DE19712961A1 - Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahr­ zeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Verlage­ rung einer Frontklappe nach Anspruch 10.

Um bei einer Kollision eines Fußgängers mit einem Kraftfahrzeug das Ausmaß von Verletzungen, insbesondere im Brust- und Kopfbereich, zu minimieren, ist es aus der DE 28 41 315 A1 bekannt, den fahrtrichtungsabgewandten hinteren Bereich der Frontklappe im Fall einer Fußgängerkollision anzuheben. Hierdurch wird ein Abstand der Frontklappe zur steifen Unterstruktur des Fahrzeuges (Motor, Feder­ beinaufnahmen etc.) erreicht, so daß an der Frontklappe ein Deformationsweg zur Verfügung steht. Die genannte Schrift zeigt prinzipielle Möglichkeiten zur Verlage­ rung der Frontklappe auf, ohne anzugeben, wie die Verlagerung bei einer im Be­ reich der Windschutzscheibe scharnierten Frontklappe erfolgen soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Anordnung weiterzubilden und Möglich­ keiten zur Umsetzung der Frontklappenverlagerung bei einem Fahrzeug aufzuzei­ gen, das eine im Bereich der Windschutzscheibe angelenkte Frontklappe aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 10 gibt ein Verfahren wieder, das einen vorteilhaften Ablauf der Frontklappenverlagerung beschreibt.

Kerngedanke gemäß Anspruch 1 ist es, die Scharniereinrichtung selbst anzuhe­ ben. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau ohne die Notwendigkeit einer Entkopplung von Scharniereinheit und Frontklappe. Die fahrzeugvordersei­ tige Verriegelungseinrichtung, mit der die Frontklappe in ihrer geschlossenen Lage an der Karosserie fixiert ist, bildet im Fall einer Fußgängerkollision den vorderen Drehpunkt bzw. die vordere Drehachse, um die die hintere Kante der Frontklappe samt wesentlicher Teile der Scharniereinrichtung verschwenkt wird. Übliche Verrie­ gelungseinrichtungen ermöglichen die hierfür erforderliche Drehbarkeit ohne weite­ res.

Der Scharnierträger gemäß Anspruch 2 nimmt die Scharniereinrichtung auf, die praktisch unverändert von einem Fahrzeug mit konventioneller Anordnung der Frontklappe übernommen werden kann. Der Scharnierträger ist gelenkig an einen karosserieseitigen Befestigungsabschnitt angebunden. Im Normalbetrieb des Fahr­ zeugs ist der Scharnierträger gegenüber der Karosserie durch eine Verriegelungs­ einrichtung fixiert, so daß das Gelenk zwischen Scharnierträger und Befestigungs­ abschnitt außer Funktion gesetzt ist. Erst bei Erkennen einer Fußgängerkollision wird die Verriegelung gelöst und der Scharnierträger freigegeben, so daß nunmehr der Scharnierträger und mit ihm die Scharniereinrichtung gegenüber der Karosse­ rie verschwenkbar ist. Das Gelenk zwischen dem Scharnierträger und dem Befe­ stigungsabschnitt weist bevorzugt eine horizontale und quer zur Fahrtrichtung ver­ laufende Drehachse auf, die, in Fahrtrichtung betrachtet, vor der Drehachse des Frontklappenscharniers liegt. Der Abstand der Drehachsen von Scharnierträger und Frontklappenscharnier bestimmt den Radius der Kreisbahn, die der hintere Endabschnitt der Frontklappe bei einer Fußgängerkollision beschreibt (und damit den Verlagerungsweg der Frontklappe in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs).

Durch die Zwangsführung über den drehbar gelagerten Scharnierträger wird ferner eine sichere Fixierung der Frontklappe an der Karosserie erreicht. Damit kann bei einem stärkeren Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis ein Eindringen der Frontklappe in die Windschutzscheibe zuverlässig verhindert werden, während diese Gefahr beispielsweise bei einer Lösung gemäß der DE 28 41 315 A1 be­ steht. Durch die Erfindung wird somit insbesondere die Gefahr einer Zerstörung des etwa zeitgleich sich aufblasenden Airbags für Fahrer und Beifahrer durch eine eindringende Frontklappe stark reduziert. Die erfindungsgemäße Zwangsführung der Frontklappe durch den gelenkig an der Karosserie befestigten Scharnierträger bewirkt bei größeren Längskräften sogar ein Niederdrücken der Frontklappe in ihre Ausgangslage.

