SCHLIESSKEILSYSTEM ALS FAHRZEUGKLAPPENSCHLOSS

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Schließkeilsystem (1) zur lösbaren Kopplung einer Fahrzeugklappe (11) mit einem Strukturteil (12) einer Fahrzeugkarosserie (10), umfassend ein Schließkeilmodul (2) mit zwei gegeneinander verschiebbar gelagerten Schließkeilen (2.1) mit Keilflächen (2.11) und mit einem Schließkeilhalter (2.2) zur verschiebbaren Aufnahme der Schließkeile (2.1), ein Haltebackenmodul (3) mit zwei, das Schließkeilmodul (2) zwischen sich aufnehmenden Haltebacken (3.1), wobei die Haltebacken (3.1) mit an die Kontur der Keilflächen (2.11) der Schließkeile (2.1) angepassten Keilnuten (3.11) ausgebildet sind und eine Antriebseinrichtung (4), mit welcher zur Herstellung der Kopplung der Fahrzeugklappe (11) mit dem Strukturteil (12) die Schließkeile (2.1) durch Auseinanderverlagern mit ihren Keilflächen (2.11) in die Keilnuten (3.11) gedrückt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens ein Schließkeil (2.1) eine Sollbruchstelle (2.12) aufweist, mit welcher bei einer die betriebsgemäße mechanische Belastung übersteigende Belastungskraft des Schließkeils (2.1) eine Trennung des in die Keilnuten (3.11) gedrückten Schließkeils (2.1) in einen keilnutenseitigen Teil (2.13) und einen schließkeilhalterseitigen Teil (2.14) bewirkt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schließkeilsystem zur lösbaren Verbindung einer Fahrzeugklappe, insbesondere einer Fahrzeugtüre mit einem Strukturteil, insbesondere einem Seitenwandrahmen einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Ein gattungsbildendes Schließkeilsystem ist aus der DE 10 2012 011 420 A1 bekannt, welches als Schloss für Fahrzeugklappen, also bspw. Fahrzeugtüren, Heck- und Frontklappen, also für alle zum Schließen von großen Öffnungen an Fahrzeugen beweglichen Teile, insbesondere als Türschlosssystem für eine Fahrzeugtüre eines Fahrzeugs eingesetzt werden kann. Bei diesem Schließkeilsystem wird mit zwei Schließkeilen ein Formschluss sowohl in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeughochrichtung mit Haltebacken des Haltebackenmoduls erzielt. In der Richtung, in der die Schließkeile in die Keilnuten der Haltebacken gefahren werden, besteht ein hoher Kraftschluss.

[0003] Durch diese Kopplung der Fahrzeugtüre mit der Fahrzeugkarosserie besteht die Gefahr, dass bei einem Unfall des Fahrzeugs, also bspw. bei einem Crash mit einem anderen Fahrzeug durch eine Verdrehung der Fahrzeugkarosserie das Schließkeilsystem zwischen der Fahrzeugtüre und der Karosseriestruktur derart verspannt wird, dass eine Öffnung nach einem solchen Crash, wie bspw. nach einem Frontalaufprall erschwert oder unter Umständen nicht mehr möglich ist. Dieser Fall kann auch bei einer Heckklappe eines Kofferraums auftreten, wenn sich innerhalb dieses Kofferraums eine Person aufhält.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schließkeilsystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass nach einem Unfall des Fahrzeugs die Fahrzeugklappe geöffnet werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schließkeilsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0006] Ein solches Schließkeilsystem zur lösbaren Verbindung einer Fahrzeugklappe mit einem Strukturteil einer Fahrzeugkarosserie, welches

• ein Schließkeilmodul mit zwei gegeneinander verschiebbar gelagerten Schließkeilen mit Keilflächen und mit einem Schließkeilhalter zur verschiebbaren Aufnahme der Schließkeile,
• ein Haltebackenmodul mit zwei, das Schließkeilmodul zwischen sich aufnehmenden Haltebacken, wobei die Haltebacken mit an die Kontur der Keilflächen der Schließkeile angepassten Keilnuten ausgebildet sind, und
• eine Antriebseinrichtung mit welcher zur Herstellung der Kopplung der Fahrzeugklappe mit dem Strukturteil die Schließkeile durch Auseinanderverlagern mit ihren Keilflächen in die Keilnuten gedrückt werden,
  umfasst, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
• wenigstens ein Schließkeil eine Sollbruchstelle aufweist, mit welcher bei einer die betriebsgemäße mechanische Belastung übersteigende Belastungskraft des Schließkeils eine Trennung des in die Keilnuten gedrückten Schließkeils in einen keilnutenseitigen Teil und einen schließkeilhalterseitigen Teil bewirkt wird.

