Frontklappenscharnier mit drehbeweglichem Entriegelungsmechanismus

German Patent DE102015109128

Die Erfindung betrifft ein Frontklappenscharnier für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten und zweiten Scharnierschenkel (2, 3), die zum Öffnen und Schließen einer Motorhaube (5) gelenkig miteinander verbunden sind, wobei einer der beiden Scharnierschenkel (2) zum Fußgängerschutz ein Basisbauteil (8) und ein Schwenkelement (11) mit einem karosserieseitigen ersten Lager-bereich (12) und einem haubenseitigen zweiten Lagerbereich (13) umfasst, wobei das Schwenkelement (11) in einem seiner beiden Lagerbereiche (12, 13) derart gelenkig mit dem Basisbauteil (8) verbunden ist, dass die Motorhaube (5) bei einer Rotationsbewegung des Schwenkelements (11) aus einer Grundposition in eine Aufprallposition anhebbar ist, und wobei das Schwenkelement (11) ein starr mit diesem ausgebildetes Verriegelungsmittel (18) aufweist, das zusammen mit dem Schwenkelement (11) durch eine Entriegelungsbewegung aus einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung bewegbar ist. Erfindungsgemäß weist das Schwenkelement (11) in einem seiner beiden Lagerbereiche (12, 13) ein Festlager (21) und in dem anderen ein derart ausgebildetes Loslager (20) auf, dass die Entriegelungsbewegung des Schwenkelements (11) rotatorisch ausgebildet ist.

Dix, Norman (85080, Gaimersheim, DE)

DE102015109128A

07/21/2016

06/10/2015

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KINEMATIXX GmbH, 85080 (DE)

B60R21/38 E05D3/06 E05F1/10

DE102009057895A1	N/A	2011-06-16
DE102005022924A1	N/A	2006-11-16
DE60301778T2	N/A	2006-07-13

EP2634048

2013-09-04

Canzler & Bergmeier Patentanwälte, 85055, Ingolstadt, DE

1. Frontklappenscharnier für ein Kraftfahrzeug
mit einem ersten und zweiten Scharnierschenkel (2, 3), die zum Öffnen und Schließen einer Motorhaube (5) gelenkig miteinander verbunden sind,
wobei einer der beiden Scharnierschenkel (2) zum Fußgängerschutz ein Basisbauteil (8) und
ein Schwenkelement (11) mit einem karosserieseitigen ersten Lagerbereich (12) und einem haubenseitigen zweiten Lagerbereich (13) umfasst,
wobei das Schwenkelement (11) in einem seiner beiden Lagerbereiche (12, 13) derart gelenkig mit dem Basisbauteil (8) verbunden ist, dass die Motorhaube (5) bei einer Rotationsbewegung des Schwenkelements (11) aus einer Grundposition in eine Aufprallposition anhebbar ist, und
wobei das Schwenkelement (11) ein starr mit diesem ausgebildetes Verriegelungsmittel (18) aufweist,
das zusammen mit dem Schwenkelement (11) durch eine Entriegelungsbewegung aus einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schwenkelement (11) in einem seiner beiden Lagerbereiche (12, 13) ein Festlager (21) und
in dem anderen ein derart ausgebildetes Loslager (20) aufweist, dass die Entriegelungsbewegung des Schwenkelements (11) rotatorisch ausgebildet ist.

2. Frontklappenscharnier nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Loslager (20) als Langloch (22) mit einem darin in Längsrichtung relativbeweglich angeordneten Lagerzapfen (23) ausgebildet ist.

3. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Langloch (22) in Bezug zur Drehachse des Festlagers (21), vorzugsweise geradlinig und/oder gekrümmt, in Umfangsrichtung erstreckt und/oder als Kulissenführung ausgebildet ist.

4. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Langloch (22) einen Passivbereich (24) und/oder einen Aktivbereich (25) aufweist und/oder dass der Lagerzapfen (23) in der Verriegelungsstellung im Passivbereich (24) und in der Entriegelungsstellung im Aktivbereich (25) angeordnet ist.

5. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (23) im Passivbereich (24), insbesondere in Längs- und/oder Querrichtung des Langlochs (22), ein Spiel aufweist.

6. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Frontklappenscharnier (1) einen Aktuator (6) aufweist, mittels dem die rotatorische Entriegelungsbewegung und die anschließende rotatorische Hubbewegung des Schwenkelementes (11) zum Anheben der Motorhaube (5) ausführbar ist.

7. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (23) im Aktivbereich (25) spielfrei im Langloch (22) aufgenommen ist und/oder, insbesondere mittels des Aktuators (6), gegen eine Endanschlagsfläche (26) des Langlochs (22) gedrückt ist.

8. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Langloch (22) im Passivbereich (24) breiter als im Aktivbereich (25) ausgebildet ist.

9. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsmittel (18) ein Verriegelungshaken ist, der sich vorzugsweise in Bezug zur Drehachse des Festlagers (21) in Radialrichtung erstreckt und/oder in einem zur Längsachse des Schwenkelements (11) versetzten Winkelintervall angeordnet ist.

10. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scharnierschenkel (1) ein Hubbauteil (10) umfasst, an dem ein Verriegelungsbereich (19) ausgebildet ist.

11. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungshaken (18) des Schwenkelements (11) bei eingefahrenem Aktuator (6) gegen den Verriegelungsbereich (19) des Hubbauteils (10) gedrückt ist.

12. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkelement (11) im ersten Lagerbereich (12) mittels des Festlagers (21) mit dem, vorzugsweise ortsfesten, Basisbauteil (8) und/oder im zweiten Lagerbereich (13) mittels des Loslagers (20) mit dem Hubbauteil (10) gelenkig verbunden ist.

13. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkelement (11) mit dem Verriegelungsmittel (18) einteilig ausgebildet ist und/oder, insbesondere mittels des Loslagers (20), über die Länge der rotatorischen Entriegelungsbewegung gegenüber dem Hubbauteil (10) relativbeweglich ist.

14. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scharnierschenkel (1) ein zweites Schwenkelement (14) umfasst, das in seinem ersten Lagerbereich mit dem Basisbauteil (8) und in seinem zweiten Lagerbereich mit dem Hubbauteil (10) verbunden ist und/oder in beiden Lagerbereichen jeweils ein Festlager (15, 16) aufweist.

15. Frontklappenscharnier nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Scharnierschenkel (2, 3) unmittelbar, insbesondere über ein Scharniergelenk (4), oder mittelbar, insbesondere über einen dazwischengeschalteten ersten und/oder zweiten Lenker, miteinander verbunden sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Frontklappenscharnier für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten und zweiten Scharnierschenkel, die zum Öffnen und Schließen einer Motorhaube gelenkig miteinander verbunden sind, wobei einer der beiden Scharnierschenkel zum Fußgängerschutz ein Basisbauteil und ein Schwenkelement mit einem karosserieseitigen ersten Lagerbereich und einem haubenseitigen zweiten Lagerbereich umfasst, wobei das Schwenkelement in einem seiner beiden Lagerbereiche derart gelenkig mit dem Basisbauteil verbunden ist, dass die Motorhaube bei einer Rotationsbewegung des Schwenkelements aus einer Grundposition in eine Aufprallposition anhebbar ist, und wobei das Schwenkelement ein starr mit diesem ausgebildetes Verriegelungsmittel aufweist, das zusammen mit dem Schwenkelement durch eine Entriegelungsbewegung aus einer Verriegelungsstellung, in der dieses zum Arretieren der Motorhaube in der Grundposition in einen Verriegelungsbereich eingreift, in eine Entriegelungsstellung, in der dieses zum Anheben der Motorhaube in die Aufprallposition vom Verriegelungsbereich entkoppelt ist, bewegbar ist.

Aus der DE 603 01 778 T2 ist eine Sicherheitsvorrichtung zum Anheben einer Motorhaube eines Kraftfahrzeuges bei einem Zusammenstoß mit einem Fußgänger bekannt. Die Motorhaube weist einen Aufbau auf, der im Normalbetrieb ihr Öffnen oder Schließen um eine Drehachse ermöglicht, wobei die Vorrichtung sich unter der Motorhaube befindet. Des Weiteren weist die Vorrichtung einen Anhebemechanismus für die Motorhaube, ein Stellglied, das mit Hilfe eines Gasgenerators betätigt wird, und eine Vorrichtung zum Verriegeln des Anhebemechanismus auf. Der Anhebemechanismus weist eine Schubstange auf. Das Stellglied ist in der Lage, eine Translationsbewegung des Anhebemechanismus hervorzurufen, um seine Entriegelung zu bewirken, gefolgt von einer Drehung der Schubstange des Mechanismus, um das Ausfahren des Anhebemechanismus zu erhalten. Diese Kombination von translatorischer Entriegelungsbewegung und anschließender rotatorischer Hubbewegung hat den Nachteil, dass die Zuverlässigkeit des Anhebemechanismus verringert wird, da sich insbesondere beim Übergang von der Translationsbewegung in die Rotationsbewegung Bauteile verklemmen können. Des Weiteren wird durch eine derartige Kombination von Translations- und Rotationsbewegung der konstruktive Aufwand des Anhebemechanismus vergrößert, wodurch ferner die Herstellungskosten erhöht werden.

Aus der DE 10 2009 057 895 A1 ist eine Kinematik zum geführten Anheben einer Motorhaube bekannt. Die Kinematik ist als Viergelenkscharnier ausgebildet.

Aus der DE 10 2005 022 924 A1 ist ebenfalls ein Viergelenkscharnier bekannt, dass an einem seiner beiden Lenker eine an einem Anlenkabschnitt angelenkte Rastklinke aufweist. Zum Anheben der Motorhaube wird diese Rastklinke über einen Klinkenauslöser aktiviert. Dieser ist ebenfalls um eine Drehachse schwenkbar am Lenker angeordnet.

Aus der EP 2 634 048 A1 ist ein Frontklappenscharnier bekannt, bei dem einer von zwei Lenkern zum Anheben einer an einer Motorhaube befestigbaren Auflageleiste durch einen Aktuator gebildet ist. Ein Verriegelungshaken ist an der Auflageleiste angelenkt. Des Weiteren ist der Aktuator an dem Verriegelungshaken angelenkt, so dass dieser über den Aktuator entriegelbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Frontklappenscharnier bereitzustellen, dessen konstruktiver Aufwand reduziert ist. Zusätzlich oder alternativ ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Zuverlässigkeit des Frontklappenscharniers im Kollisionsfall mit einem Fußgänger zu erhöhen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Frontklappenscharnier mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Vorgeschlagen wird ein Frontklappenscharnier für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten und zweiten Scharnierschenkel. Hierbei ist der erste Scharnierschenkel vorzugsweise zum Befestigen an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Der zweite Scharnierschenkel ist vorzugsweise zum Befestigen an einer Motorhaube des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Die beiden Scharnierschenkel sind gelenkig miteinander verbunden, so dass eine Motorhaube des Kraftfahrzeuges im bestimmungsgemäßen Gebrauch geöffnet und geschlossen werden kann. Hierbei können die Scharnierschenkel unmittelbar oder mittelbar, d. h. über weitere zwischengeschaltete Elemente, gelenkig miteinander verbunden sein. Demnach können die Scharnierschenkel beispielsweise über ein einziges Scharniergelenk unmittelbar miteinander verbunden sein. Alternativ kann die gelenkige Verbindung als Viergelenk-Verbindung ausgebildet sein. Hierbei sind die beiden Scharnierschenkel mittelbar über zwei zwischengeschaltete Lenker, die jeweils an ihren beiden Enden mit einem der beiden Scharnierschenkel angelenkt sind, miteinander verbunden.