Neben einer Verschwenkung des Scharnierträgers gemäß Anspruch 2 ist für die Verlagerung der Scharniereinrichtung auch die Führung über eine Kulisse möglich (Ansprüche 3 bis 5). Als Kulisse wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Er­ findung jede Einrichtung mit ineinandergreifenden Elementen bezeichnet, die eine Verlagerung der Scharniereinrichtung gegenüber der Karosserie entlang einer festgelegten Bahn ermöglicht. Durch die Kulisse kann die Richtung und die Größe der Verlagerung individuell festgelegt werden. Bevorzugt bewirkt die Kulisse eine Verschiebung der Scharniereinrichtung etwa in Richtung der Hochachse des Fahr­ zeugs.

Die Verlagerung der Frontklappe kann grundsätzlich durch die Krafteinwirkung des Fußgängers auf die Frontklappe erfolgen, wie beispielsweise in der EP 0 630 801 B1 beschrieben. Bevorzugt wird jedoch gemäß Anspruch 6 eine fremdenergieer­ zeugende Einrichtung verwendet, die an der Unterseite des Scharnierträgers an­ greift und diesen, sobald der Scharnierträger durch eine Sensoreinrichtung, die eine Kollision mit einem Fußgänger erkennt, freigegeben wird, nach oben verla­ gert. Bei einem schwenkbar angelenkten Scharnierträger gemäß Anspruch 2 greift hierbei die fremdkrafterzeugende Einrichtung in einem Abstand zur Drehachse des Scharnierträgers an.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn zur Verlagerung der Frontklappe eine me­ chanische Feder, z. B. eine metallische Schraubenfeder, verwendet wird (Anspruch 7). Derartige Federn sind kostengünstig herzustellen, einfach im Aufbau, setzen die gespeicherte Energie innerhalb kurzer Zeit frei und sind auch nach längerem Nichtgebrauch mit hoher Wahrscheinlichkeit noch funktionsfähig. Außerdem kann bei kleineren Kollisionen und bei Fehlauslösungen das System ohne weiteres in seine Ausgangslage zurückgebracht werden, indem die Feder manuell wieder in ihre gespannte Lage gebracht wird. Dieses Spannen kann beispielsweise durch Niederdrücken der hinteren Kante der Frontklappe erfolgen. Alternativ kann die Feder durch einfaches Öffnen der Frontklappe von ihrer Vorderseite aus wieder in ihre gespannte Lage überführt werden.

Grundsätzlich kann zur Verlagerung der Frontklappe auch eine Gasfeder (Anspruch 8) eingesetzt werden, ebenso wie andere energiespeichernde oder energiefreisetzende Mittel (z. B. pyrotechnische Einrichtungen).

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung gelten in gleicher Weise für Schar­ niereinrichtungen mit einfachen Drehachsen und für die weit verbreiteten Vierge­ lenk-Scharnieranordnungen (Anspruch 9). Hierbei liegt bei einer Verschwenkbar­ keit des Scharnierträgers gemäß Anspruch 2 die Drehachse des Scharnierträgers - in Fahrtrichtung betrachtet - bevorzugt vor den Anlenkpunkten der Gelenkarme des Viergelenks am Scharnierträger.

Durch das Verfahren gemäß Anspruch 10 wird sichergestellt, daß die Verlagerung der Frontklappe abgeschlossen ist, bevor der Aufprall des Fußgängers auf die Frontklappe erfolgt. Hierdurch wird verhindert, daß die emporschnellende Front­ klappe dem Fußgänger mit erhöhter Geschwindigkeit entgegenkommt und dadurch das Verletzungsrisiko erhöhen würde. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird sichergestellt, daß zum Zeitpunkt des Fußgängeraufpralls an der Frontklappe bereits der maximale Deformationsweg zur Verfügung steht.

Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Frontklappe an einer Karosserie eines Fahrzeugs, in der Seiten­ ansicht bei geschlossener Frontklappe,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer geöffneten Front­ klappe,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zur Verminderung der Verletzungsgefahr bei einem Fußgängeraufprall verlagerten Front­ klappe,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Frontklappe in der Seitenansicht, bei geschlossener und bei an­ gehobener Frontklappe und

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Frontklappe in der Seitenansicht.

Eine Frontklappe 1 eines Kraftfahrzeugs ist über eine in ihrer Gesamtheit mit 2 bezeichnete Scharniereinrichtung an einem Stützträger 3 für einen nicht darge­ stellten Kotflügel gelagert. Die Scharniereinrichtung 2 ist als Viergelenk mit einem vorderen und einem hinteren Gelenkarm 4 bzw. 5 ausgebildet und ermöglicht eine Öffnung der Frontklappe 1 wie in Fig. 2 dargestellt. Die Frontklappe 1 ist hierbei, in Fahrtrichtung FR betrachtet, an ihrem hinteren Endabschnitt im Bereich des so­ genannten Windlaufs des Kraftfahrzeugs angeschlagen und öffnet sich von der Fahrzeugvorderseite her. Die Gelenkarme 4 und 5 sind einerseits über Gelenke 6 und 7 an der Frontklappe 1 und andererseits über Gelenke 8 und 9 an einem Scharnierträger 10 angelenkt. Selbstverständlich kann die Scharniereinrichtung 2 auch von einem andersartig aufgebauten Mehrgelenkscharnier oder einem Einge­ lenkscharnier gebildet werden. Der Scharnierträger 10 bildet quasi die Grundplatte für die Scharniereinrichtung 2. Erfindungsgemäß ist der Scharnierträger 10 an sei­ nem vorderen Endabschnitt über eine Drehachse 11 mit einer Anschraubplatte 12 gelenkig verbunden. Die Anschraubplatte 12 ist ihrerseits über Schrauben 13 fest mit dem Stützträger 3 verschraubt. An seinem hinteren Endabschnitt ist der Scharnierträger 10 über eine Verriegelungseinrichtung 14 mit einem exzentrisch gelagerten Riegel 15 in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Position arretiert. Im Abstand d (siehe Fig. 3) zur Drehachse 11 greift an der Unterseite 16 des Scharnierträgers 10 eine energiespeichernde Einrichtung 17 an. Die energiespei­ chernde Einrichtung 17 besteht im wesentlichen aus einer Schraubenfeder 18, die mit einem innenliegenden Kern 19 in eine topfförmige Aussparung 20 des Stütz­ trägers 3 eingesetzt ist. Am oberen Endabschnitt der Schraubenfeder 18 ist ein Verbindungsstück 21 angeordnet, das ein Gelenk 22 zur Verbindung mit dem Scharnierträger 10 aufweist.

Fig. 1 zeigt die Frontklappe 1 in ihrer geschlossenen Position. Der Scharnierträ­ ger 10 befindet sich in seiner gestreckten Lage in Verlängerung der Anschraub­ platte 12 und ist über den Riegel 15 in dieser Lage fixiert.

In Fig. 2 ist die Frontklappe 1 in ihrer geöffneten Stellung dargestellt, in der sie von der Vorderseite des Kraftfahrzeuges einen Zugang zu dessen Motorraum er­ möglicht. Der Scharnierträger 10 befindet sich nach wie vor in der unter Fig. 1 beschriebenen Position.

