DE10116717A1

DE10116717A1 - Scharniereinrichtung für eine anhebbare Fronthaube an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10116717A1
Application number: DE2001116717
Authority: DE
Inventors: Ruprecht Sinnhuber; Thomas Wohllebe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: DE10116717B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scharniereinrichtung für eine Fronthaube an einem Fahrzeug, mit einem Scharnierträger und zwischen diesem und der Fronthaube gelenkig angeordneten Scharniergliedern zum Anheben der Fronthaube im Anschlagbereich, einem Energiespeicher und einer Entriegelungseinrichtung, die bei einem Aufprall des Fahrzeugs betätigt wird. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Scharniereinrichtung so zu gestalten, daß diese das Öffnen der Fronthaube im Normalbetrieb unterstützt und im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Fronthaube aus deren Schließposition in eine angehobene Position verbringt. Dazu ist der Energiespeicher eine Gasfeder (5, 17, 21, 24), die zusätzlich zu dem als Feder wirkenden Füllgas ein unabhängig von diesem aktivierbares Gasreservoir (16, 19, 23) aufweist oder mit einem solchen verbunden ist, das im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs sensorgesteuert aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scharniereinrichtung für eine anhebbare Fronthaube an einem Fahrzeug, mit der die Fronthaube bei einer Kollision mit einem Fußgänger oder einem anderen Aufprallbeteiligten im Bereich vor der Windschutzscheibe aus deren Schließposition in eine angehobene Position verbringbar ist.

Durch eine Fronthaube, die bei einer Kollision im Bereich vor der Windschutzscheibe gegenüber ihrer Schließposition in eine angehobene Position verbracht ist, wird das Verletzungsrisiko bei einem Aufprallbeteiligten verringert, da der Abstand der Fronthaube zur steifen Unterstruktur des Fahrzeugs, insbesondere zum Motor, vergrößert ist und ein größerer Deformationsweg zur Absorption der Aufprallenergie durch die Fronthaube zur Verfügung steht.

Die DE 197 12 961 A1 offenbart eine Anordnung einer derartigen anhebbaren Fronthaube an einem Fahrzeug, bei der die Fronthaube windschutzscheibenseitig angeschlagen und über eine Scharniereinrichtung im Falle einer Kollision anhebbar ist, wobei die Scharniereinrichtung einen Scharnierträger aufweist, der über ein Gelenk schwenkbar an der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet ist. Dieser Scharnierträger wirkt mit einer energiespeichernden und im Falle einer Kollision energiefreisetzenden Einrichtung zusammen, durch die eine Verschwenkung bzw. Verschiebung des Scharnierträgers und damit der Fronthaube bewirkt wird. Als energiespeichernde und - freisetzende Einrichtungen können außer einer mechanischen Feder auch eine Gasfeder oder andere energiespeichernde oder -freisetzende Mitttel, z. B. pyrotechnische Einrichtungen, eingesetzt werden.

In der DE 197 10 417 A1 ist die Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug mit einer energiespeichernden Einrichtung, z. B. einer Gasfeder, beschrieben, die einerseits im Normalbetrieb des Fahrzeugs das Öffnen der Frontklappe unterstützt und die andererseits im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger in Verbindung mit einer sensorgesteuerten Entriegelungseinrichtung und einer dadurch ausgelösten Expansion ihres Gasvolumens ein Anheben der Frontklappe bewirkt.

Die DE-Patentanmeldung, Aktenzeichen 199 47 363.3, hat eine Notöffnungsvorichtung für eine Kraftfahrzeugtür zum Gegenstand, die von einer Sensoranordnung auslösbare erste Mittel zum Unwirksammachen einer Verriegelungseinrichtung und von der Sensoranordnung auslösbare zweite Mittel zum Bewegen der Tür in ihre Öffnungsstellung aufweist. Dabei können die ersten und/ oder die zweiten Mittel pyrotechnischer Art sein, und die zweiten Mittel zumindest einen Airbag enthalten. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Scharniereinrichtung für eine anhebbare Fronthaube an einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß diese das Öffnen der Fronthaube im Normalbetrieb unterstützt und im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Fronthaube aus deren Schließposition in eine angehobene Position verbringt.