[0007] Damit wird eine genau definierte Schwächung des Schließkeiles des Schließkeilsystems erreicht, so dass einerseits im Falle eines Unfalls, wie bspw. einem Frontalaufprall, die Fahrzeugklappe, insbesondere eine Fahrzeugtüre in der Struktur der Fahrzeugkarosserie sicher verkeilt wird, aber nach dem Crash dennoch eine Öffnung eines solchen Fahrzeugklappe sichergestellt ist und andererseits jede betriebsgemäße mechanische Belastung des Schließkeilsystems zu keinem Bruch des Schließkeiles führen kann. Die mittels einer Sollbruchstelle realisierte lokale Schwächung eines Schließkeiles bewirkt, dass beim Erreichen einer bestimmten Kraftschwelle dieser Bereich der Sollbruchstelle bricht. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Schließkeil und der diesen aufnehmenden Haltebacken getrennt, da der Schließkeil in einen keilnutenseitigen Teil und in einen schließkeilhaltigen Teil gebrochen wird. Damit wird auch die Verbindung der Fahrzeugklappe, insbesondere der Fahrzeugtüre mit der Struktur der Fahrzeugkarosserie getrennt.

[0008] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sollbruchstelle zwischen dem von dem Schließkeilhalter aufgenommenen Bereich des Schließkeils und dessen Keilflächen angeordnet. Damit kann die Sollbruchstelle direkt benachbart zum Schließkeilhalter angeordnet werden, wodurch gleichzeitig eine Abscherwirkung im Crashfall erzielt wird.

[0009] Die Sollbruchstelle kann weiterbildungsgemäß als Querschnittsverjüngung des Schließkeiles ausgebildet werden, die vorzugsweise einen rechteckförmigen Querschnitt, eine konkave Krümmung oder eine konische Form aufweist.

[0010] Alternativ zur geometrischen Gestaltung kann die Sollbruchstelle auch durch eine werkstoffseitige Gestaltung des Schließkeils realisiert sein. Für eine werkstoffseitige Gestaltung metallischer Materialien können Bearbeitungsvorgänge, wie bspw. Härten oder Weichglühen zur Einstellung der Duktilität eingesetzt werden. Vorzugsweise kann der Bereich der Sollbruchstelle mit einem Werkstoff ausgebildet werden, welcher eine höhere Duktilität aufweist als der härtere Werkstoff außerhalb des Bereichs der Sollbruchstelle. Damit wird erreicht, dass der die Sollbruchstelle darstellende Bereich mit der höhere Duktilität bei Erreichen der bestimmten, auf das Schließkeilsystem einwirkenden Belastungskraft bricht.

[0011] Schließlich ist es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass im gekoppelten Zustand des Schließkeilsystems bei in die Keilnuten des Haltebackenmoduls gedrückten Schließkeile senkrecht zu deren Verschieberichtung und senkrecht zum Verlauf der Keilnuten ein definierter Spalt zwischen dem Schließkeilhalter und der benachbarten Struktur des Haltebackenmoduls ausgebildet ist. Damit ist sichergestellt, dass bei Erreichen der bestimmten Belastungskraft der Schließkeilhalter sich nicht an dem Haltebackenmodul abstützen kann, ansonsten ein Bruch der Sollbruchstelle verhindert würde.

