ist es allgemein bekannt, einen relativ großen Mindestabstand zwischen einer Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs (Motor, Federbeinaufnahmen, etc.) vorzusehen, sodass ein ausreichender Deformationsweg der Frontklappe zur Verfügung steht, um den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers auf ein biomechanisch verträgliches Maß zu verzögern.
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Wenn der dazu benötigte Mindestabstand zwischen der geschlossenen Frontklappe und der steifen Unterstruktur aus bauraumtechnischen Gründen nicht zur Verfügung steht, kann die geschlossene Frontklappe aktiv zumindest im hinteren Bereich angehoben werden, um den Mindestabstand zu erzeugen, wenn ein Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wird.
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Aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2015 203 517 A1 ist bereits ein Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe mit zumindest einer Scharniereinrichtung bekannt, um die die Frontklappe zum normalen Öffnen und Schließen verschwenkbar ist. Zudem ist eine Anhebevorrichtung vorgesehen, die die Frontklappe bei einer von einer Sensoreinrichtung detektierten Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer aus der geschlossenen Stellung in eine Wirkstellung überführen kann, in der die Frontklappe gegenüber der geschlossenen Stellung zumindest im - in Fahrzeuglängsrichtung gesehen - hinteren Bereich angehoben ist. Die Frontklappe weist im vorderen Bereich zumindest einen Schließbügel auf, der in einem karosseriefesten Klappenschloss gehalten ist. Der Schließbügel ist um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse an der Unterseite der Frontklappe schwenkbar gelagert.
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Ferner ist aus der
DE 10 2013 003 956 A1 ein Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe bekannt, die im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer aus der geschlossenen Position in eine Aufprallposition verlagert wird. In der Aufprallposition ist die Frontklappe gegenüber der vollständig geschlossenen Stellung - in Fahrzeughöhenrichtung gesehen - im hinteren Bereich etwas angehoben und in Fahrtrichtung etwas nach hinten verlagert. Um eine Verlagerung der Frontklappe in die Aufprallposition zu ermöglichen, ohne ein Frontklappen-schloss im - in Fahrtrichtung gesehen - vorderen Bereich der Frontklappe öffnen zu müssen, weist das Gegenschließteil des Frontklappenschlosses eine Kinematik auf, die eine Verlagerung des Gegenschließteils nach hinten ermöglicht, ohne dass dabei ein im Gegenschließteil gehaltener Schließbügel entriegelt werden muss. Zusätzlich führt die Kinematik dazu, dass nach einer gewissen Längsverlagerung der Frontklappe nach hinten der vordere Bereich der Frontklappe auch nach oben verlagert wird.
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Zudem ist aus der
DE 299 14 145 U1 ein Gegenschließteil für einen Drehfallenverschluss bekannt. Ein solches Gegenschließteil ist beispielsweise an einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs angebracht. Das Gegenschließteil umfasst einen Schließbügel, der mit einem Befestigungsabschnitt schwenkbar an einer Grundplatte gehalten ist. Dabei ist der Schwenkbereich des Schließbügels über einen Anschlag begrenzt. Der Schließbügel wird von einem elastischen Element in einer zwischen den Anschlagstellungen liegenden Mittelstellung gehalten. Aufgrund der Verschwenk-barkeit sind Einbautoleranzen zwischen dem Gegenschließteil und dem Drehfallen-verschluss kompensierbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe zu schaffen, die bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer aus der geschlossenen Stellung in eine Aufprallposition verlagerbar ist, ohne dass ein Frontklappenschloss im vorderen Bereich der Frontklappe geöffnet werden muss.
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Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit einer Frontklappe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist eine Frontklappe im vorderen Bereich zumindest einen Schließbügel auf, der bei geschlossener Frontklappe in einem karosseriefesten Klappenschloss gehalten ist. Dabei ist der Schließbügel um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenkachse drehbar an einem vorderen oder hinteren Endbereich eines Schwenkelements gelagert, das mit seinem gegenüberliegenden Endbereich um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Drehachse an der Unterseite der Frontklappe schwenkbar gelagert ist.
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Im Gegensatz zur aus der
DE 299 14 145 U1 bekannten Anordnung ist der Schließbügel also nicht direkt an der Unterseite der Frontklappe angelenkt, sondern an einem Endbereich eines Schwenkelements, das mit dem gegenüberliegenden Endbereich an der Frontklappe angelenkt ist.