Diese Aufgabe wird bei einer Scharniereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den nachfolgenden Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Scharniereinrichtung für eine fußgängerfreundliche, bei einer Kollision zur Vergrößerung des Deformationsweges um einige Zentimeter anhebbare Fronthaube an einem Fahrzeug, die einen Scharnierträger und zwischen diesem und der Fronthaube bzw. einer fest an dieser angeordneten Halterungseinrichtung gelenkig angeordnete Scharnierglieder zum Anheben der Fronthaube im Scharnier- bzw. Anschlagbereich, einen Energiespeicher und eine Entriegelungseinrichtung aufweist, die bei einem Aufprall des Fahrzeugs betätigt wird, der Energiespeicher eine Gasfeder ist, die zusätzlich zu dem in dieser als Feder wirkenden Füllgas ein unabhängig von diesem aktivierbares Gasreservoir aufweist oder mit einem solchen verbunden ist, das im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs sensorgesteuert aktiviert wird und dadurch die Fronthaube anhebt. Bei dieser Scharniereinrichtung unterstützt die Gasfeder komforterhöhend das Öffnen der Fronthaube im Normalbetrieb und übernimmt bei einer Kollision des Fahrzeugs, insbesondere mit einem Fußgänger, das Anheben der Fronthaube aus deren Schließposition in eine durch die Konstruktion der Scharniereinrichtung vorbestimmte angehobene (Puffer-)Position, wobei die Geschwindigkeit des Anhebens durch das aus dem Gasreservoir freigesetzte bzw. zugeführte Gas erheblich erhöht ist. Das benötigte zusätzliche Gasvolumen richtet sich nach der erforderlichen Hubkraft, dem Hubweg und der Hubzeit. Dabei kann es erforderlich sein, die Gasfeder mit einer Drosseleinrichtung zu versehen, um die bremsende Wirkung der kolbenstangenseitig im Zylinderhohlraum der Gasfeder vorhandenen Füllgasmenge zu reduzieren oder zu beseitigen.

Bei einer Kollision mit einem Aufprallbeteiligten, insbesondere Fußgänger, wird diese durch eine am Frontend des Fahrzeugs angeordnete Sensoreinrichtung an die Auslöseeinrichtung für das Gasreservoir signalisiert, und dasselbe setzt zusätzlich zum Füllgas der Gasfeder gasdruckerhöhend Gasvolumen frei, so daß die Gasfeder die Fronthaube in ihrer Schließposition um einige Zentimeter in eine Aufprallposition anhebt. Dabei verläuft die Schwenkachse derselben in Fahrzeugquerrichtung durch das am Frontend angeordnete Fronthaubenschloß, das beim Anheben verriegelt bleibt und eine ausreichende Schwenkbewegung zuläßt. Die Steuerung der Aktivierung des Gasreservoirs erfolgt dabei grundsätzlich so, daß dieses bei Bagatellunfällen nicht aktiviert wird.

Dabei kann als Gasreservoir ein pyrotechnischer Gasgenerator eingesetzt werden, der an dem dem Kolben der Gasfeder abgewandten Ende im Zylinder derselben angeordnet ist. Das Gasreservoir kann jedoch auch ein mit einem Kompressor verbundener Gasdruckbehälter sein, der über ein sensorgesteuertes Ventil mit dem Zylinderraum der Gasfeder verbunden ist. Ebenso kann das Füllgas selbst ein zündbares pyrotechnisches Treibgas sein.

Die Gasfeder kann über eine Gasleitung mit einem scharnieranordnungsseitig an der Fronthaube angeordneten Airbag gekoppelt sein, der im Falle eines Aufpralls durch das aktivierte, in der Gasfeder integrierte Gasreservoir befüllt wird und der die Anhebung der Fronthaube durch die Gasfeder unterstützt oder an deren Stelle übernimmt. Dabei kann der Airbag eine Kammer eines sich bei einem Aufprall vor der Frontscheibe des Fahrzeugs entfaltenden Frontscheibenairbags sein. Bei Einsatz eines 1-Stufen- Gasgenerators in der Gasfeder können in Verbindung mit einer Gasweiche oder einer durch den Kolben freigebbaren Überströmöffnung bei einer Aktivierung des Gasgenerators nacheinander die Entriegelungseinrichtung betätigt, die Haube angehoben und der Frontscheibenairbag befüllt werden.