Einer der beiden Scharnierschenkel weist einen Hebemechanismus zum Anheben der Motorhaube bei einer Kollision mit einem Fußgänger auf. Demnach umfasst einer der beiden Scharnierschenkel zum Fußgängerschutz ein vorzugsweise karosserieseitiges Basisbauteil, das mit der dafür vorgesehenen Karosserie verbindbar ist. Des Weiteren umfasst dieser Scharnierschenkel ein Schwenkelement. Dieses Schwenkelement umfasst einen ersten und zweiten Lagerbereich. Der erste Lagerbereich ist karosserieseitig und der zweite Lagerbereich haubenseitigen am Schwenkelement angeordnet.

Das Schwenkelement ist in einem seiner beiden Lagerbereiche derart gelenkig mit dem Basisbauteil verbunden, dass die Motorhaube bei einer Rotationsbewegung des Schwenkelements aus einer Grundposition in eine Aufprallposition anhebbar ist. In der Grundposition weist die dafür vorgesehene Motorhaube zum Basisbauteil einen geringeren Abstand auf als in der Aufprallposition. Hierdurch kann die Knautschzone beim Aufprall einer Person vergrößert werden.

Das Schwenkelement weist ein Verriegelungsmittel, insbesondere ein Hakenelement und/oder Rastelement, auf. Das Verriegelungsmittel ist starr mit dem Schwenkelement verbunden. Das Schwenkelement und das Verriegelungsmittel bilden somit eine starre Einheit, die vorzugsweise um einen der beiden Lagerbereiche schwenkbar ist. Das Schwenkelement und das Verriegelungsmittel können hierfür beispielsweise separate Bauteile sein, die fest miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, sind. Alternativ kann das Verriegelungsmittel aber auch einteilig mit dem Schwenkelement ausgebildet sein.

Das Verriegelungsmittel ist gemeinsam mit dem Schwenkelement durch eine Entriegelungsbewegung aus einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung bewegbar. In der Verriegelungsstellung hält das Verriegelungsmittel den Hebemechanismus bzw. die Motorhaube in der Grundposition. Hierfür greift das Verriegelungsmittel vorzugsweise in einen Verriegelungsbereich ein, der an einem mit dem Verriegelungsmittel korrespondierenden anderen Bauteil ausgebildet ist. In der Entriegelungsstellung ist das Verriegelungsmittel vorzugsweise vom Verriegelungsbereich entkoppelt. In der Entriegelungsstellung ist die Motorhaube somit aus der Grundposition in die Aufprallposition anhebbar.

Das Schwenkelement weist in einem seiner beiden Lagerbereiche ein Festlager auf. In dem anderen Lagerbereich weist das Schwenkelement ein Loslager auf. Das Loslager ist derart ausgebildet, dass die Entriegelungsbewegung des Schwenkelements und/oder des Verriegelungsmittels rotatorisch ausgebildet ist. Die rotatorisch ausgebildete Entriegelungsbewegung erfolgt vorzugsweise um das Festlager. Die Länge der Entriegelungsbewegung ist des Weiteren vorzugsweise durch das Loslager definiert. Das Loslager legt insbesondere einen sich in Bezug zur Drehachse des Festlagers in Umfangsrichtung erstreckenden Freibewegungsbereich fest, innerhalb dessen die beiden durch das Loslager miteinander verbundenen Bauteilen in Umfangsrichtung innerhalb dieses definierten Bereiches voneinander entkoppelt sind.

Vorteilhafterweise ist somit sowohl die Entriegelungsbewegung als auch die beim Anheben der Motorhaube daran anschließende Hubbewegung als Rotationsbewegung um das Festlager des Schwenkelements ausgebildet. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit des Frontklappenscharniers verbessert werden. Durch die unmittelbar aufeinanderfolgenden rotatorischen Bewegungen, d. h. zum einen durch die zu Beginn einsetzende rotatorische Entriegelungsbewegung und die an diese anschließende rotatorische Hubbewegung, kann ein Verkeilen bzw. Verhaken einzelner Bauteile des Frontklappenscharniers vermieden werden. Des Weiteren kann hierdurch der konstruktive Aufwand des Hebemechanismus reduziert werden. So weist das Frontklappenscharnier insbesondere durch die Kombination des Schwenkelements und des Verriegelungsmittels in einem einzigen Bauteil weniger Einzelteile auf. Hierdurch wird das Frontklappenscharnier in der Herstellung günstiger. Des Weiteren reduziert sich die Fehleranfälligkeit des Frontklappenscharniers.

Vorteilhaft ist es, wenn das Loslager als Langloch mit einem darin in Längsrichtung relativbeweglich angeordneten Lagerzapfen ausgebildet ist. Hierdurch kann das Loslager sehr kostengünstig umgesetzt werden. Das Langloch kann vorzugsweise im Schwenkelement ausgebildet sein. Der Lagerzapfen ist dann in einem damit korrespondierenden Bauteil angeordnet. Alternativ ist es aber auch ebenso denkbar, dass der Lagerzapfen am Schwenkelement ausgebildet ist und das Langloch am mit dem Schwenkelement korrespondierenden Bauteil.