[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Explosionsdarstellung eines Schließkeilsystems eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung,

Figur 2

eine schematische Schnittdarstellung des Schließkeilsystems gemäß Figur 1 mit einem Schließkeilmodul und einem Haltebackenmodul in einem die Fahrzeugtüre mit einem Seitenwandrahmen einer Fahrzeugkarosserie koppelnden Zustand, und

Figur 3

eine schematische Schnittdarstellung des Schließkeilsystems gemäß Figur 2 mit einem Schließkeilmodul mit gebrochenen Schließkeilen.

[0013] Die Figur 1 zeigt ein aus der DE 10 2012 011 420 A1 bekanntes Schließkeilsystem 1, welches die Funktion eines Türschlosses für eine Fahrzeugtüre 11 einer Fahrzeugkarosserie 10 übernimmt und welches ein Schließkeilmodul 2 sowie ein Haltebackenmodul 3 umfasst. Das Schließkeilmodul 2 wird schlossseitig an der Fahrzeugtüre 11 und das Haltebackenmodul 3 an einem von einem Seitenwandrahmen 12 der Fahrzeugkarosserie 10 gebildeten Türrahmen montiert. Beim Schließen der Fahrzeugtüre 11 wird das Schließkeilmodul 2 mit dem Haltebackenmodul 3 gekoppelt, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Fahrzeugtüre 11 und dem Seitenwandrahmen 12 der Fahrzeugkarosserie 10 entsteht. Der detaillierte Aufbau sowie die Funktion eines solchen Schließkeilsystems 1 ist in der oben genannten DE 10 2012 011 420 A1 ausführlich beschrieben, deren Inhalt vollumfänglich von dieser Beschreibung umfasst wird.

[0014] Die Figur 2 zeigt den Zustand des Schließkeilsystems 1, bei welchem das Schließkeilmodul 2 mit dem Haltebackenmodul 3 gekoppelt, also die Fahrzeugtüre 11 geschlossen ist. Das Schließkeilsystem 1 ist erfindungsgemäß ausgebildet. Das Schließkeilmodul 2 wird über ein Koppelelement 5 mechanisch an die Fahrzeugtüre 11 angebunden. Das Haltebackenmodul 3 ist mechanisch über den Seitenwandrahmen 12 an die Fahrzeugkarosserie 10 gekoppelt.

[0015] Das Schließkeilmodul 2 umfasst einen Schließkeilhalter 2.2 zur Aufnahme von zwei in jeweils einer Schließkeilhalternut 2.3 verschieblich gelagerten Schließkeilen 2.1, die jeweils endseitig mit Keilflächen 2.11 keilförmig ausgebildet sind. Mittels einer schematisch angedeuteten Antriebseinrichtung 4 werden die beiden Schließkeile 2.1 in entgegengesetzten Richtungen aus einer in den Schließkeilhalternuten 2.3 vollständig eingeschobenen Position in eine Schließposition ausgefahren, in welcher die Schließkeile 2.1 mit ihren endseitigen Keilflächen 2.11 jeweils in eine an die Kontur der Keilflächen 2.11 angepasste Keilnut 3.11 des Haltebackenmoduls 3 gedrückt werden und damit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Fahrzeugtüre 11 und dem Seitenwandrahmen 12 sowohl in z-Richtung als auch in x-Richtung hergestellt wird. Die Keilnuten 3.11 sind jeweils in einer Haltebacke 3.1 ausgebildet, die zusammen mit einer Grundplatte 3.2 das Haltebackenmodul 3 bilden.

[0016] Durch diese Kopplung der Fahrzeugtüre 11 mit der Fahrzeugkarosserie 10 besteht die Gefahr, dass bei einem Crash, bspw. einem Frontalaufprall des Fahrzeugs, das Schließkeilsystem 1 zwischen der Fahrzeugtüre 11 und der Karosseriestruktur derart verspannt wird, dass eine Öffnung nach einem solchen Crash erschwert oder unter Umständen nicht mehr möglich ist.

[0017] Um dies zu verhindern, sind die beiden Schließkeile 2.1 des Schließkeilmoduls 2 jeweils mit einer Sollbruchstelle 2.12 ausgebildet. Gemäß Figur 2 ist diese Sollbruchstelle 2.12 als Querschnittverjüngung realisiert und mit einer konkaven Krümmung ausgebildet. Diese Sollbruchstelle 2.12 befindet sich in dem Bereich außerhalb des Schließkeilhalters 2.1, also zwischen dem Bereich des Schließkeilhalters 2.1 und den Keilflächen 2.11. Gemäß Figur 2 schließt sich diese Sollbruchstelle 2.12 direkt an den Schließkeilhalter 2.1 an.

