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Dokumentenidentifikation DE102006028754A1 27.12.2007
Titel Vorrichtung zum Anheben einer Front- oder Motorhaube
Anmelder Autoliv Development AB, Vargarda, SE
Erfinder Gros, Christophe, 76220 Neuf Marché, FR
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER GbR, 38122 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 20.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006028754
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse B62D 25/12(2006.01)A, F, I, 20060620, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anheben einer Front- oder Motorhaube (1) mit einer Antriebseinrichtung (10), die die Front- oder Motorhaube (1) aus einer Normalposition in eine angehobene Sicherheitsposition verlagert, und einem mechanischen Kraftbegrenzer, der zumindest einen Klemmkörper (20) aufweist, der zwischen zwei relativ zueinander verlagerbaren Wandungen (111, 121) bei einer Absenkbewegung aus der Sicherheitsposition in Richtung Normalposition klemmt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Vorrichtung dergestalt weiterzubilden, dass nach einem unbeabsichtigten oder unnötigen Anheben der Front- oder Motorhaube (1) eine Rückstellbewegung möglich ist, um ein Weiterfahren ohne Sichtbehinderung durch die angehobene Haube zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Klemmkörper (20) mit einer Kraft beaufschlagt ist, die einem Einklemmen des Klemmkörpers (20) zwischen den Wandungen (111, 121) entgegenwirkt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube mit einer Antriebseinrichtung, die die Motorhaube aus einer Normalposition in eine angehobene Sicherheitsposition verlagert, und einem mechanischen Kraftbegrenzer, der zumindest einen Klemmkörper aufweist, der zwischen zwei relativ zueinander verlagerbaren Wandungen bei einer Absenkbewegung aus der Sicherheitsposition in Richtung der Normalposition klemmt.

Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, weisen eine Motorhaube bzw. eine Fronthaube auf, die den oberen vorderen Abschluss einer Fahrzeugkarosserie bildet. Bei einem Zusammenstoß eines Fußgängers oder Zweiradfahrers mit dem Fahrzeug besteht die Gefahr, dass unmittelbar an starren Karosserieteilen oder sehr dicht über einem Motorblock angeordneten Fronthauben die Person ungebremst auf die starre Fahrzeugkomponente aufprallt. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Frontmotor stellt sich dieses Problem, da der Motorraum immer kompakter bestückt und die Motorhaube möglichst flach ausgebildet werden soll.

Um einen vergrößerten Deformationsweg bereitzustellen, sind Vorrichtungen zum Anheben der Fronthaube bekannt. Solche Vorrichtungen weisen an ihrem hinteren, einer Windschutzscheibe zugewandten Ende eine Antriebseinrichtung zum Anheben zumindest des hinteren Teiles der Fronthaube auf. Die Antriebseinrichtung wird nach dem Erfassen eines Zusammenstoßes oder kurz vor einem bevorstehenden Zusammenstoß aktiviert. Dazu werden in der Regel pyrotechnische Treibsätze gezündet, die die Fronthaube aus einer normalen Betriebsposition in eine angehobene Sicherheitsposition verfahren. Sofern nach der Aktivierung eine Person auf der Fronthaube auftrifft, erfolgt ein solcher Aufprall unmittelbar nach dem Anheben der Fronthaube über den Motorblock des Fahrzeuges oder die Rahmenstruktur. Dadurch kann die Fronthaube nach unten deformiert werden und den Kopf der Person abbremsen, bevor die Haube und damit die Person auf den Motorblock oder die Rahmenkonstruktion auftrifft.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Haubenanhebevorrichtungen bekannt, z. B. über eine Treibgasladung betriebene Kolben-Zylindereinheiten, die mit Hochdruckgas befüllt werden, wenn ein entsprechendes Steuersignal vorliegt, so dass die Länge der Kolben-Zylindereinheit vergrößert wird.

Es ist wünschenswert, dass der Kolben innerhalb des Zylinders einige Dämpfungseigenschaften aufweist, wenn der Kolben die ausgefahrene Endstellung erreicht; ebenfalls sollte eine energieabsorbierende, kraftbegrenzende Eigenschaft vorhanden sein, wenn der Kolben aus der angehobenen Sicherheitsposition während des Aufpralls in die Normalposition verlagert wird.

