Die Erfindung betrifft ein Scharnier für eine Fahrzeugklappe gemäß der Gat- tung des Patentanspruchs 1.

Moderne Fahrzeuge verfügen über Schutzsysteme, welche in einer Unfallsituation eine auf eine Frontklappe aufprallende Person vor gravierenden Verletzungen schützen. Ein solches Schutzsystem wird auch als„Fußgänger ^» Schutzsystem" bezeichnet. Dieses Schutzsystem bewirkt, dass die Frontklappe, beispielsweise eine Motorhaube, welche über ein Scharnier schwenkbar an der Karosserie gelagert ist, entgegen der üblichen Aufschwenkrichtung, mit dem der Windschutzscheibe zugewandten Endbereich aufgestellt und dadurch angehoben werden kann. Dieses Anheben der Frontklappe, schafft mehr Abstand und damit Raum zu unterhalb der Frontklappe befindlichen Bauteilen, insbesondere einem Antriebsaggregat, wodurch sich im Falle einer Kollision das Verletzungsrisiko für den Fußgänger reduzieren lässt. Korrespondierende Scharniere für eine solche Fahrzeugklappe sind ebenfalls in zahlreichen Variationen bekannt. Über diese Scharniere wird die Fahrzeugklappe mit einer Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Die Scharniere weisen eine Fußgängerschutzfunktion auf. Hierbei wird die Fahrzeugklappe von dem Scharnier an dem der Windschutzscheibe zugewandten Endbereich aufgestellt. Für einen effektiven Fußgängerschutz sollte das Aufstellen des der Windschutzscheibe zugewandten Endbereichs innerhalb weniger Millisekunden nach einer Erkennung einer korrespondierenden Unfallsituation erfolgen. Das Scharnier weist zudem eine Öffnungsfunktion und eine Schließfunktion auf, so dass die Frontklappe an dem der Windschutzscheibe abge- wandten Endbereich aufgeschwenkt oder zugeschwenkt werden kann. Für die Öffnungsfunktion und/oder Schließfunktion und/oder die Fußgängerschutzfunktion kann ein Aktuator als Antrieb bzw. als Kraftquelle vorgesehen werden. Aus der DE 10 2014 015 998 A1 ist ein gaiungsgemäßes Scharnier bekannt, welches eine Frontklappe über zwei Scharniergelenke schwenkt und die Frontklappe mit der Karosserie verbindet. Das Scharnier weist ein karosse- rieseitig angeordnetes Scharnierunterteil und ein klappenseitig angeordnetes Scharnieroberteil auf. Das Scharnieroberteil und das Scharnierunterteil sind über eine erste und eine zweite an ihnen schwenkbar angeordnete

Schwenkstreben miteinander verbunden. Das Scharnieroberteil besteht aus einem ersten, klappenseitig befestigten Oberteilabschnitt und einem an diesem schwenkbar angeordneten, über ein Arretiermittel lösbar fixierten zweiten Oberteilabschnitt. An dem zweiten Oberteilabschnitt sind die beiden Schwenkstreben schwenkbar angeordnet. Die erste Schwenkstrebe besteht aus einem am Scharnierunterteil angeordneten ersten Strebenabschnitt und einem am zweiten Oberteilabschnitt angeordneten und relativ zum ersten Strebenabschnitt translatorisch bewegbaren zweiten Strebenabschnitt. Ein an steuerbares, mit dem zweiten Oberteilabschnitt gekoppeltes oder koppel- bares Stellelement ist vorgesehen, welches die Frontklappe in eine Schutzstellung anhebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Scharnier für eine Fahrzeugklappe bereitzustellen, welches eine Fußgängerschutzfunktion aufweist, wel- che ein der Windschutzscheibe zugewandten Endbereich der Fahrzeugklappe innerhalb weniger Millisekunden aufstellt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines Scharniers für eine Fahrzeugklappe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vor- teilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Um ein Scharnier für eine Fahrzeugklappe bereitzustellen, welches eine Fußgängerschutzfunktion autoeist, welche ein der Windschutzscheibe zugewandten Endbereieh der Fahrzeugklappe innerhalb weniger Millisekunden aufstellt, gibt eine erste Verriegelungsvorrichtung in einer Arbeitsstellung eine Drehbewegung eines zweiten Kinematikhebels frei und sperrt in einer Fußgängerschutzstellung eine Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels, wo- bei die erste Verriegelungsvorrichtung Ober einen Verbindungshebel mit einem Ver- und/oder Entriegelungshebel gekoppelt ist, wobei der Ver- und/oder Entriegelungshebel in einer Unfallsituation über den Verbindungshebel die erste Verriegelungsvorrichtung von der Arbeitsstellung in die Fußgängerschutzstellung überführt.