Zur Ausbildung einer um das Festlager festgelegten rotatorischen Entriegelungsbewegung ist es vorteilhaft, wenn sich das Langloch in Bezug zur Drehachse des Festlagers in Umfangsrichtung erstreckt. Hierbei kann das Langloch in seiner Längserstreckung geradlinig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Langloch in diesem Fall tangential zur Kreisbewegungsbahn der rotatorischen Entriegelungsbewegung ausgerichtet. Alternativ oder zusätzlich kann das Langloch in seiner Längserstreckung eine Krümmung aufweisen. Demnach kann das Langloch beispielsweise eine der rotatorischen Entriegelungsbewegung folgende Kreissegmentform aufweisen. Ebenso ist es auch vorteilhaft, wenn das Langloch als Kulissenführung ausgebildet ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Langloch einen Passivbereich und/oder einen Aktivbereich auf. Bei im Passivbereich angeordneten Lagerzapfen kann von dem das Langloch aufweisenden Bauteil keine Kraft in Richtung der rotatorischen Entriegelungsbewegung bzw. in Umfangsrichtung betrachtet auf den Lagerzapfen ausgeübt werden. Im Aktivbereich ist der Lagerzapfen im Gegensatz dazu vorzugsweise mit dem Langloch in zumindest einer Umfangsrichtung formschlüssig gekoppelt, so dass zwischen Langloch und Lagerzapfen eine Kraftübertragung in Umfangsrichtung stattfinden kann.

Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn der Lagerzapfen in der Verriegelungsstellung des Verriegelungsmittels im Passivbereich und/oder in der Entriegelungsstellung des Verriegelungsmittels im Aktivbereich angeordnet ist. Hierdurch kann sich der Lagerzapfen relativ zum Langloch während der Entriegelungsbewegung frei bewegen, ohne dass diese aufeinander eine Kraft in Drehrichtung ausüben. Vorzugsweise kann somit zwischen dem das Langloch aufweisenden ersten Bauteils, insbesondere dem Schwenkelement, und dem den Lagerzapfen und/oder den Verriegelungsbereich aufweisenden zweiten Bauteils, insbesondere einem Hubbauteil, eine um das Festlager ausgebildete rotatorische Relativbewegung ausgeführt werden. Hierdurch kann mittels einer Rotationsbewegung das am einen Bauteil angeordnete Verriegelungsmittel vom am anderen Bauteil angeordneten Verriegelungsbereich entkoppelt werden. Somit ist vorteilhafterweise nicht nur die Hubbewegung, sondern auch die ihr vorangehende Entriegelungsbewegung rotatorisch ausgebildet.

Um zu Beginn der rotatorischen Entriegelungsbewegung ein Verkeilen zwischen dem Langloch und den Lagerzapfen vermeiden zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Lagerzapfen im Passivbereich, insbesondere in Längs- und/oder Querrichtung des Langlochs, ein Spiel aufweist.

Vorteilhaft ist es, wenn das Frontklappenscharnier einen Aktuator aufweist. Der Aktuator ist vorzugsweise als translatorisch ausfahrbarer Hubzylinder und/oder Stößel ausgebildet. Des Weiteren ist der Aktuator insbesondere an seinem seiner beiden Ende im Bereich, vorzugsweise zwischen den beiden Lagerbereichen, mit dem Schwenkelement und/oder an seinem anderen Ende am Basisbauteil, insbesondere gelenkig, verbunden. Der Aktuator ist des Weiteren vorzugsweise mittels einer Sprengladung pyrotechnisch ausfahrbar. Des Weiteren ist der Aktuator derart ausgebildet, dass mittels ihm die rotatorische Entriegelungsbewegung und die anschließende rotatorische Hubbewegung des Schwenkelements zum Anheben der Motorhaube ausführbar ist.

Zum Ausführen der an die rotatorische Entriegelungsbewegung unmittelbar anschließenden rotatorischen Hubbewegung ist es vorteilhaft, wenn der Lagerzapfen im Aktivbereich, insbesondere in Radialrichtung und/oder in Drehrichtung, spielfrei im Langloch aufgenommen ist. Hierdurch ist der Lagerzapfen formschlüssig mit dem Langloch gekoppelt, so dass die Rotationsbewegung des Schwenkelements auf das damit korrespondierende Bauteil übertragbar ist. Hierdurch ist die Motorhaube aus der Grundposition in die Aufprallposition anhebbar.

Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn der Lagerzapfen, insbesondere mittels des Aktuators, gegen eine Endanschlagsfläche des Langlochs gedrückt ist. Die Endanschlagsfläche befindet sich hierbei vorzugsweise an einem Ende des Langlochs, insbesondere im Aktivbereich.

Um im Passivbereich ein ausreichendes Spiel zur Vermeidung eines Verklemmens und im Aktivbereich eine geführte Kraftübertragung sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Langloch im Passivbereich breiter als im Aktivbereich ausgebildet ist. Diesbezüglich ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Breite des Aktivbereiches geringfügig größer ist als der Durchmesser des Lagerzapfens. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Endanschlagsfläche, insbesondere kreisförmig, gebogen ist. Diesbezüglich ist es des Weiteren vorteilhaft, wenn die Endanschlagsfläche der Formgebung des Lagerzapfens angepasst ist, so dass diese flächig aneinander liegen.