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Wenn ein Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers detektiert wird, wird die Frontklappe aus der geschlossenen Stellung in eine Wirkstellung überführt. Dabei wird die Frontklappe in Fahrtrichtung gesehen im hinteren Bereich angehoben. Dadurch kommt es je nach Kinematik der Scharniereinrichtung zu einer kleinen Verlagerung der Frontklappe im vorderen Bereich in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach hinten oder vorne. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, dass das Klappenschloss dabei geschlossen bleiben kann. Der Schließbügel und das Schwenkelement ermöglichen die erforderliche Verlagerbarkeit im vorderen Bereich der Frontklappe. Dies ist eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit, die erforderliche Verlagerbarkeit im vorderen Bereich zu gewährleisten. Zusätzlich wird durch das Verschwenken des Schwenkelements die Frontklappe auch im vorderen Bereich angehoben. Durch dieses Anheben der Frontklappe im vorderen Bereich entsteht ein zusätzlicher Schutz für den aufprallenden Fußgänger oder Radfahrer, da auf diese Weise auch im vorderen Bereich die Frontklappe plastisch nach unten deformiert werden kann, ohne dass die Deformation durch unmittelbar darunter angeordnete Bauteile behindert wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
- 1 eine Prinzipskizze einer Frontklappe eines Kraftfahrzeugs in einer geschlossenen Stellung,
- 2 eine Prinzipskizze der in 1 gezeigten Frontklappe in einer Wirkstellung und
- 3 eine vergrößerte Detailansicht der Anbindung eines Schließbügels an die Frontklappe.
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In 1 ist eine Frontklappe 2 eines Kraftfahrzeugs gezeigt, die sich in der geschlossenen Postion befindet. Die Frontklappe 2 ist über zumindest ein Viergelenkscharnier 4 in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen mit ihrem hinteren Endbereich an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkt. Dazu weist das Viergelenkscharnier 4 zwei Schwenkarme auf, die jeweils mit einem Endabschnitt an einem Scharnierunterteil 6 und mit ihrem anderen Endabschnitt an einem Scharnieroberteil 8 des Viergelenkscharniers 4 angelenkt sind. Das Scharnierunterteil 6 ist mit der Karosserie verbunden. Das Scharnieroberteil 8 ist mit seinem vorderen Endabschnitt an der Frontklappe 2 mit einem Gelenk 10 angebunden. Im Normalfall ist das Scharnieroberteil 6 verriegelt, sodass es nicht um die in Fahrzeugquerrichtung y verlaufende Gelenkachse des Gelenks 10 verschwenkbar ist. Um dieses zumindest eine Viergelenkscharnier 4 kann die Frontklappe 2 konventionell aus der geschlossenen Position in eine geöffnete Position verschwenkt und so geöffnet werden.
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Im vorderen Bereich der Frontklappe 2 ist ein Endbereich einer Schwenkplatte 16 um eine in Fahrzeugquerrichung y verlaufende Drehachse 20 schwenkbar angelenkt. Am gegenüberliegenden Endbereich dieser Schwenkplatte 16 ist ein Schließbügel 14 um eine in Fahrzeugquerrichtung y verlaufende Schwenkachse 18 drehbar angebracht. Der Schließbügel 14 ist in der dargestellten geschlossenen Position der Frontklappe 2 in einem Klappenschloss 12 verriegelt gehalten. Der Schließbügel 14 ist also nicht wie bei konventionellen Kraftfahrzeugen fest an der Frontklappe 2 direkt angebunden, sondern unter Zwischenschaltung einer Schwenkplatte 16 drehbar an der Frontklappe 2 angebracht.
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Wenn nun eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wird, wird die Frontklappe 2 über zumindest einen Aktor im hinteren Bereich in Fahrzeughöhenrichtung z angehoben. Diese angehobene Position der Frontklappe 2 ist in 2 dargestellt. Beim Hochdrücken der Frontklappe 2 im hinteren Bereich löst der Aktor die Verriegelung des Scharnieroberteils 8, sodass dieses nun um das Gelenk 10 an der Frontklappe 2 verschwenken kann. Diese Verschwenkbarkeit des Scharnieroberteils 8 des Viergelenkscharniers 4 ermöglicht es, einerseits die Frontklappe 2 konventionell öffnen und schließen zu können, andererseits die Frontklappe 2 im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer geführt im hinteren Bereich anheben zu können.
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Aufgrund der Kinematik des Viergelenkscharniers 4 kommt es beim Anheben der Frontklappe 2 im hinteren Bereich in Fahrzeughöhenrichtung auch zu einer kleinen Verlagerung der Frontklappe 2 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne.