Aus der DE 103 28 393 A1 ist eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube mittels einer pyrotechnischen Antriebseinrichtung bekannt. Eine Kraftbegrenzungsfunktion wird über Klemmkugeln bewirkt, die sich im Falle einer Absenkbewegung in einem konischen Teil zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung verklemmen. Die Kugeln wandern dabei radial nach außen und werden in die Wandung gedrückt, wodurch diese plastisch verformt wird.

Nachteilig an der bekannten Vorrichtung zum Anheben einer Fronthaube ist die Tatsache, dass eine einmal angehobene Fronthaube nicht oder nur unter Aufbringung außerordentlich großer Kräfte aus der angehobenen Sicherheitsposition in die Normalposition zurück verlagert werden kann, wenn kein Zusammenstoß mit einer Person erfolgte und dementsprechend keine Deformation der Front- oder Motorhaube stattfand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung dergestalt weiterzubilden, dass nach einem unbeabsichtigten oder unnötigen Anheben der Front- oder Motorhaube eine Rückstellbewegung möglich ist, um ein Weiterfahren ohne Sichtbehinderung durch die angehobene Haube zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anheben einer Front- oder Motorhaube mit einer Antriebseinrichtung, die die Front- oder Motorhaube aus einer Normalposition in eine angehobene Sicherheitsposition verlagert, und einem mechanischen Kraftbegrenzer, der zumindest einen Klemmkörper aufweist, der zwischen zwei relativ zueinander verlagerbaren Wandungen bei einer Absenkbewegung aus der Sicherheitsposition in Richtung Normalposition klemmt, sieht vor, dass der Klemmkörper mit einer Kraft beaufschlagt ist, die einem Einklemmen des Klemmkörpers zwischen den Wandungen entgegenwirkt. Dadurch ist es möglich, dass der Kraftbegrenzer nicht aktiviert wird, wenn die Antriebseinrichtung unbeabsichtigt oder unnötigerweise ausgelöst wurde und die Front- oder Motorhaube angehoben wurde, ohne dass ein Aufprall stattgefunden hat. Klemmkörper werden also außer Eingriff mit den Wandungen gehalten, wenn keine impulsartige Abwärtsbewegung der Motorhaube stattfindet, so wie sie auftreten würde, wenn eine Person auf der Motorhaube im Verlauf eines Unfalles aufprallt. Andererseits wird die Funktionsweise des Kraftbegrenzers nicht eingeschränkt, da bei einem impulsartigen Aufprallen eines Körpers auf der Motorhaube oder der Fronthaube aufgrund von Trägheitseffekten der Klemmkörper zwischen den Wandungen eingeklemmt wird und dadurch eine Blockierung der abwärts gerichteten Bewegung stattfindet, zumindest jedoch eine signifikante Abbremsung, um gegebenenfalls Deformationswege bereitstellen zu können.

Bevorzugt ist der Klemmkörper bzw. sind die Klemmkörper als Kugeln oder Wälzkörper ausgebildet. Die Form der Klemmkörper richtet sich nach der geometrischen Ausgestaltung der Wandungen innerhalb des Kraftbegrenzers. Bevorzugt sind die Klemmkörper zwischen den Wandungen in einer keilförmigen Ausnehmung angeordnet, um eine sich selbst verstärkende Klemmwirkung bei zunehmender Relativgeschwindigkeit der Wandungen zueinander und der wirksamen Kräfte zur Verfügung zu stellen. Die Wandungen sind dabei bevorzugt an einer Kolben-Zylinderpaarung ausgebildet, die bevorzugt einen runden Querschnitt aufweist und besonders einfach mit einer pyrotechnischen Einrichtung verbunden ist, über die Treibgas erzeugt wird. Dieses unter hohem Druck stehende Treibgas wird in die Kolben-Zylindereinheit eingeleitet und verlagert in der Regel den Kolben in Richtung auf die Motorhaube, so dass diese relativ zu dem übrigen Fahrzeug angehoben wird.

