DE10108880B4

DE10108880B4 - Hubsystem

Info

Publication number: DE10108880B4
Application number: DE10108880.9A
Authority: DE
Inventors: Raimer Wegener
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2021-02-24
Also published as: DE10108880A1

Abstract

Hubsystem für eine als Personenschutzsystem bei einem Kraftfahrzeug vorgesehene, aus einer Ausgangsstellung in eine expandierte Stellung verlagerbare Haube (14), mit mindestens einer an der Haube (14) einerseits und an einem Karosserieteil andererseits angreifenden Kolben-Zylindereinheit (28), wobei zur Verlagerung von Kolben (58) und Zylinder (40) relativ zueinander in die expandierte Stellung eine Treibladung (48) vorgesehen ist, und mit einer Verriegelungseinrichtung (54), welche den Kolben (38) und den Zylinder (40) relativ zueinander in der expandierten Stellung verriegelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (54) eine Freigabeeinrichtung aufweist, bei deren Betätigung der Kolben (38) von einer Kolbenfeder (44), die im Innern des Zylinders (40) angeordnet und als Schraubenfeder ausgeführt ist, in seine Ausgangsstellung zurückführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hubsystem für eine als Personenschutz bei einem Kraftfahrzeug vorgesehene, aus einer Ausgangsstellung in eine expandierte Stellung verlagerbare Haube sowie ein Personenschutzsystem.
Beim Betrieb von Kraftfahrzeugen ereignen sich häufig Unfälle, bei denen ein Fußgänger mit einem Kraftfahrzeug kollidiert. Der Fußgänger erleidet dabei häufig schwere Verletzungen, wobei ein Teil der Verletzungen durch einen Aufprall an einem harten Fahrzeugteil verursacht wird. Eines der Verletzungen verursachenden harten Fahrzeugteile ist der unter oder hinter der Motorhaube angeordnete Motorblock. Das Bestreben, Fahrzeuge aerodynamisch günstig zu gestalten, hat dazu geführt, dass der Abstand, in welchem die Motorhaube von dem Motorblock angeordnet ist und welcher im Falle einer Kollision als Pufferabstand dient, nunmehr nur noch sehr gering ist.
In der Praxis sind daher Systeme entwickelt worden, welche im Falle einer Kollision den Abstand der Motorhaube zu dem Motorblock erhöhen, indem die Motorhaube verlagert wird. Dabei kommen Hubsysteme zum Einsatz, welche zum Teil mechanische Federsysteme oder Airbag-Vorrichtungen ( DE 27 11 338 A1 ) aufweisen.
Aus der DE 100 33 126 A1 ist ein gattungsgemäßes System für eine als Personenschutzsystem bei einem Kraftfahrzeug vorgesehene verlagerbare Haube bekannt. Das Hubsystem weist eine an der Haube und an einem Karosserieteil angreifende Kolben-Zylindereinheit auf. Zur Verlagerung von Kolben und Zylinder ist eine Treibladung vorgesehen. Mittels einer Verriegelungseinrichtung wird nach Auslösung des Hubsystems der Kolben in der expandierten Stellung verriegelt.
Aus DE 197 21 565 A1 ist bekannt, die Hubbewegung durch eine Fronthauben-Aufstellfeder erfolgen zu lassen, wobei die Fronthauben-Aufstellfeder derart angeordnet ist, dass sie einen Schließbolzen umschließt. Der Schließbolzen wird in einer gespannten Position der Fronthaube bzw. Fronthauben-Aufstellfeder mittels eines Schloßriegels festgehalten, welcher mittels einer elektromagnetischen oder pyrotechnischen Entriegelung gegen den Druck einer Schraubenfeder verlagerbar ist. Eine Begrenzung des Hubweges erfolgt durch einen Fanghaken, der in einer Fallennut des Schließbolzens einrastbar ist.
Vor einer Kollision wird der Kolben in dem Zylinder durch eine Kolbenfeder im eingeschobenen Zustand gehalten. Der durch das Anheben der Haube als Sicherheitsabstand zur Verfügung stehende Hubweg hängt entscheidend davon ab, wann der Aufprall eines Fußgängers erfolgt. Wird beispielsweise erst ein Hindernis überfahren und erfolgt die Kollision mit dem Fußgänger erst anschließend, kann der Hubweg sich aufgrund der Wirkung der Kolbenfeder bereits wieder verkürzt haben.
Die in DE 197 21 565 A1 beschriebene Hubvorrichtung wird gleichzeitig als Haubenschloß am vorderen, unteren Ende der Motorhaube eines PKW verwendet und soll durch Niederdrücken der Motorhaube spannbar sein. Dies hat zur Folge, dass – sollen Deformationen an der Motorhaube vermieden werden – die Fronthauben-Aufstellfeder nur verhältnismäßig weich ausgebildet sein kann und somit nur eine geringe Hubgeschwindigkeit der Haube bewirken kann. Außerdem erfordert die wirksame Betätigung des Schloßriegels eine aufwendige Konstruktion.