Vorteilhaft ist es, wenn das Verriegelungsmittel ein Verriegelungshaken ist. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn sich das Verriegelungsmittel in Bezug zur Drehachse des Festlagers in Radialrichtung erstreckt und/oder in einem zur Längsachse des Schwenkelements versetzten Winkelintervall angeordnet ist.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der mit dem Hebemechanismus ausgebildete Scharnierschenkel ein Hubbauteil umfasst. Das Hubbauteil weist insbesondere einen Verriegelungsbereich auf. Der Verriegelungsbereich ist vorzugsweise an einer Oberseite und/oder an einer dem Schwenkelement abgewandten Seite des Hubbauteils angeordnet. In der Verriegelungsstellung greift das Verriegelungsmittel vorzugsweise derart formschlüssig in den Verriegelungsbereich ein, dass das Hubbauteil in Hubrichtung mit dem Basisbauteil formschlüssig gekoppelt ist. Das Hubbauteil und das Basisbauteil bilden durch die formschlüssige Kopplung mittels der Verriegelungseinheit – die das Verriegelungsmittel und den Verriegelungsbereich umfasst – eine starre Einheit aus.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der andere Scharnierschenkel, d. h. derjenige ohne Hebemechanismus, am Hubbauteil angelenkt ist.

Zum formschlüssigen Verbinden des Hubbauteils mit dem Basisbauteil in der Verriegelungsstellung ist es vorteilhaft, wenn der Verriegelungshaken des Schwenkelements bei eingefahrenem Aktuator gegen den Verriegelungsbereich des Hubbauteils gedrückt ist. Alternativ oder zusätzlich können auch Anschläge vorgesehen sein, die vorzugsweise einstellbar sind, um die Grundposition des Hebemechanismus festzulegen.

Eine konstruktiv einfache Umsetzung des Frontklappenscharniers kann sichergestellt werden, wenn das Schwenkelement im ersten Lagerbereich mittels des Festlagers mit dem, vorzugsweise ortsfesten, Basisbauteil und/oder im zweiten Lagerbereich mittels des Loslagers mit dem Hubbauteil gelenkig verbunden ist.

Zur Reduktion der Einzelbauteilzahl des Frontklappenscharniers ist es vorteilhaft, wenn das Schwenkelement mit dem Verriegelungsmittel einteilig ausgebildet ist. Alternativ ist es ebenso auch denkbar, dass das Schwenkelement und das Verriegelungsmittel zwei separate Bauteile sind, die als eine Einheit starr miteinander verbunden sind. Hierbei kann das Verriegelungsmittel beispielsweise am Schwenkelement angeschweißt sein.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Schwenkelement, insbesondere mittels des Loslagers, über die Länge der rotatorischen Entriegelungsbewegung gegenüber dem Hubbauteil relativbeweglich ist.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Scharnierschenkel ein zweites Schwenkelement umfasst, das vorzugsweise in seinem ersten Lagerbereich mit dem Basisbauteil und/oder in seinem zweiten Lagerbereich mit dem Hubbauteil verbunden ist. Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn das zweite Schwenkelement in beiden Lagerbereichen jeweils ein Festlager aufweist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Scharnierschenkel unmittelbar, d. h. ohne zusätzliche zwischengeschaltete schwenkbare Bauteile, miteinander verbunden. Hierfür kann der erste Scharnierschenkel über ein Scharniergelenk unmittelbar mit dem zweiten Scharnierschenkel gelenkig verbunden sein.

Um die Motorhaube bei ihrem Öffnen von der Windschutzscheibe wegzubewegen und bei ihrem Schließen wieder zu dieser hinzubewegen, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Scharnierschenkel mittelbar miteinander verbunden sind. Hierfür können die beiden Scharnierschenkel insbesondere über einen zwischengeschalteten ersten und/oder zweiten Lenker gelenkig miteinander verbunden sein. Der Lenker ist hierbei jeweils an seinem einen Ende mit dem ersten Scharnierschenkel und an seinem zweiten Schenkel mit dem zweiten Scharnierschenkel angelenkt bzw. gelenkig verbunden.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

1 eine seitliche Darstellung eines Frontklappenscharniers mit in einer Grundposition befindlicher Motorhaube und einem in einer Verriegelungsstellung befindlichen Verriegelungsmittel,

2 das Frontklappenscharnier aus 1 mit in eine Entriegelungsstellung verschobenen Verriegelungsmittel,

3 das Frontklappenscharnier aus 1 mit in eine Aufprallposition angehobener Motorhaube zum Fußgängerschutz und

4 eine Detailansicht eines Loslagers des in 1 dargestellten Frontklappenscharniers mit in einem Passivbereich eines Langlochs angeordneten Lagerzapfen.

1 zeigt in einer vereinfachten Seitendarstellung ein Frontklappenscharnier 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Frontklappenscharnier 1 weist zwei Scharnierschenkel 2, 3 auf. Die beiden Scharnierschenkel sind mit einem Scharniergelenk 4 gelenkig miteinander verbunden. Der erste Scharnierschenkel 2 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der hier nicht dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeuges zugeordnet. Der zweite Scharnierschenkel 3 ist für eine Motorhaube 5 des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Die Motorhaube 5 ist hierfür gemäß 1 im Bereich ihrer Unterseite mit dem zweiten Scharnierschenkel 3 verbunden. Über das Scharniergelenk 4 kann die Motorhaube 5 aus der in 1 dargestellten geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung geschwenkt werden. Die beiden Scharnierschenkel sind somit unmittelbar, d. h. ohne zusätzliche zwischengeschaltete schwenkbare Bauteile, miteinander verbunden.