Sofern mehrere Klemmkörper vorhanden sind, sind diese bevorzugt in einem Käfig oder an einer Stützplatte gelagert, um eine präzise Führung und eine erleichterte Montage gewährleisten zu können.

Soweit ein pyrotechnischer Treibsatz als Antriebseinrichtung vorgesehen ist, können die Klemmkörper nach dem Auslösen dergestalt mit einem Gasdruck beaufschlagt sein, dass sie, entgegen der wirksamen Kraft, die die Klemmkörper außer Eingriff mit der Wandpaarung bringt, an den Wandungen anliegen. Es ist also noch ein Innendruck innerhalb der Kolben-Zylindereinheit vorhanden, der die Motorhaube anhebt und gleichzeitig die Klemmkörper in einen vorgespannten Zustand in Richtung auf ein Einklemmen belastet. Die dem Klemmen entgegenwirkende Kraft ist dabei so bemessen, dass bei Wegfall des Gasdruckes die Klemmkörper nur an einer Wandung anliegen oder die Kraft so groß ist, dass ein langsames Entlanggleiten der Wandungen relativ zueinander möglich ist.

Sind die Klemmkörper in Stützplatten oder Käfigen geführt, sind bevorzugt Lüftungslöcher in diesen angeordnet, um eine Entlüftung zu ermöglichen und dadurch eine Rückbewegung in Richtung auf die Normalposition zuzulassen.

Bevorzug ist zur Ausübung einer Kraft auf die Klemmkörper, entgegen der Einklemmung, diesen zumindest eine Feder zugeordnet, die die Klemmkörper mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 – eine schematische Schnittdarstellung einer Motorhaubenlagerung;

2 – eine angehobene Motorhaube;

3 – eine schematische Darstellung einer Rückverlagerung der Motorhaube;

4 – eine Schnittdarstellung durch einen Kraftbegrenzer in Klemmstellung;

5 – eine Schnittdarstellung gemäß 4 in gelöster Stellung; sowie

6 – eine Variante des Kraftbegrenzers in Schnittdarstellung.

In der 1 ist in Schnittdarstellung schematisch eine Motorhaube 1 gezeigt, die an einem einer Windschutzscheibe 2 abgewandten Ende an einem Gelenk 3 gelagert ist. Dieses Gelenk 3 kann gleichzeitig eine Verriegelung der Motorhaube 1 darstellen. An dem der Windschutzscheibe 2 zugewandten Ende der Motorhaube 1 ist eine Anhebevorrichtung 10 mit einem Kolben 11 und einem Zylinder 12 angeordnet, über die die Motorhaube 1 an dem rückwärtigen Ende angehoben werden kann, so dass die Motorhaube 1 über die normale Fahrzeugkontur 4, beispielsweise einem Karosserierahmen oder einem Motorblock, hinaussteht. Zum Schutz von Fußgängern oder bei einem Unfall auf die Motorhaube 1 geschleuderten Personen ist es vorgesehen, dass der Fahrzeugvorderbau und die Motorhaube 1 zur Aufnahme von Aufprallenergien ausgebildet sind. Eine verbesserte Energieabsorption kann durch das Anheben der Motorhaube 1 erfolgen, da dadurch die Entfernung zwischen der Motorhaube 1 und einer harten Struktur des Fahrzeuges, beispielsweise des Motorblockes, vergrößert wird.

In der 2 ist die Motorhaube 1 in der vollständig angehobenen Stellung gezeigt, in der der Kolben 11 maximal aus dem Zylinder 12 herausgefahren ist. Dies kann durch das Zünden eines pyrotechnischen Treibsatzes erfolgen. In der 2 ist der Gasdruck in dem Zylinder 12 noch vorhanden, so dass ein Aufprall einer Person auf der Motorhaube 1 durch den Gasdruck aufgenommen werden kann. Da jedoch der Aufprall zeitlich nicht vorhersagbar ist und die Tendenz dahingeht, Sicherheitseinrichtungen bereits im Vorfeld eines Unfalles zu aktivieren, besteht die Gefahr, dass der Gasdruck über Leckage oder Entlüftungslöcher absinkt. Daher ist ein mechanisches Klemm- oder Blockiersystem vorgesehen, das aufgrund seiner Auslegung eine Kraftbegrenzungsfunktion wahrnimmt.