Aus DE 197 10 417 A1 ist ferner ein Hubsystem bekannt, bei dem eine Gasdruckfeder verwendet wird, um die Hubbewegung zu bewirken. Die Gasdruckfeder, die auch dazu dient, im gewöhnlichen Service-Betrieb die Haube abzustützen, ist am hinteren, oberen Ende der Haube angeordnet. Ein zwei gelenkig miteinander verbundene Führungsarme aufweisendes Haltegestänge weist dabei an seinem die beiden Führungsarme verbindenden Gelenk ein Haltemittel auf. Das Haltemittel bewirkt, dass die Haube nicht aufklappt sondern angehoben wird, wenn im Falle einer Kollision das Haltemittel den Gelenkpunkt freigibt. Die aus DE 197 10 417 A1 bekannte Hubvorrichtung weist den Nachteil auf, dass sie nur mit großem Aufwand rückstellbar ist.
Ein weiteres Hubsystem mit einer energiespeichernden oder energiefreisetzenden Einrichtung zum Anheben der Haube ist aus DE 197 12 961 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Hubsystem für ein Personenschutzsystem zur Verfügung zu stellen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem Hubsystem für eine als Personenschutzsystem bei einem, Kraftfahrzeug vorgesehene, aus einer Ausgangsstellung in eine expandierte Stellung verlagerbare Haube mindestens eine an der Haube einerseits und an einem Karosserieteil andererseits angreifende Kolben-Zylindereinheit vorhanden ist, wobei zur Verlagerung von Kolben und Zylinder relativ zueinander in die expandierte Stellung eine Treibladung vorgesehen ist. Ferner ist bei dem Hubsystem eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, welche den Kolben und den Zylinder relativ zueinander in der expandierten Stellung verriegelt. Erfindungsgemäß weist die Verriegelungseinrichtung eine Freigabeeinrichtung auf, bei deren Betätigung der Kolben von einer Kolbenfeder, die im Inneren des Zylinders angeordnet und als Schraubenfeder ausgeführt ist, in seine Ausgangsstellung zurückführbar ist. Die Verriegelungseinrichtung bewirkt, dass einmal aktiviert der für den Sicherheitsabstand der Haube von darunter liegenden harten Teilen maßgebliche Hubweg erhalten bleibt, auch wenn die in dem Kolben durch die Treibladung erzeugte Gasfüllung sich abkühlt oder entweicht. Durch das erfindungsgemäße Hubsystem wird dadurch eine höhere Sicherheit für an Kollisionen beteiligte Fußgänger erreicht.
Gemäß der Erfindung weist die Verriegelungseinrichtung des Hubsystems eine Freigabeeinrichtung auf, bei deren Betätigung der Kolben und der Zylinder von einer Kolbenfeder in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt werden. Entsteht an Kraftfahrzeugen bei einer Kollisionen, auch bei einer solchen mit Fußgängerbeteiligung nur ein geringer Schaden, bleibt das Kraftfahrzeug fahrbereit, da sich die Haube problemlos durch Entriegeln der Kolben-Zylindereinheit in die Ausgangsstellung zurückführen lässt.
Vorzugsweise weist die Verriegelungseinrichtung einen Verriegelungsbolzen oder einen Verriegelungskolben auf, welche mittels einer Verriegelungsfeder in Verriegelungsrichtung vorgespannt sind. Eine solchermaßen ausgestaltete Verriegelungseinrichtung ist nicht nur besonders zuverlässig sondern auch mit einfachen Mitteln herstellbar.
Wenn die Verriegelungseinrichtung einen Entriegelungszug aufweist, welcher vorzugsweise in das Fahrzeuginnere geführt ist, lässt sich die Entriegelung und damit die Rückführung von Zylinder und Kolben vom Fahrzeuginnenraum aus ohne Manipulationen an der Haube durchführen.
Durch ein Integrieren der mindestens einen Kolben-Zylindereinheit in ein Haubenschloß ist es möglich, das Hubsystem als Nachrüstbausatz auszuführen.
Wenn Kolben-Zylindereinheiten sowohl im Bereich der frontseitigen als auch der heckseitigen Kante der Haube angeordnet sind, ist ein im wesentlichen gleichmäßiges Anheben der Haube möglich, wodurch über die gesamte Fläche der Haube ein großer Pufferabstand zur Verfügung gestellt wird.
Die Vorteile der Erfindung zeigen sich insbesondere dann, wenn ein erfindungsgemäßes Hubsystem bei einem Personenschutzsystem mit einer bei einem Kraftfahrzeug vorgesehenen, verlagerbaren Haube eingesetzt wird. Sie zeigen sich insbesondere, wenn die Haube im wesentlichen waagerecht oder im spitzen Winkel zum Horizontalen angeordnet ist. Auch wenn die Haube, wie gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des Personenschutzsystems vorgesehen, im wesentlichen senkrecht oder im spitzen Winkel zur Vertikalen angeordnet ist, wird eine vorteilhafte Verringerung der Schwere der Verletzungen von mit dem Kraftfahrzeug kollidierenden Personen erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:
1 einen Frontabschnitt eines mit einem erfindungsgemäßen Personenschutzsystems ausgerüsteten PKW, und