[0018] Die Funktion dieser Sollbruchstelle 2.12 besteht nun darin, dass bei einem aufgrund eines Frontalcrashs bewirkten Krafteintrag in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) mit einer Kraft K, welche die betriebsgemäß auftretenden Belastungskräfte des Schließkeilsystems 1 übersteigt, also höher ist als die betriebsüblichen Belastungskräfte, diese Sollbruchstelle 2.12 bricht, so dass ein keilnutseitiges Teil 2.13 und ein schließkeilhalterseitiges Teil 2.14 entsteht, wie dies in Figur 3 schematisch dargestellt ist. Bei diesem Vorgang des Bruches der beiden Schließkeile 2.1 wird der Spalt S zwischen dem Schließkeilhalter 2.2 und der Grundplatte 3.2 des Haltebackenmoduls 3 mit dem Spaltmaß x überbrückt, sodass der Schließkeilhalter 2.2 an dieser Grundplatte 3.2 anliegt und mit dieser verblockt. Damit ist die Verbindung zwischen dem Schließkeilmodul 2 und dem Haltebackenmodul 3 getrennt, so dass dadurch auch keine Verbindung der Fahrzeugtüre 11 mit dem Seitenwandrahmen 12 der Fahrzeugkarosserie 10 besteht. Die Fahrzeugtüre 11 kann somit geöffnet werden.

[0019] Die Sollbruchstelle 2.12 der Schließkeile 2.1 kann als Materialschwächungsbereich verschiedenartig ausgeführt werden. Wie bereits beschrieben, ist die Sollbruchstelle 2.12 gemäß Figur 2 als Querschnittsverjüngung des Schließkeiles 2.1 mit einer konkaven Sicke bzw. Nut oder Kerbe ausgeführt. Anstelle einer konkaven Sicke kann die Sollbruchstelle 2.12 auch als rechteckförmige Nut ausgeführt werden. Auch Kombinationen unterschiedlicher Formen oder Krümmungen solcher Sicken können als Sollbruchstelle 2.12 ausgebildet werden. Das Maß der durch die Sollbruchstelle 2.12 erzielten Materialschwächung ist derart zu wählen, dass bei betriebsüblich auftretenden mechanischen Belastungen des Schließkeilsystems 1 kein Bruch der Schließkeile 2.1 auftreten kann. Erst wenn der Krafteintrag, bspw. aufgrund eines Crashs eine bestimmte Kraftschwelle erreicht, soll die Sollbruchstelle 2.12 brechen.

[0020] Anstelle einer geometrischen Gestaltung der Sollbruchstelle kann auch eine werkstoffseitige Gestaltung dieses Bereiches realisiert werden. So kann der Bereich der Sollbruchstelle 2.12 mit einem Werkstoff ausgebildet werden, welcher eine höhere Duktilität aufweist als der härtere Werkstoff außerhalb des Bereichs der Sollbruchstelle 2.12. Damit wird erreicht, dass der die Sollbruchstelle 2.12 darstellende Bereich mit der höheren Duktilität bei Erreichen der bestimmten, auf das Schließkeilsystem 1 einwirkenden Belastungskraft K, die höher als die betriebsgemäßen Belastungen sind, bricht.

[0021] In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Schließkeilmodul 2 an der Fahrzeugtür 11 und das Haltebackenmodul 3 an dem Seitenwandrahmen 12 bzw. der B-Säule der Karosserie 10 montiert.

[0022] Das Schließkeilsystem 1 kann auch umgekehrt montiert werden, so dass an der Fahrzeugtüre 11 das Haltebackenmodul 3 und an dem Seitenwandrahmen 12 bzw. der B-Säule der Fahrzeugkarosserie 10 das Schließkeilmodul angeordnet ist.