In der 3 ist die Motorhaube 1 zu einem Zeitpunkt dargestellt, bei dem bereits ein Großteil der in der Vorrichtung 10 vorhandenen Druckluft entwichen ist. Dadurch ist es möglich, durch Aufbringen einer Kraft auf die Motorhaube 1 diese zurück in die Ausgangsstellung zu bewegen, so dass für den Fall einer unbeabsichtigten oder unbenötigten Auslösung der Antriebseinrichtung 10 die Motorhaube 1 wieder abgesenkt werden kann. Dazu ist es notwendig, dass keine mechanische Blockierung vorhanden ist.

In der 4 ist in Schnittdarstellung ein Teil der Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube gezeigt, die als Kolben-Zylinderpaarung 11, 12 ausgebildet ist. In dem Zylinder 12 ist ein verschieblicher Kolben 11 gelagert, der über eine Dichtung 13 gegenüber der Zylinderinnenwandung 121 abgedichtet ist. Um den Kolben 11 herum, der mit einer nicht dargestellten Kolbenstange mit der Motorhaube oder einen Hebelmechanismus verbunden ist, sind Klemmkörper 20 in Gestalt von Klemmkugeln angeordnet. Diese Klemmkörper 20 sind über Federn 30 gegen den Kolben 11 abgestützt. Unterhalb der Klemmkörper 20 ist eine Stützplatte 41 angeordnet, die den Federn 30 oder einer Feder gegenüber liegt. Wird nun ein pyrotechnischer Treibsatz gezündet, wird der Kolben 11 mit einem Gasdruck beaufschlagt, wie es durch die unteren Pfeile angedeutet ist. Durch eine Bohrung 15 treibt das Gas die Stützplatte 41 nach oben und führt dazu, dass aufgrund der schrägen Außenkontur des Kolbens 11 die Klemmkörper 20 an der Außenkontur des Kolbens und der Innenwandung 121 des Zylinders 12 anliegen. Aufgrund der konischen Ausgestaltung der Kolbenkontur 11 kann der Kolben 11 sich nach oben bewegen und die Motorhaube anheben. Prallt eine Person auf die Motorhaube auf, wird ein Impuls nach unten auf den Kolben 11 ausgeübt, wie durch den großen Pfeil innerhalb des Kolbens 11 dargestellt ist. Daraufhin verklemmen sich die Klemmkörper 20 und verhindern mechanisch eine weitere Absenkung des Kolbens 11 bzw. stellen der Absenkung einen größeren Widerstand entgegen, so dass eine Kraftbegrenzung ausgeübt wird. Aufgrund der Geometrie der Kolbenwandung ist eine freie Beweglichkeit in Richtung des Anhebens der Motorhaube stets gewährleistet, auch wenn die Klemmkörper 20 über die Stützscheibe 41 zwischen die Kolbenwandung 111 und die Zylinderinnenwandung 121 gedrückt wird.

Wurde irrtümlich die nicht dargestellte Antriebseinrichtung in Gestalt eines pyrotechnischen Treibsatzes gezündet, wird aufgrund von Leckage oder Entlüftungslöchern der Gasdruck innerhalb der Zylinder-Kolbeneinheit 10 abgebaut und regelt sich auf den Umgebungsdruck ein. Dann werden die Klemmkörper 20 aufgrund der Federkraft, die durch die Federn 30 ausgeübt wird, in Richtung auf die Stützscheibe 41 und den Kolbenboden gedrückt. Dadurch werden die Klemmkörper 20 außer Eingriff mit der Zylinderinnenwandung 121 gebracht und liegen nur noch an der konischen Wandung 111 des Kolbens an. Die Stützplatte 41 liegt ebenfalls auf dem Kolbenboden auf und lässt somit die Klemmkörper 20 in die bei einer runden Ausgestaltung des Kolbens 11 umlaufenden, keilförmigen Ausnehmung 60 hinein gleiten. Dadurch ist es möglich, durch eine sanfte Druckbewegung auf das hintere Ende der Motorhaube 1 diese nach unten zu bewegen, wie durch den Pfeil dargestellt ist, ohne dass die Klemmkörper 20 die Bewegung sperren oder behindern würden. Würde jedoch ein Aufprall erfolgen, auch bei nachgelassenem Gasinnendruck, würde aufgrund der Trägheitskräfte der Klemmkörper 20 eine Verriegelung bzw. ein Einklemmen der Klemmkörper 20 zwischen der Außenwandung 111 des Kolbens und der Zylinderinnenwandung 121 stattfinden, was zu einer gewünschten Kraftbegrenzung und mechanischen Sperre bzw. Bremse führen würde.