2 ein erfindungsgemäßes Hubsystem in einer Ausgangsstellung in vereinfachter Darstellung im Schnitt.
Der in 1 gezeigte Frontabschnitt eines PKW 10 weist ein Personenschutzsystem 12 mit einer Motorhaube 14, einer Steuerung 16 und zwei Hubsystemen 18, 20 auf, welche im Bereich der Außenkanten der Motorhaube 14 an deren Längsseiten im wesentlichen am in Fahrtrichtung rückwärtigen Ende der Motorhaube 14 angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich zu der Anordnung von zwei Hubsystemen 18, 20 am in Fahrtrichtung rückwärtigen Ende können auch ein oder mehrere Hubsysteme 22 am in Fahrtrichtung, vorderen Ende der Motorhaube 14 angeordnet sein.
Die Hubsysteme 18, 20 bzw. 22 werden im Falle eines Aufpralles eines Fußgängers auf dem PKW 10 aufgrund eines von einer Sensorleiste 24 gesendeten Signals von der Steuerung 16 aktiviert und heben die Motorhaube 14 um etwa 5 bis 15 cm an, so daß unterhalb der Motorhaube 14 ein Pufferraum entsteht, in welchen hinein sich die Motorhaube 14 verformen kann, ohne durch einen Motorblock an der Verformung behindert zu werden. Dadurch läßt sich der Aufprall einer Person auf der Motorhaube 14 verletzungsbegrenzend dämpfen.
Die Hubsysteme 18, 20 sind, wie durch die 2 erläutert, ausgeführt und weisen neben einem Scharnierabschnitt 26 zum Anheben des rückwärtigen Endes der Motorhaube 14 eine Kolbenzylindereinheit 28 auf.
Der Scharnierabschnitt 26 besteht aus einer an der Motorhaube angeschweißten Scharnierlasche 30, einem Übertragungsbolzen 32 sowie einer an einem karosserieseitig befestigten Haltebolzen 34 befestigten Anlenklasche 36. Die Anlenklasche 36 ist um den Haltebolzen 34 schwenkbar gelagert.
Die Kolben-Zylindereinheit 28 ihrerseits weist einen Kolben 38 auf, welcher in einem Zylinder 40 verlagerbar geführt ist. Der Kolben 38 weist eine Kolbenstange 42 auf, deren freies Ende gelenkig an dem Übertragungsbolzen 32 angreift. Um den Kolben 38 und den Zylinder 40 in der in 2 gezeigten Ausgangsstellung zu halten, in der die Motorhaube 14 den Motorraum wie in 1 gezeigt abschließt, ist eine Kolbenfeder 44 vorgesehen. Die Kolbenfeder 44, welche auch der Rückführung von Kolben 38 und Zylinder 40 in die Ausgangsstellung dient, ist im Innern des Zylinders 40 angeordnet und als Schraubenfeder ausgeführt. Sie befindet sich auf der Rückseite des Kolbens 38 einem von dem Zylinder 40 und dem Kolben 38 definierten Druckraum 46 gegenüberliegend.
Der Druckraum 46 weist in seiner, durch den Zylinder 40 definierten Außenwand eine Durchbrechung auf, um eine Treibladung 48 oder eine zu einer Treibladung führende Treibladungsdüse aufzunehmen.
Wenn aufgrund eines Signals von der Sensorleiste 24 die Steuerung 16 die Treibladung 48 zündet, wird in dem Druckraum 46 ein Gasdruck aufgebaut, welcher über den Kolben 38 und dessen Kolbenstange 42 die Motorhaube 14 anhebt, wobei die Anlenklasche 36 um den Haltebolzen 34 verschwenkt wird. Dabei stützt sich der Zylinder 40 über ein Anlenkauge 50 an einem Befestigungsausleger 52 ab, welcher seinerseits an dem karrosserieseitig befestigten Haltebolzen 34 angreift.
Durch den Druckaufbau in dem Druckraum 36 wird die Kolbenstange 42 nahezu vollständig aus dem Zylinder 40 herausgeschoben. Im ausgeschobenen Zustand greift eine Verriegelungseinrichtung 54 mit einem Verriegelungsbolzen 56 in eine in der Kolbenstange 42 ausgebildete Vertiefung 58 ein und hält dadurch die Kolbenstange 42 im ausgefahrenen Zustand fest, auch wenn der Druck in dem Druckraum 46 abfallen sollte. Ferner wird durch den Verriegelungsbolzen 56 eine Verlagerung des Kolbens 38 aufgrund der Kraft der Kolbenfeder 44 verhindert.
Das Einrasten des Verriegelungsbolzens 56 in der Vertiefung 58 erfolgt automatisch, da der Verriegelungsbolzen 56 mittels einer Verriegelungsfeder 60 in Richtung auf die Kolbenstange 42 vorgespannt ist. Die Verriegelungsfeder 50 selbst stützt sich an einem Boden eines Bolzengehäuses 62 ab.
Um nach Kollisionen ohne größere Schäden die Motorhaube 14 wieder in ihre Ausgangsposition zurückzuführen, ist es lediglich erforderlich, den Verriegelungsbolzen 56 mittels eines Entriegelungszuges 64 zurückzuziehen, wodurch die volle Beweglichkeit des Kolbens 38 wieder hergestellt wird und dieser aufgrund der Kraft der Kolbenfeder 44 in seine Ausgangsstellung zurückfährt.
Das Hubsystem 22 am vorderen Ende der Haube 14, welches im Detail nicht dargestellt ist, entspricht im wesentlichen den in 2 gezeigten Hubsystemen 18, 20. Anstelle der Scharnierlasche 30 ist jedoch ein Haubenschloß vorgesehen.
Bezugszeichenliste