Alternativ kann die gelenkige Verbindung in einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel aber auch als mittelbare Verbindung ausgebildet sein, insbesondere als Viergelenk-Verbindung. Hierbei sind die beiden Scharnierschenkel 2, 3 mittelbar über zwei zwischengeschaltete Lenker, die jeweils an ihren beiden Enden mit einem der beiden Scharnierschenkel 2, 3 angelenkt sind, miteinander verbunden. Vorteilhafterweise wird somit die mit einem der beiden Scharnierschenkel 2, 3 verbundene Motorhaube bei ihrem Öffnen von einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges wegzubewegen und bei ihrem Schließen wieder zu dieser hinbewegen.

Da die zunehmend dichter gepackten Motorräume im Wesentlichen keine Knautschzone mehr bieten, weist das vorliegende Frontklappenscharnier 1 einen Sicherheitsmechanismus auf, mittels dem die Motorhaube 5 aus ihrer in 1 dargestellten Grundposition in eine in 3 dargestellte Aufprallposition anhebbar ist. Hierfür wird über eine vorliegend nicht dargestellte Sensorik eine Kollision mit einem Fußgänger registriert und ein Aktuator 6 betätigt. Der Aktuator 6 verfügt in der Regel über eine pyrotechnische Ladung, mittels der der Aktuator 6 innerhalb weniger Millisekunden aus seiner in 1 dargestellten eingefahrenen Stellung in die in 3 dargestellte maximal ausgefahrenen Stellung verfahren werden kann. Hierbei wird somit innerhalb kürzester Zeit nach dem Aufprall mit dem Fußgänger die Motorhaube um mehrere Zentimeter angehoben, wodurch die Knautschzone erhöht wird und die Unfallfolgeschäden für den Fußgänger reduziert werden können.

Hierfür umfasst einer der beiden Scharnierschenkel 2, 3 einen Hebemechanismus 7, mittels dem die Motorhaube 5 aus der in 1 dargestellten Grundposition in die in 3 dargestellte Aufprallposition anhebbar ist. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Hebemechanismus 7 am ersten Scharnierschenkel 2, d. h. karosserieseitig, ausgebildet.

Zur Ausbildung des Hebemechanismus 7 weist der erste Scharnierschenkel 2 ein Basisbauteil 8 auf. Dieses Basisbauteil 8 weist mehrere Befestigungsbereiche 9 auf, in denen es mit der hier nicht dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeuges verbunden werden kann. Das Basisbauteil 8 ist somit ortsfest ausgebildet. Die Hubbewegung der Motorhaube 5 erfolgt demnach relativ zum Basisbauteil 8. Das Basisbauteil 8 bildet somit die Basis zum Anheben der Motorhaube 5.

Des Weiteren umfasst der erste Scharnierschenkel 2 ein zweites Bauteil, das vorliegend als Hubbauteil 10 bezeichnet wird. Das Hubbauteil 10 weist an seinem dem Hebemechanismus 7 abgewandten Ende das Scharniergelenk 4 auf. Das Hubbauteil 10 ist somit über das Scharniergelenk 4 gelenkig mit dem zweiten Scharnierschenkel 3 verbunden. Über den Hebemechanismus 7 wird das Hubbauteil 10 somit gemeinsam mit dem zweiten Scharnierschenkel 3 und der Motorhaube 5 relativ zum Basisbauteil 8 angehoben (vgl. 3).

Des Weiteren umfasst der Hebemechanismus 7 ein erstes Schwenkelement 11. Das erste Schwenkelement 11 weist einen ersten und zweiten Lagerbereich 12, 13 auf. Hierbei ist der erste Lagerbereich 12 karosserieseitig und der zweite Lagerbereich 13 haubenseitigen am ersten Schwenkelement 11 angeordnet. Das erste Schwenkelement 11 ist infolgedessen im ersten Lagerbereich 12 gelenkig mit dem Basisbauteil 8 verbunden. Im zweiten Lagerbereich 13 ist das erste Schwenkelement 11 gelenkig mit dem Hubbauteil 10 verbunden.

Neben dem ersten Schwenkelement 11 umfasst der Hebemechanismus 7 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein zusätzliches zweites Schwenkelement 14. Analog zum ersten Schwenkelement 11 ist auch das zweite Schwenkelement 14 an seinem einen Ende mit dem Basisbauteil 8 und an seinem anderen Ende mit dem Hubbauteil 10 gelenkig verbunden. Hierfür weist das zweite Schwenkelement 14 jeweils ein Festlager 15, 16 auf. Die beiden Festlager 15, 16 erlauben keine Relativverschiebbarkeit zwischen dem zweiten Schwenkelement 14 und dem Basisteil 8 bzw. dem Hubbauteil 10.

Wie bereits vorstehend erwähnt, befindet sich die Motorhaube 5 bzw. der Hebemechanismus 7 gemäß 1 und 2 in der Grundposition. Um die Motorhaube 5, den zweiten Scharnierschenkel 3 und/oder das Hubbauteil 10 in dieser Grundposition zu arretieren, weist der Hebemechanismus 7 des Weiteren eine Verriegelungseinheit 17 auf. Die Verriegelungseinheit 17 umfasst ein Verriegelungsmittel 18 und einen Verriegelungsbereich 19. Das Verriegelungsmittel 18 ist am Schwenkelement 11 und/oder der Verriegelungsbereich 19 am Hubbauteil 10 angeordnet. Das Verriegelungsmittel 18 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Verriegelungshaken ausgebildet. Der Verriegelungshaken bzw. das Verriegelungsmittel 18 greift gemäß 1 in den Verriegelungsbereich 19 ein. Hierbei liegt der Verriegelungshaken an einer Oberseite des Hubbauteils 10 an. Der Verriegelungsbereich 19 ist somit an einer dem Basisbauteil 8 abgewandten Seite des Hubbauteils 10 angeordnet. Das Verriegelungsmittel 18 und das erste Schwenkelement 11 erstrecken sich in Bezug zur Drehachse eines Festlagers 21 des ersten Schwenkelements 11 in Radialrichtung. Sie sind jedoch zueinander in unterschiedlichen Winkelintervallen angeordnet. Das Verriegelungsmittel 18 erstreckt sich hierbei im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung.