Eine Variante der Erfindung ist in der 6 gezeigt, bei der ähnlich der 4 und 5 ein Kolben 11 in einem Zylinder 12 verschiebbar gelagert ist. Statt einer Stützscheibe 41 ist ein Käfig 40 mit einer Vielzahl von Klemmkörpern 20 gezeigt. Die Federn 30 stützen sich dabei auf dem Käfig 40 ab. Der Käfig ist mit Lüftungslöchern 42 versehen, um einen Druckausgleich herbeizuführen. Der Kolbenboden weist dabei eine Bohrung 15 auf, durch die sowohl die Klemmkörper 20 als auch der Käfig 40 mit einem Gasdruck beaufschlagbar ist.

Alternativ zu einer runden Ausgestaltung des Kolbens 11 kann auch eine Kegelausgestaltung gewählt werden, statt der Kugeln als Klemmkörper 20 können auch Walzen oder dergleichen als Wälzkörper vorgesehen sein.

Sofern statt eines beweglichen Kolbens 11 ein beweglicher Zylinder an der Motorhaube befestigt ist, wohingegen sich der Kolben an der Fahrzeugkarosserie abstützt, sind die konischen Ausrichtungen der Kolbenwandung umgekehrt anzuordnen, also statt nach unten konisch sich verjüngend, sich aufweitend. Statt einer Feder ist es grundsätzlich auch möglich, andere Kraftspeicher vorzusehen, die auf die Klemmkörper 20 oder die Stützplatte 41 oder den Käfig 40 wirken. Grundsätzlich ist auch eine schwerkraftbetriebene Vorrichtung vorgesehen, ebenso können Federn statt als Druckfedern als Zugfedern ausgebildet sein.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Anheben einer Front- oder Motorhaube mit einer Antriebseinrichtung, die die Front- oder Motorhaube aus einer Normalposition in eine angehobene Sicherheitsposition verlagert, und einem mechanischen Kraftbegrenzer, der zumindest einen Klemmkörper aufweist, der zwischen zwei relativ zueinander verlagerbaren Wandungen bei einer Absenkbewegung aus der Sicherheitsposition in Richtung Normalposition klemmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (20) mit einer Kraft beaufschlagt ist, die einem Einklemmen des Klemmkörpers (20) zwischen den Wandungen (111, 121) entgegenwirkt. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (20) als eine Kugel oder ein Wälzkörper ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkörper (20) zwischen den Wandungen (111, 121) in einer keilförmigen Ausnehmung (60) angeordnet ist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (111, 121) an einer Kolben-Zylinder-Paarung (11, 12) ausgebildet sind. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Klemmkörper (20) in einem Käfig (40) oder an einer Stützplatte (41) gelagert sind. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung ein pyrotechnischer Treibsatz ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Auslösefall die Klemmkörper (20) dergestalt mit einem Gasdruck beaufschlagt sind, dass sie entgegen der Kraft an den Wandungen (111, 121) anliegen. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Käfig (40) oder der Stützplatte (41) Lüftungslöcher (42) angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Klemmkörpern (20) zumindest eine Feder (30) zugeordnet ist, die die Klemmkörper (20) entgegen einer Einklemmung mit einer Kraft beaufschlagt.






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