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Die Verlagerung der Frontklappe 2 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne beim Anheben der Frontklappe 2 im hinteren Bereich darf zu keinem Verklemmen oder Verkeilen des Schließbügels 14 im Klappenschloss 12 führen. Dies wird erfindungsgemäß durch die Schwenkplatte 16 sichergestellt, die um die Drehachse 20 an der Frontklappe drehbar ist, und an der der eigentliche Schließbügel 14 angelenkt ist. Zusätzlich ist der Schließbügel 14 drehbar im Klappenschloss 12 gehalten. Durch ein Verschwenken der Schwenkplatte 16 um die Drehachse 20 und ein Verschwenken des Schließbügels 14 um die Schwenkachse 18 kann die Verlagerung der Frontklappe 2 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne bei geschlossenen Klappensschloss 12 ausgeglichen werden. Zusätzlich führt das Verschwenken der Schwenkplatte 16 um die Drehachse 20 zu einem Anheben der Frontklappe 2 im vorderen Bereich. Hierbei muss allerdings gewährleistet sein, dass der Schließbügel 14 ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung y drehbar im Klappenschloss 12 gehalten ist, damit nicht das Klappenschloss 12 ein Verschwenken des Schließbügels 14 um die Schwenkachse 18 behindert. Dabei sollte vermieden werden, dass ein Moment um die Schwenkachse 18 entsteht. Dazu sollte der Schließbügel 14 nicht in einem 90° Winkel auf das Klappenschloss 12 treffen. Vielmehr sollte der Winkel um 5 - 10° von der Schließtangente abweichen. In der geschlossenen Stellung der Frontklappe 2 liegt dabei die Schwenkplatte an der Frontklappe 2 an oder befindet sich zumindest einer Grundstellung parallel zur Frontklappe 2, sodass die Schwenkplatte 16 wenig Bauraum beansprucht. Erst beim Anheben der Frontklappe 2 im hinteren Bereich und der entsprechenden Verlagerung der Frontklappe 2 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne verschwenkt die Schwenkplatte 16 aus ihrer Grundstellung heraus. Um ein unerwünschtes Verschwenken der Schwenkplatte 16 zu vermeiden, ist die Schwenkplatte 16 über ein Verriegelungselement 28 in ihrer Grundstellung gehalten. Diese Verriegelung wird erst beim Anheben der Frontklappe 2 im hinteren Bereich gelöst. Wie dies im Detail funktioniert wird nun anhand der Detailansicht der 3 beschrieben.
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Auf der Unterseite der Frontklappe 2 ist eine Halteplatte 22 angeschraubt, die zur Anbringung der Schwenkplatte 16 dient. Die Schwenkplatte 16 ist nicht direkt an der eigentlichen Frontklappe 2, sondern mit ihrem hinteren Endbereich an der Halteplatte 22 mit der Drechachse 20 angelenkt. Ebenfalls an der Halteplatte 22 ist das Verriegelungselement 28 über eine Schwenkachse 30 angelenkt. Die Schwenkachse 30 verläuft in Fahrzeugquerrichtung y. In der Grundstellung liegt die Schwenkplatte 16 an der Halteplatte 22 an und erstreckt sich in etwa parallel zur eigentlichen Frontklappe 2. Die Schwenkplatte 16 wird durch das Verriegelungs-element 28 in der Grundstellung gehalten, sodass sie nicht um die Drechachse 20 verschwenkt werden kann.
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Der Schließbügel 14 weist an seinem in Fahrzeughöhenrichtung gesehen unteren Ende einen in Fahrzeugquerrichtung y verlaufenden im Querschnitt gesehen kreisrunden Abschnitt auf, mit dem der Schließbügel 14 im Klappenschloss 12 gehalten ist. Dabei ist dieser kreisrunde Abschnitt im Klappenschloss 12 drehbar gehalten. Im oberen Bereich ist der Schließbügels 14 schwenkbar im in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen vorderen Bereich der Schwenkplatte 16 angelenkt. Dabei ist an der Schwenkplatte 16 ein vorderer Anschlag 26 und ein hinterer Anschlag 28 angebracht, der den Schwenkbereich des Schließbügels 14 um die Schwenkachse 18 nach vorne und hinten begrenzt. Dabei wird der Schließbügel 14 bei geöffneter Frontklappe 2 über eine Feder stets gegen den vorderen Anschlag 26 gedrückt, sodass sich der Schließbügel 14 beim Schließen der Frontklappe 2 stets in einer definierten Stellung befindet.
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Der Schließbügel 14 erstreckt sich in Fahrzeughöhenrichtung z gesehen noch über die Schwenkachse 18 hinaus ein Stück weit nach oben. Am Verriegelungselement 28 ist ein Betätigungselement 32 fest angebunden, das sich vom Verriegelungs-element 28 in Richtung zu diesem nach oben über die Schwenkachse 18 hinaus nach oben abstehenden Abschnitt des Schließbügels 14 erstreckt, sodass sich nur ein geringer Abstand zwischen diesem Abschnitt des Schließbügels 14 und dem Betätigungselement 32 befindet.