Die Verriegelungseinheit 17 ist in 1 in ihrer Verriegelungsstellung dargestellt. Hierbei ist das Hubbauteil 10 über das im Verriegelungsbereich 19 anliegende Verriegelungsmittel 18, insbesondere in Hubrichtung bzw. Fahrzeughochrichtung, formschlüssig mit dem Basisbauteil 8 gekoppelt. Der erste Scharnierschenkel 2 bzw. dessen Basisbauteil 8 und Hubbauteil 10 sind mittels der in der Verriegelungsstellung befindlichen Verriegelungseinheit 17 als unbewegliche Einheit ausgebildet.

Gemäß 2 kann die Verriegelungseinheit 17 in eine Entriegelungsstellung überführt werden. In dieser Entriegelungsstellung ist das Verriegelungsmittel 18 gemäß 2 vom Verriegelungsbereich 19 entkoppelt. In dieser Entriegelungsstellung kann nun das Hubbauteil 10 mittels der beiden Schwenkelemente 11, 14 relativ zum Basisbauteil 8 angehoben werden.

Wie in 1 ersichtlich, sind das erste Schwenkelement 11 und das Verriegelungsmittel 18 bzw. der Verriegelungshaken zusammen als starre Einheit ausgebildet. Vorzugsweise ist das erste Schwenkelement 11 einteilig mit dem Verriegelungsmittel 18 ausgebildet. Hierdurch kann die konstruktive Komplexität des Hebemechanismus 7 vereinfacht werden, wodurch wiederum die Herstellungskosten des Frontklappenscharniers 1 reduziert werden können.

Bei einer derartigen baulichen Vereinigung von Verriegelungsmittel 18 und erstem Schwenkelement 11 muss jedoch diese Einheit – d. h. das erste Schwenkelement 11 zusammen mit dem Verriegelungsmittel 18 – gegenüber dem am anderen Bauteil angeordneten Verriegelungsbereich 19 relativbeweglich ausgebildet sein, um das Verriegelungsmittel 18 bzw. den Verriegelungshaken aus der in 1 dargestellten Verriegelungsstellung in die in 2 dargestellte Entriegelungsstellung bewegen zu können.

Um dies sicherstellen zu können, umfasst das erste Schwenkelement 11 in einem seiner beiden Lagerbereiche 13 ein Loslager 20. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Loslager 20 im zweiten Lagerbereich 13 ausgebildet. Es verbindet demnach das erste Schwenkelement 11 mit einem zusätzlichen Freiheitsgrad gelenkig mit dem Hubbauteil 10. In seinem ersten Lagerbereich 12 weist das erste Schwenkelement 11 im Gegensatz dazu ein Festlager 21 auf. Infolgedessen kann das erste Schwenkelement 11 um das Festlager 21 eine rotatorische Entriegelungsbewegung vornehmen, bei der das Verriegelungsmittel 18 zum Entkoppeln vom Verriegelungsbereich 19 aus der in 1 dargestellten Verriegelungsstellung in die in 2 dargestellte Entriegelungsstellung verdrehbar ist.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Loslager 20, wie insbesondere in der in 4 dargestellten Detailansicht ersichtlich ist, ein Langloch 22 und einen Lagerzapfen 23. Das Langloch 22 ist vorliegend am ersten Schwenkelement 11 angeordnet. Der Lagerzapfen 23 ist im Gegensatz dazu am Hubbauteil 10 angeordnet. Der Lagerzapfen 23 ist zum Langloch 22 relativbeweglich ausgebildet. Gemäß 1 erstreckt sich das Langloch 22 in Bezug zur Drehachse des Festlagers 21 in Umfangsrichtung. Hierdurch kann das erste Schwenkelement 11 über die Länge des Langlochs 22 relativ zum Hubbauteil 10 um das Festlager 21 geschwenkt werden, ohne dass hierbei im Bereich des Loslagers 20 eine Drehbewegungskraft vom ersten Schwenkelement 11 auf das Hubbauteil 10 übertragen wird. Diese relative Schwenkbewegung definiert die rotatorische Entriegelungsbewegung des ersten Schwenkelements 11, um das mit diesem einteilig ausgebildete Verriegelungsmittel 18 aus der in 1 dargestellten Verriegelungsstellung in die in 2 dargestellte Entriegelungsstellung bewegen zu können.

Gemäß der in 4 dargestellten Detailansicht weist das Langloch 22 einen Passivbereich 24 und einen Aktivbereich 25 auf. In der Verriegelungsstellung befindet sich der Lagerzapfen 23 gemäß 1 und 4 im Passivbereich 24. Hierbei weist der Lagerzapfen 23 zum Langloch 22 ein Spiel auf. Somit kann vermieden werden, dass sich der Lagerzapfen 23 während der rotatorischen Entriegelungsbewegung in dem Langloch 22 verkeilt. Gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Lagerzapfen 23 hierfür sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Langlochs 22 ein Spiel auf.

Beim Verschwenken des ersten Schwenkelements 11 bzw. des Verriegelungsmittels 18 aus der in 1 dargestellten Verriegelungsstellung in die in 2 dargestellte Entriegelungsstellung verschiebt sich der Lagerzapfen 23 relativ zum Langloch 22 vom Passivbereich 24 in den Aktivbereich 25 (vgl. 4).