Unter der Fahrzeugklappe wird im Folgenden eine Frontklappe verstanden. Ein der Windschutzscheibe abgewandter Endbereich der Fahrzeugklappe kann zwischen einer offenen Endstellung und einer geschlossenen Endstellung verschwenkt werden. Hierbei entspricht eine Aufschwenkbewegung ei- ner Schwenkbewegung in Richtung offener Endstellung. In der Fußgängerschutzposition liegt der, der Windschutzscheibe abgewandte Endbereich an der Karosserie an, und der, der Windschutzscheibe zugewandte Endbereich ist aufgestellt. Unter der Aufstellbewegung wird das Aufstellen des der Windschutzscheibe zugewandten Endbereichs der Fahrzeugklappe verstanden.

Unter dem erfindungsgemäßen Scharnier wird im Folgenden ein Scharnier mit einem klappenseitig angeordneten Scharnieroberteil und einem karosse- rieseitig angeordneten Scharnierunterteil verstanden. Das Scharnieroberteil und das Scharnierunterteil sind über einen ersten Kinematikhebel und den zweiten Kinematikhebel miteinander verbunden. Die beiden Kinematikhebel sind jeweils an einem ersten Endabschnitt drehbeweglich mit dem Scharnierobe rteil und an einem zweiten Endabschnitt drehbeweglich mit dem Scharnierunterteil verbunden. Die Schwenkbewegung der Fahrzeugkfappe zwischen den beiden Endestellungen wird unter anderem durch die Drehbe- wegungen der beiden Kinematikhebel ermöglicht. Die Aufstellbewegung des der Windschutzscheibe zugewandten Endbereichs der Fahrzeugklappe erfolgt durch eine Längung des ersten Kinematikhebels.