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Wenn nun bei einer detektierten Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger oder Radfahrer die Frontklappe 2 im hinteren Bereich angehoben wird und sich dadurch die Frontklappe 2 in Fahrzeuglängsrichtung x etwas nach vorne verlagert, ist die Schwenkplatte 16 zunächst noch über das Verriegelungselement 28 in seiner Grundstellung verriegelt, sodass sich nur der Schließbügel 14 um die Schwenkachse 18 sich drehen kann, um die Verlagererung der Frontklappe 2 zu kompensieren. Dabei dreht sich der Schließbügel 14 aus seiner Grundstellung, in der er am vorderen Anschlag 26 anliegt in der in 3 gezeigten Ansicht im Uhrzeigersinn in Richtung zum hinteren Anschlag 24. Dabei drückt nach einem ersten Verschwenken des Schließbügels 14 der nach oben über die Schwenkachse 18 hinaus nach oben überstehende Abschnitt des Schließbügels 14 gegen das Betätigungselement 32 und entriegelt so das Verriegelungselement 28, sodass nun auch die Schwenkplatte 16 um ihre Drehachse 20 verschwenken kann. Durch die nun vorliegende freie Verschwenkbarkeit der Schwenkplatte 16 und die Verschwenkbarkeit des Schließbügels 14 kann die Verlagerung der Frontklappe 2 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne und die leichte Rotation der Frontklappe 2 bei geschlossenem Klappenschloss kompensiert werden.
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Die Zwischenschaltung der Schwenkplatte 16 zwischen Frontklappe 2 und Schließbügel 14 ermöglicht also auf einfache Weise eine Kompensation der Verlagerung der Frontklappe 2 im vorderen Bereich aufgrund des Anhebens der Frontklappe 2 im hinteren Bereich, ohne dass das Klappenschloss hierzu geöffnet werden muss. Zudem wird durch eine einfache mechanische Verriegelung mit dem Verriegelungselement 28 sichergestellt, dass die Verschwenkbarkeit der Schwenkplatte 16 nur dann gegeben ist, wenn wirklich eine Kollision mit einem Fußgänger oder Radfahrer detektiert wurde und die Frontklappe 2 im hinteren Bereich angehoben wird.
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Wenn anstelle des Viergelenk-Scharniers 4 ein anderes Scharnier mit einer anderen Scharnierkinematik verwendet wird, kann es sein, dass die Frontklappe 2 nicht in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne, sondern stattdessen nach hinten verlagert wird. In diesem Fall müsste die Schwenkplatte 16 statt mit ihrem hinteren Endbereich mit ihrem vorderen Endbereich an der Frontklappe 2 angelenkt werden und der Schließbügel 14 müsste dann entsprechend am hinteren Endbereich der Schwenkplatte 16 angelenkt sein. Auf diese Weise würde der gewünschte erfindungsgemäße Effekt gleich bleiben.
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Die beschriebene Anordnung kann natürlich analog auch bei einem Kraftfahrzeug mit einem linken und einem rechten Klappenschloss zum Einsatz kommen. In diesem Fall könnte die in der Figurenbeschreibung offenbarte Vorrichtung zweimal am Kraftfahrzeug angeordnet werden.
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Die Verlagerung der Frontklappe 2 in Fahrzeuglängsrichtung x nach vorne oder hinten aufgrund des Anhebens der Frontklappe 2 im hinteren Bereich führt über das Verschwenken der Schwenkplatte 16 stets auch zu einem Anheben der Frontklappe 2 im vorderen Bereich. Dadurch entsteht im vorderen Bereich der Frontklappe 2 ein besserer Schutz für einen aufprallenden Fußgänger oder Radfahrer, da nun auch im vorderen Bereich der Frontklappe 2 ein Deformationsweg zur Verfügung steht. Auch verhindert dieses Anheben im vorderen Bereich, dass die Frontklappe 2 vorne aufgrund des Anhebens im hinteren Bereich eindrehen und andere Bauteile beschädigen kann. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, dass der gesamte Mechanismus im vorderen Bereich der Frontklappe 2 vollständig reversierbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Frontklappe
- 4
- Viergelenk-Scharnier
- 6
- Scharnierunterteil
- 8
- Scharnieroberteil
- 10
- Gelenk
- 12
- Klappenschloss
- 14
- Schließbügel
- 16
- Schwenkplatte
- 18
- Schwenkachse
- 20
- Drehachse
- 22
- Halteplatte
- 24
- hinterer Anschlag
- 26
- vorderer Anschlag
- 28
- Verriegelungselement
- 30
- Schwenkachse
- 32
- Betätigungselement