In der in 2 dargestellten Entriegelungsstellung befindet sich der Lagerzapfen 23 somit im Aktivbereich 25 des Langlochs 22. Hierbei läuft das Langloch 22 mit einer Endanschlagsfläche 26 an den Lagerzapfen 23 an. Das Langloch 22 ist im Aktivbereich 25 schmaler ausgebildet als im Passivbereich 24. infolgedessen kommt das Langloch 22 mit seiner Endanschlagsfläche 26 gemäß 2 am Ende der rotatorischen Entriegelungsbewegung mit dem Lagerzapfen 23 in Kontakt. Gemäß 2 ist das Hubbauteil 10 nun vom Basisbauteil 8 frei und kann durch weiteres Ausfahren des Aktuators 6 relativ zum Basisbauteil 8 angehoben werden. Infolgedessen schließt sich an die rotatorische Entriegelungsbewegung eine ebenso rotatorische Hubbewegung an. Am Ende der Hubbewegung ist die Motorhaube 5 bzw. das Hubbauteil 10 gemäß 3 in die Aufprallposition angehoben.

Der Aktuator 6 ist vorliegend als Stößel ausgebildet. Der Aktuator 6 ist gemäß 1 an seinem ersten Ende am Basisbauteil 8 und an seinem zweiten Ende am ersten Schwenkelement 11 befestigt. Gemäß 1 greift der Aktuator 6 im Bereich zwischen den beiden Lagerbereichen 12, 13 am ersten Schwenkelement 11 an. In 1 ist der Aktuator 6 in seiner eingefahrenen Position dargestellt, wobei das Verriegelungsmittel 18 gegen den Verriegelungsbereich 19 gedrückt ist.

Zum Entriegeln der Verriegelungseinheit 17 wird der Aktuator 6 gemäß 2 in eine Zwischenstellung verfahren. Hierbei bewirkt dieser die rotatorische Entriegelungsbewegung des ersten Schwenkelements 11. Bei dieser rotatorische Entriegelungsbewegung wird das Verriegelungsmittel 18 bzw. der Verriegelungshaken aus der in 1 dargestellten Verriegelungsstellung in die in 2 dargestellte Entriegelungsstellung bewegt. Des Weiteren verschiebt sich der Lagerzapfen 23 relativ zum Langloch 22 aus dem Passivbereich 24 in den Aktivbereich 25. Der Lagerzapfen 23 liegt nun an der Endanschlagsfläche 26 des Langlochs 22 an, so dass die weitere Rotationsbewegung des ersten Schwenkelements 11 nun auch auf das Hubbauteil 10 übertragbar ist.

Beim weiteren Rotieren des ersten Schwenkelements 11 um das Festlager 21 wird nun das Hubbauteil 10 bzw. die Motorhaube 5 aus ihrer in 1 und 2 dargestellten Grundposition in die in 3 angehobene Aufprallposition angehoben. Die in 3 dargestellte Aufprallposition bzw. die maximale Ausfahrstellung des Aktuators 6 ist mittels eines Endpositionsanschlags 27 festgelegt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Endpositionsanschlag 27 am ersten Schwenkelement 11 angeordnet, der gemäß 3 in der Aufprallposition an einer Unterseite des Hubbauteils 10 anschlägt. Ein zweiter derartiger Endpositionsanschlag 27 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenso am zweiten Schwenkelement 14 ausgebildet.

Insbesondere dadurch, dass das Schwenkelement 11 und das Verriegelungsmittel 11, insbesondere der Verriegelungshaken, zusammen einteilig und/oder als eine starre Einheit ausgebildet sind, können die Herstellungskosten des Frontklappenscharniers 1 reduziert werden. Des Weiteren wird die Fehleranfälligkeit verringert, da das Scharniergelenk 1 weniger separat zu bewegende Bauteile aufweist. Des Weiteren kann das zuverlässige Entriegeln des Hebemechanismus verbessert werden, wenn die Rotationsbewegung des Schwenkelementes zum Heben der Motorhaube zugleich zum Entriegeln genutzt wird. Wenn sowohl die Entriegelungsbewegung als auch die daran anschließende Hubbewegung als, insbesondere unmittelbar aneinander anschließende, Rotationsbewegungen ausgebildet sind, kann ein verhaken bei deren Übergang vermieden werden. Zur Ausbildung der rotatorischen Entriegelungsbewegung weist das Schwenkelement 11 in einem seiner beiden Lagerbereiche 12, 13 das Loslager 20 auf. Dieses erlaubt im Verriegelten Zustand eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Schwenkelement 11 und demjenigen Bauteil, das den Verriegelungsbereich 19 aufweist bzw. mit dem das Verriegelungsmittel 18 verriegelt ist. Durch diese zulässige Relativbewegung kann das Verriegelungsmittel 18 vom Verriegelungsbereich 19 durch eine Rotationsbewegung entkoppelt werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

Bezugszeichenliste

1

Frontklappenscharnier

2

erster Scharnierschenkel

3

zweiter Scharnierschenkel

4

Scharniergelenk

5

Motorhaube

6

Aktuator

7

Hebemechanismus

8

Basisbauteil

9

Befestigungsbereich

10

Hubbauteil

11

erstes Schwenkelement

12

erster Lagerbereich

13

zweiter Lagerbereich

14

zweites Schwenkelement

15

erstes Festlager

16

zweites Festlager

17

Verriegelungseinheit

18

Verriegelungsmittel

19

Verriegelungsbereich

20

Loslager

21

drittes Festlager

22

Langloch

23

Lagerzapfen

24

Passivbereich

25

Aktivbereich

26

Endanschlagsfläche

27

Endpositionsanschlag