In vorteilhafter Weise kann die erste Verriegelungsvorrichtung durch das Sperren der Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels ein Erzeugen eines öffnenden Moment des Scharniers und dadurch eine unkontrollierte Aufschwenkbewegung des der Windschutzscheibe abgewandten Endbereichs der Fahrzeugklappe während der Fußgängerschutzfunktion unterbinden oder zumindest erschweren. Dadurch ist ein schnelleres Aufstellen des der Wind- schutzscheibe zugewandten Endbereichs der Fahrzeugklappe möglich. Zusätzlich kann auch eine Sperrung der Drehbewegung des ersten Kinematikhebels durch die erste Verriegelungsvorrichtung oder durch eine zusätzliche Verriegelungsvorrichtung erfolgen. In vorteilhafter Weise ist in der Arbeitsstellung, welche die erste Verriegelungsvorrichtung im Normalbetrieb auf- weist, eine Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels und dadurch das Aufschwenken und/oder Zuschwenken der Fahrzeugklappe möglich.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scharniers kann der Ver- und/oder Entriegelungshebel mit einem Aktuator wirkverbunden werden, welcher in einem Auslösefall den Ver- und/oder Entriegelungshebel in die Fußgängerschutzstellung überführt. Unter dem Auslösefall wird die Situation verstanden, in welcher eine Unfallsituation ermittelt wird, in welcher eine Person auf die Klappe aufprallt. Der Aktuator kann in einer solchen Situation beispielsweise durch Zünden einer pyrotechnischen Ladung ausgelöst wer- den. Durch das Überführen des Ver- und/oder Entriegelungshebels in die Fußgängerschutzstellung wird in vorteilhafter Weise die erste Verriegelungs- vorrichtung durch den Verbindungshebel ebenfalls in die Fußgängerschutzstellung überführt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass die normale Öffnungsbewegung blockiert und die Aufstellung der Fahr- zeugklappe schnell und zielgerichtet stattfinden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scharniers kann im Fahrbetrieb des Fahrzeugs mindestens ein Federetement durch eine Vorspannung der ersten Verriegelungsvorrichtung einen Aushub des zweiten Kinematikhebels in der Arbeitsstellung unterbinden. Hierbei kann das mindestens eine Federelement beispielsweise als Zugfeder oder als Schenkelfeder ausgeführt werden. In vorteilhafter Wiese kann eine ungewollte Aufschwenkbewegung des der Windschutzscheibe abgewandter Endbereichs Fahrzeugklappe während dem Fahrbetrieb durch die Vorspannung der ers- ten Verriegelungsvorrichtung unterbunden werden. Das mindestens eine Federelement kann die erste Verriegelungsvorrichtung in der Arbeitsstellung vorspannen. In der geschlossenen Endstellung kann die Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels ermöglicht werden, wenn die Aufschwenkkraft größer als die Vorspannkraft ist. Hierbei kann der zweite Kinematikhebel die Verriegelungsvorrichtung gegen die Federkraft bewegen und dadurch die Fixierung in der Arbeitsstellung lösen. Hierbei kann die Kraft, welche zum Aufschwenken der Fahrzeugklappe benötigt wird durch das mindestens eine Federelement vorgegeben werden. In werterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scharniers kann die erste Verriegelungsvorrichtung einen Grundkörper mit einer Führungsaufnahme aufweisen, in welcher ein Führungsstift des zweiten Kinematikhebels geführt ist. Hierbei kann die Führungsaufnahme einen ersten Anschlag ausbilden, wobei der Führungsstift in der Arbeitsstellung am ersten Anschlag anliegt. Zudem kann die Führungsaufnahme eine Öffnung aufwei- sen, wobei der Führungsstift bei der Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels in Richtung offener Endstellung vom ersten Anschlag durch die Öffnung aus der Führungsaufnahme schwenken kann. Zudem kann der Füh- rurigsstift bei der Drehung des zweiten Kinematikhebels in Richtung der ge- schlossenen Endstellung von außen durch die Öffnung in die Führungsaufnahme zum ersten Anschlag schwenken. In vorteilhafter Weise kann die Arbeitsstellung der ersten Verriegelungsvorrichtung und eine Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels einfach durch die Aufnahme und den von dem zweiten Kinematikhebel abstehenden Führungsstift umgesetzt werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scharniers kann die Führungsaufnahme einen zweiten Anschlag aufweisen, wobei der Führungsstift in der Fußgängerschutzstellung am zweiten Anschlag anliegt. In vorteilhafter Weise kann der FOhrungsstit am zweiten Anschlag nicht aus der Führyngsaufnahme rausschwenken. Dadurch ist die Drehbewegung des mit ihm verbundenen zweiten Kinematikhebels nicht möglich. Zudem kann die erste Verriegelungsvorrichtung einfach in die Fußgängerschutzstellung überführt werden, in dem der Verbindungshebel die erste Verriegelungsvorrichtung in Richtung des Führungsstiftes zieht. Wobei der zweite Anschlag gegen den FOhrungsstit drückt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scharniers kann der Ver- und/oder Entriegelungshebel in der Fußgängerschutzstellung eine Teleskopfunktion des ersten Kinematikhebels freigeben. In vorteilhafter Weise kann durch den Ver- und/oder Entriegelungshebel einerseits das unkontrollierte Aufschwenken der Fahrzeugklappe verhindert und andererseits das Anheben der Fahrzeugklappe ermöglicht werden. Hierbei kann der Ver- und/oder Entriegelungshebel die Teleskopfunktion freigeben indem der Ver- und/oder Entriegelungshebel eine zweite Verriegelungsvorrichtung löst. Die zweite Verriegelungsvorrichtung kann ein vorgespanntes beweglich gelager- tes Hebelelement fixieren. Nach dem Lösen der Verriegelung kann sich das Hebelelement bewegen und den ersten Kinematikhebel verlängern, wodurch der der Windschutzscheibe zugewandter Endbereich angehoben werden kann. Alternativ kann das Hebelelement von dem Aktuator angetrieben wer- den, welcher auch den Ver- und/oder Entriegelungshebel antreibt. In vorteilhafter Weise müssen wenige Elemente angesteuert und/oder aktiviert werden um die Fußgängerschutzstellung umzusetzen, wodurch Fehler unterbunden werden können.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scharniers kann der Aktuator die Teleskopfunktion des ersten Kinematikhebels und/oder weitere Verriegelungsvorrichtungen antreiben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Scharniers für ein Fahrzeug in einer Arbeits- stellung, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Scharniers aus Fig. 1 in einer Fußgängerschutzstellung.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, weist ein Scharnier 10 für eine Fahrzeugklappe ein klappenseitig angeordnetes Scharnieroberteil 12 und ein karosse- rieseitig angeordnetes Scharnierunterteil 14 auf. Das Scharnieroberteil 12 und das Scharnierunterteil 14 sind über einen ersten Kinematikhebel 60 und einen zweiten Kinematikhebel 20 miteinander verbunden. Eine nicht dargestellte Fahrzeugklappe deckt eine Öffnung an der Fahrzeugfront in einer geschlossenen Endstellung ab und gibt diese Öffnung in einer offenen Stellung frei. Die Fahrzeugklappe wird durch das Scharnier 10 be- weglich mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden. Ein der Windschutzscheibe abgewandter Endbereich kann zwischen der geschlossenen Endstellung und einer offenen Endstellung verschwenkt werden.