Fig. 3 zeigt den Zustand nach einer Verlagerung der Frontklappe 1 infolge einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger. Eine Sensorik im vorderen Be­ reich des Kraftfahrzeuges, die beispielsweise in der Stoßleiste eines Stoßfängers unterbracht ist, steuert bei Erkennen einer Kollision mit einem Fußgänger die Ver­ riegelungseinrichtung 14 an. Nachfolgend wird der Riegel 15 verdreht und gibt den Scharnierträger 10 frei, der unter der Vorspannung der Schraubenfeder 18 in Richtung des Pfeils 23 nach oben schnellt und eine Verlagerung der Frontklappe um den Betrag s bewirkt. Hierdurch wird im rückwärtigen Bereich der Frontklappe 1 ein Abstand gegenüber der nur schwer deformierbaren Unterstruktur des Kraftfahr­ zeugs in diesem Bereich geschaffen, während die Frontklappe 1 an ihrer Vorder­ kante um eine nicht dargestellte Verriegelungseinrichtung verschwenkt wird. Die beiden Gelenkarme 4 und 5 halten dabei über den Scharnierträger 10 und die An­ schraubplatte 12 die Anbindung an den Stützträger 3 aufrecht. Hierdurch wird ver­ hindert, daß die Frontklappe 1 sich aus ihrer vorderen Verankerung löst und bei­ spielsweise bei einem stärkeren Fahrzeugaufprall in die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges eindringt. Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Anordnung erreicht, daß bei entsprechend großen Kräften in Längsrichtung der Frontklappe 1 diese in Richtung ihrer Ausgangslage, wie in Fig. 1 dargestellt, zurückverlagert wird.

Die Schraubenfeder 18 weist bevorzugt eine lineare oder progressive Kennlinie auf, um in der Anfangsphase des Auftreffens des Fußgängers auf die Frontklappe 1 einen relativ weich einsetzenden Verzögerungsverlauf zu erreichen.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die geschlossene Position der Frontklappe 101 ist hierbei mit durchgezogenen Linien dargestellt, während die gestrichelten Linien den Zustand nach einer Verlagerung der Front­ klappe 101 infolge einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger ange­ ben.

Die Frontklappe 101 ist über eine Scharniereinrichtung 102 an einem Stützträger 103 gelagert. Die Scharniereinrichtung 102 wird von zwei Gelenkarmen 104 und 105 eines Viergelenkes gebildet, die zwischen einem karosserieseitigen und einem frontklappenseitigen Scharnierträger 110 bzw. 130 angeordnet sind. Der Scharnier­ träger 110 weist zwei vertikal nach unten gerichtete, leicht bogenförmig gekrümmte Führungsarme 131 und 132 mit jeweils einem Führungsschlitz 133 auf. In die Füh­ rungsschlitze 133 greifen karosseriefeste Führungsstifte 134 und 135 ein.

Bei Erkennen einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger wird mittels der oben beschriebenen Sensorik und einer nicht dargestellten Verriegelungseinrich­ tung der Scharnierträger 110 freigegeben. Nunmehr verlagert eine nicht darge­ stellte energiespeichernde oder energiefreisetzende Einrichtung, die an der Unter­ seite des Scharnierträgers 110 angreift, den Scharnierträger 110 und damit die Frontklappe 101 entsprechend dem Pfeil 123 nach oben. Hierbei schwenkt die Frontklappe 101 kreisbogenförmig um ihre vordere Verriegelungseinrichtung 136, so daß die Frontklappe in ihrem rückwärtigen Bereich um den Weg s' angehoben wird. Die unteren Enden der Führungsschlitze 133 bilden hierbei eine Wegbegren­ zung für die Aufwärtsbewegung der Frontklappe 101, während in der geschlosse­ nen Position der Frontklappe 101 bzw. bei einer Öffnung der Frontklappe 101 von ihrer Vorderseite aus die Führungsstifte 134 und 135 an den oberen Begrenzun­ gen der Führungsschlitze 133 anliegen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 zeigt eine weitere Kulissenführung für eine Scharniereinrichtung 202, die ebenfalls als Viergelenk-Anordnung ausgebildet ist. Die Gelenkarme 204 und 205 sind zwischen einem karosserieseitigen und einem frontklappenseitigen Scharnierträger 210 bzw. 230 angeordnet. Der Schar­ nierträger 210 ist über ein Zwischenelement 250 mit einem kolbenförmigen Füh­ rungselement 251 verbunden. Das Führungselement 251 ist verschieblich in einer zylinderförmigen Kulisse 252 geführt, die bevorzugt starr an der Karosserie 203 des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Kulisse 252 nimmt ferner eine energiespei­ chernde Einrichtung 217 in Form einer Schraubenfeder 218 auf.