Bezugszeichen

[0023] 

1

Schließkeilsystem

2

Schließkeilmodul

2.1

Schließkeil des Schließkeilmoduls 2

2.11

Keilflächen des Schließkeilhalters 2.1

2.12

Sollbruchstelle des Schließkeiles 2.2

2.13

keilnutseitiges Teil des Schließkeiles 2.1

2.14

schließkeilhalterseitiges Teil des Schließkeiles 2.1

2.2

Schließkeilhalter des Schließkeilmoduls 2

2.3

Schließkeilhalternut des Schließkeilhalters 2.1

3

Haltebackenmodul

3.1

Haltebacke des Haltebackenmoduls 3

3.11

Keilnut der Haltebacke 3.1

3.2

Grundplatte des Haltebackenmoduls 3

4

Antriebseinrichtung

5

Koppelelement

10

Fahrzeugkarosserie

11

Fahrzeugtüre der Fahrzeugkarosserie 10

12

Seitenwandrahmen der Fahrzeugkarosserie 10

S

Spalt

Ansprüche

1. Schließkeilsystem (1) zur lösbaren Kopplung einer Fahrzeugklappe (11) mit einem Strukturteil (12) einer Fahrzeugkarosserie (10), umfassend

- ein Schließkeilmodul (2) mit zwei gegeneinander verschiebbar gelagerten Schließkeilen (2.1) mit Keilflächen (2.11) und mit einem Schließkeilhalter (2.2) zur verschiebbaren Aufnahme der Schließkeile (2.1),

- ein Haltebackenmodul (3) mit zwei, das Schließkeilmodul (2) zwischen sich aufnehmenden Haltebacken (3.1), wobei die Haltebacken (3.1) mit an die Kontur der Keilflächen (2.11) der Schließkeile (2.1) angepassten Keilnuten (3.11) ausgebildet sind, und

- eine Antriebseinrichtung (4) mit welcher zur Herstellung der Kopplung der Fahrzeugklappe(11) mit dem Strukturteil (12) die Schließkeile (2.1) durch Auseinanderverlagern mit ihren Keilflächen (2.11) in die Keilnuten (3.11) gedrückt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass

- wenigstens ein Schließkeil (2.1) eine Sollbruchstelle (2.12) aufweist, mit welcher bei einer die betriebsgemäße mechanische Belastung übersteigende Belastungskraft des Schließkeils (2.1) eine Trennung des in die Keilnuten (3.11) gedrückten Schließkeils (2.1) in einen keilnutenseitigen Teil (2.13) und einen schließkeilhalterseitigen Teil (2.14) bewirkt wird.

2. Schließkeilsystem (1) nach Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (2.12) zwischen dem von dem Schließkeilhalter (2.2) aufgenommenen Bereich des Schließkeils (2.1) und dessen Keilflächen (2.11) angeordnet ist.

3. Schließkeilsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (2.12) als Querschnittsverjüngung des Schließkeiles (2.1) ausgebildet ist.

4. Schließkeilsystem (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverjüngung einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.

5. Schließkeilsystem (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverjüngung eine konkave Krümmung aufweist.

6. Schließkeilsystem (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverjüngung konisch ausgebildet ist.

7. Schließkeilsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (2.12) durch werkstoffseitige Gestaltung des Schließkeils (2.1) gebildet ist.

8. Schließkeilsystem (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Sollbruchstelle (2.12) mit einem Werkstoff ausgebildet ist, welcher eine höhere Duktilität aufweist als der Werkstoff außerhalb des Bereichs der Sollbruchstelle (2.12).

9. Schließkeilsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im gekoppelten Zustand des Schließkeilsystems (1) bei in die Keilnuten (3.11) des Haltebackenmoduls (3) gedrückten Schließkeile (2.1) senkrecht zu deren Verschieberichtung und senkrecht zum Verlauf der Keilnuten (3.11) ein definierter Spalt (S) zwischen dem Schließkeilhalter (2.2) und der benachbarten Struktur (3.1) des Haltebackenmoduls (3) ausgebildet ist.

10. Schließkeilsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugklappe als Fahrzeugtüre (11) und das Strukturteil als Seitenwandrahmen (12) der Fahrzeugkarosserie (10) ausgebildet ist.

Zeichnung