Erfindungsgemäß gibt eine erste Verriegelungsvorrichtung 40 in einer Ar- beitssteilung eine Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels 20 frei und sperrt in einer Fußgängerschutzstellung die Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels 20, wobei die erste Verriegelungsvorrichtung 40 über einen Verbindungshebel 30 mit einem Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 gekoppelt ist, wobei der Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 in einer Unfallsituati- on über den Verbindungshebei 30 die erste Verriegelungsvorrichtung 40 von der Arbeitsstellung in die Fußgängerschutzstellung überführt.

Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist das Scharnierunterteil 14 als Grundplatte ausgeführt, welche mit der Fahrzeugkarosserie verbunden wer- den kann.

Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist der zweite Kinematikhebel 20 an einem ersten Drehpunkt RP1 drehbar am Scharnierunterteil 14 gelagert. Der erste Kinematikhebel 60 ist an einem zweiten Drehpunkt RP2 am Schar- nierunterteil 14 drehbar gelagert. Der Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 ist an einem dritten Drehpunkt RP3 drehbar am Scharnierunterteil 14 gelagert. Zudem ist der zweite Kinematikhebel 20 an einem vierten Drehpunkt RP4 drehbar am Scharnieroberteil 12 gelagert. Der erste Kinematikhebel 60 ist an einem fünften Drehpunkt RP5 drehbar am Scharnieroberteil 12 gela- gert. In der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsstellung kann die Fahrzeugklappe durch Drehen der beiden Kinematikhebel 20, 60 zwischen den Endstellungen bewegt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Scharnieroberteil 12 zweiteilig ausgeführt, wobei ein nicht näher benannter erster Teil mit der Fahrzeugklappe verbunden wird und ein nicht näher benannter Teil den vierten Drehpunkt RP4 und den fünften Drehpunkt RP5 aufweist.

Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist der erste Kinematikhebel 60 eine Teleskopfunktion auf, welche in der in Fig. 2 dargestellten Fußgängerschutzstellung aktiviert ist, so dass der erste Kinematikhebel 60 im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsstellung verlängert ist. Zur Umsetzung der Teleskopfunktion ist ein zweites Hebelteil 62 beweglich in einem ersten Hebelteil 61 gelagert. Um die Bewegung des zweiten Hebelteils 62 zu begrenzen weist das erste Hebeiteil 61 ein Führungselement 64 auf, welches in einem Langloch 63 des zweiten Hebelteils 62 geführt ist. Die Endbereiche des Langlochs 63 bilden zwei Anschläge für das zweite Hebelteil 62 aus. Das zweite Hebelteil 62 ist drehbar mit dem zweiten Drehpunkt RP2 und dem fünften Drehpunkt RP5 verbunden. Das erste Hebelteil 61 ist lediglich mit dem zweiten Drehpunkt RP2 drehbar verbunden. Das zweite Hebelteil 62 kann über eine zweite Verriegelungsvorrichtung 66 in der Arbeitsstellung ver- riegelt werden. Die zweite Verriegelungsvorrichtung 66 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Hakenelement auf, welches einen Stift 62.2 des zweiten Hebelteils 62 umgreift und drehbar am zweiten Drehpunkt RP2 gelagert ist. In der Arbeitsstellung werden das erste Hebelteil 61 das zweite Hebelteil 62 und die zweite Verriegelungsvorrichtung 66 um den zweiten Dreh- punkt RP2 gedreht. Der zweite Kinematikhebel 20 wird um den ersten Drehpunkt RP1 gedreht. Durch diese Drehbewegungen wird die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe ermöglicht.