Bei Erkennen einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger wird eine Verrie­ gelungseinrichtung 214 angesteuert, die beispielsweise auf elektromagnetischem Weg einen Riegel 215 aus dem Inneren der Kulisse 252 herausbewegt und hier­ durch das Führungselement 251 freigibt. Durch die Vorspannung der Schrauben­ feder 218 wird nunmehr der Scharnierträger 210 und mit ihm die Frontklappe 201 in Richtung des Pfeils 223 nach oben verlagert. Ein Anschlag 253 begrenzt den Verlagerungsweg und verhindert ein Eindringen der rückwärtigen Kante der Front­ klappe 201 in die nicht dargestellte Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs. Auf­ grund der Schrägstellung der Kulisse 252 ist die vordere Lagerung der Frontklappe 201 mit einem Freiheitsgrad in Fahrzeuglängsrichtung zu versehen.

Claims (10)

1. Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug, mit einer Einrichtung, die bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Frontklappe aus ihrer geschlossenen Ausgangslage in eine angehobene Position verlagert, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontklappe (1, 101, 201) zum normalen Öffnen über eine - in Fahrtrichtung (FR) betrachtet - hinten liegende Schar­ niereinrichtung (2, 102, 202) verschwenkbar ist, wobei die Scharniereinrich­ tung (2, 102, 202) so ausgebildet ist, daß sie im Fall einer Kollision des Fahr­ zeugs mit einem Fußgänger verlagerbar ist und hierbei die Frontklappe (1, 101, 201) in ihrem hinteren Bereich anhebt.

2. Anordnung einer Frontklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharniereinrichtung (2) einen Scharnier­ träger (10) aufweist, der über ein Gelenk (11) schwenkbar an der Karosserie (3) des Fahrzeugs angeordnet ist.

3. Anordnung einer Frontklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharniereinrichtung (102, 202) über eine Kulissenführung gegenüber der Karosserie (103, 203) des Fahrzeugs ver­ lagerbar ist.

4. Anordnung einer Frontklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharniereinrichtung (102) einen Schar­ nierträger (110) aufweist, an dem wenigstens eine schlitzförmige Längsfüh­ rung (133) angeordnet ist, in die ein an der Karosserie (103) angeordneter Führungsstift (134, 135) eingreift.

5. Anordnung einer Frontklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharniereinrichtung (202) einen Schar­ nierträger (210) aufweist, der über ein kolbenartiges Führungselement (251) in einer zylinderförmigen Kulisse (252) geführt ist.

6. Anordnung einer Frontklappe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Scharnierträger (10 bzw. 110, 210) mit einer energiespeichernden oder energiefreisetzenden Einrichtung (17, 217) zusammenwirkt, die im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgän­ ger eine Verschwenkung bzw. Verschiebung des Scharnierträgers (10 bzw. 110, 210) bewirkt.

7. Anordnung einer Frontklappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die energiespeichernde Einrichtung (17, 217) eine mechanische Feder (18, 218) aufweist.

8. Anordnung einer Frontklappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die energiespeichernde Einrichtung eine Gas­ feder aufweist.

9. Anordnung einer Frontklappe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharniereinrichtung (2; 102; 202) eine Viergelenk-Anordnung aufweist, deren Gelenkarme (4, 5; 104, 105; 204, 205) einerseits an dem Scharnierträger (10; 110; 210) und andererseits an der Frontklappe (1; 101; 201) angelenkt sind.

10. Verfahren zur Verlagerung einer Frontklappe eines Fahrzeugs im Fall einer Kollision mit einem Fußgänger, wobei eine im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnete Sensoreinrichtung die Kollision erkennt und die Verlagerung der Frontklappe einleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung der Frontklappe (1, 101, 201) im wesentlichen abgeschlossen ist, bevor insbesondere der Kopf des Fuß­ gängers auf die Frontklappe (1, 101, 201) auftrifft.