10: PKW
12: Personenschutzsystem
14: Motorhaube
16: Steuerung
18: Hubsystem
20: Hubsystem
22: Hubsystem
24: Sensorleiste
26: Scharnierabschnitt
28: Kolben-Zylindereinheit
30: Scharnierlasche
32: Übertragungsbolzen
34: Haltebolzen
36: Anlenklasche
38: Kolben
40: Zylinder
42: Kolbenstange
44: Kolbenfeder
46: Druckraum
48: Treibladung
50: Anlenkauge
52: Befestigungsausleger
54: Verriegelungseinrichtung
56: Verriegelungsbolzen
58: Vertiefung
60: Verriegelungsfeder
62: Bolzengehäuse
64: Entriegelungszug

Claims

Hubsystem für eine als Personenschutzsystem bei einem Kraftfahrzeug vorgesehene, aus einer Ausgangsstellung in eine expandierte Stellung verlagerbare Haube (14), mit mindestens einer an der Haube (14) einerseits und an einem Karosserieteil andererseits angreifenden Kolben-Zylindereinheit (28), wobei zur Verlagerung von Kolben (58) und Zylinder (40) relativ zueinander in die expandierte Stellung eine Treibladung (48) vorgesehen ist, und mit einer Verriegelungseinrichtung (54), welche den Kolben (38) und den Zylinder (40) relativ zueinander in der expandierten Stellung verriegelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (54) eine Freigabeeinrichtung aufweist, bei deren Betätigung der Kolben (38) von einer Kolbenfeder (44), die im Innern des Zylinders (40) angeordnet und als Schraubenfeder ausgeführt ist, in seine Ausgangsstellung zurückführbar ist.
Hubsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (54) einen Verriegelungsbolzen (56) oder einen Verriegelungskolben aufweist, welche mittels einer Verriegelungsfeder (60) in Verriegelungsrichtung vorgespannt sind.
Hubsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (54) einen Entriegelungszug aufweist.
Hubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kolben-Zylindereinheit in ein Haubenschloß integriert ist.
Hubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kolben-Zylindereinheit (28) im Bereich der Haubenscharniere angeordnet ist.
Hubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kolben-Zylndereinheiten (28) sowohl im Bereich der frontseitigen als auch der heckseitigen Kante der Haube (14) angeordnet sind, um ein im wesentlichen gleichmäßiges Anheben der Haube (14) zu ermöglichen.
Hubsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (14) im wesentlichen waagerecht oder im spitzen Winkel zur Horizontalen angeordnet ist.
Personenschutzsystem mit einer bei einem Kraftfahrzeug vorgesehenen verlagerbaren Haube (14), gekennzeichnet durch ein Hubsystem (18, 20, 22) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Personenschutzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (14) im wesentlichen waagerecht oder im spitzen Winkel zur Horizontalen angeordnet ist.
Personenschutzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (14) im wesentlichen senkrecht oder im spitzen Winkel zur Vertikalen angeordnet ist.