In der in Fig. 2 dargestellten Fußgängerschutzstellung ist die nicht dargestell- te Teleskopfunktion aktiviert und das zweite Hebelteil 62 bewegt sich in Rieh- tung Scharnieroberteil 12. Dadurch wird der der Windschutzscheibe zugewandte Endbereich der Fahrzeugklappe aufgestellt. Die erste Verriegelungsvorrichtung 40 unterbindet die Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels 20. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann zusätzlich die Drehbewegung des ersten Kinematikhebels 80 von einer weiteren Verriegelungsvorrichtung gesperrt werden. Das bedeutet, dass in der Arbeitsstellung lediglich die Drehbewegungen der Kinematikhebel 20, 80 und keine Teleskopfunktion ermöglicht wird. In der Fußgängerschutzstellung wird lediglich die Teleskopfunktion freigegeben und die Drehbewegung von mindestens einem Kinematikhebel 20, 60 gesperrt.

Der Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 kann mit einem nicht dargestellten Aktuator wirkverbunden werden, welcher in einem Auslösefall den Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 in die Fußgängerschutzstellung überführt. Der Auslösefall entspricht der Situation, in welcher ein Unfall delektiert wird, bei welchem eine Person auf die Fahrzeugklappe prallt. Beispielsweise kann der nicht dargestellte Aktuator am dritten Drehpunkt RP3 angreifen und den Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 drehen, so dass der mit dem Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 gekoppelte Hilfshebel 30 von dem Schar- nieroberteil 12 wegbewegt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gibt der Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 die Teleskopfunktion des ersten Kinematikhebels 60 indirekt frei, indem der Ver- und/oder Entriegelungshebel 50 bei seiner Drehung um den dritten Drehpunkt RP3 die zweite Verriegelungsvorrichtung 66 um den zweiten Drehpunkt RP2 dreht, wobei der Haken den Stift 62 2 freigibt. Dadurch werden zwei Elemente zeitgleich von einem Aktuator angetrieben. Zudem kann der nicht dargestellte Aktuator das zweite Hebelteil 62 im Auslösefall antreiben. Alternativ kann das zweite Heberteil 62 in der Arbeitsstellung von einem Federelement vorgespannt werden, wobei die Federkraft das zweite Hebelteil 62 in die Fußgängerschutzstellung über- führt, sobald die zweite Verriegelungsvorrichtung 66 das zweite Hebelteil 62 freigibt.

Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist die erste Verriegelungsvor- richtung 40 einen Grundkörper 43 mit einer Führungsaufnahme 44 auf, in welcher ein Führungsstift 22 des zweiten Kinematikhebels 20 geführt ist.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, bildet die Führungsaufnahme 44 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Anschlag 41 aus, wobei der Füh- rungsstift 22 in der Arbeitsstellung am ersten Anschlag 41 anliegt. Zudem umfasst die Führungsaufnahme 44 eine Öffnung 45, wobei der Führungsstift 22 bei der Drehung des zweiten Kinematikhebels 20 vom ersten Anschlag 41 durch die Öffnung 45 aus der Führungsaufnahme 44 schwenkt oder von außen durch die Öffnung 45 in die Führungsaufnahme zum ersten Anschlag 41 schwenkt. Dadurch ist eine Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels 20 möglich.

Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, weist die Führungsaufnahme 44 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen zweiten Anschlag 42 auf, wobei der Führungsstift 22 in der Fußgängerschutzstellung am zweiten Anschlag 42 anliegt. Da der Führungssttft 22 in Richtung der Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels 20 von der Umrandung der Führungsaufnahme 44 umgeben ist, wird eine Drehbewegung des zweiten Kinematikhebels 20 unterbunden. Damit der Führungsstift 22 am zweiten Anschlag 42 anliegt, wird die erste Verriegelungsvorrichtung 40 gedreht und vom Scharnieroberteil 12 weg bewegt. Hierbei wird der zweite Anschlag 42 in Richtung des Führungsstifts 22 bewegt.

Mindestens ein nicht dargestelltes Federelement unterbindet im Fahrbetrieb des Fahrzeugs durch eine Vorspannung der ersten Verriegelungsvorrichtung 40 einen Aushub des zweiten Kinematikhebels 20 in der Arbeitsstellung. Das mindestens eine Federelement ist beispielsweise als Zugfeder oder Schenkelfeder ausgeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann die erste Ver- riegelungsvorrichtung 40 so vorgespannt werden, dass der Führungsstift 22 des zweiten Kinematikhebels 20 gegen die Federkraft des Federelements vom ersten Anschlag 41 zur Öffnung 45 bewegt werden kann.