Vorteilhaft ist das Gasreservoir durch einen 2- oder 3-Stufen-Gasgenerator gebildet. Bei Einsatz eines 2-Stufen-Gasgenerators wird bei einer Aktivierung desselben durch dessen erste Stufe die Entriegelungseinrichtung betätigt und durch dessen zweite Stufe der Airbag, wobei dieser anstelle der Gasfeder die Fronthaube anhebt. Über den Airbag kann dann zusätzlich auch der Frontscheibenairbag befüllt werden. Bei Einsatz eines 3-Stufen- Gasgenerators wird bei einer Aktivierung desselben durch dessen erste Stufe die Entriegelungseinrichtung betätigt, durch dessen zweite Stufe der Druck in der Gasfeder zum Anheben der Fronthaube erhöht und durch dessen dritte Stufe der Airbag bzw. der gesamte Frontscheibenairbag befüllt, wobei der Airbag das Anheben der Fronthaube unterstützt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen, schematisch:

Fig. 1a und b eine Scharniereinrichtung mit einer als Energiespeicher ausgelegten Gasfeder,

Fig. 2 eine zweite Ausführung einer derartigen Scharniereinrichtung,

Fig. 3 eine dritte Ausführung der Scharniereinrichtung und

Fig. 4 die Scharniereinrichtung, kombiniert mit einem Airbag.

Fig. 1a zeigt eine Schamiereinrichtung für eine windschutzscheibenseitig an einem Fahrzeug angelenkte und frontendseitig mit einem Schloß in Schließstellung am Fahrzeugaufbau gehaltene Fronthaube 1. Die Scharniereinrichtung ist aus einem Scharnierträger 2 und zwei zwischen diesem und der Fronthaube 1 im Abstand voneinander beidendig angelenkten Scharnierhebeln 3 und 4, einer Gasfeder 5 als Energiespeicher, die mit dem freien Ende ihrer Kolbenstange 6 am Anlenkpunkt A des der Frontscheibe (rechte Seite der Figur) abgewandten Scharnierhebels 3 angelenkt ist, und einer Entriegelungseinrichtung 7 gebildet. Der Scharnierträger 2 ist auf seiner der Frontscheibe abgewandten Seite am Anlenkpunkt B am Fahrzeugaufbau gehaltert und frontscheibenseitig durch die Entriegelungseinrichtung 7 an diesem festgelegt. Diese (7) ist eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einer außerhalb des Zylinders 8 zu einem Verriegelungsglied 9 ausgebildeten Kolbenstange 10, die mit dem Scharnierträger 2 in Wirkverbindung steht, wobei der Zylinderraum über eine Druckleitung 11 und ein Überdruckventil 12 mit dem Gasreservoir der Gasfeder 5 verbunden ist. Dieses Gasreservoir ist das Füllgas als Federmittel, das zugleich ein zündbares Treibgas ist. Fig. 1a zeigt die Schamiereinrichtung im nicht aktivierten Zustand und in der Schließstellung der Fronthaube 1.

Im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs wird das Treibgas sensorgesteuert (nicht dargestellt) aktiviert. Durch den sich dadurch in der Gasfeder 5 aufbauenden Gasdruck drückt Gas über das Überdruckventil 12 und die Druckleitung 11 in den Zylinder 8, wodurch die Kolbenstange 10 mit dem Verriegelungsglied 9 aus ihrer Verriegelungsstellung mit dem Scharnierträger 2 geschoben wird. Der sich in der Gasfeder 5 weiter aufbauende Gasdruck wirkt auf den die Kolbenstange 6 tragenden Kolben und schiebt diesen mit der Kolbenstange 6 gegen die Fronthaube 1, die infolge der Entriegelung des Scharnierträgers 2 mit diesem angehoben wird, wobei das Maß der Anhebung durch die Auslegung der Scharniereinrichtung bestimmt ist. Fig. 1b zeigt die Fronthaube 1 im angehobenen Zustand.

Die in Fig. 2 gezeigte Scharniereinrichtung weist einen im Gegensatz zur vorstehend beschriebenen Ausführung am Fahrzeugaufbau fest angeordneten Scharnierträger 13 und zwei zwischen diesem und der Fronthaube 1 angeordnete Scharnierhebel 14 und 15 auf, von denen der frontscheibenseitig (rechte Seite in der Figur) angeordnete Scharnierhebel 15 an seinem Anlenkpunkt C am Scharnierträger 13 entriegelbar ist. Eine nicht dargestellte magnetisch betätigbare Entriegelungseinrichtung löst im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs durch eine sensorgesteuerte Aktivierung des Gasreservoirs 16 der Gasfeder 17 den Gelenkbolzen des Scharnierhebels 15 am Scharnierträger 13, so daß die Fronthaube 1 durch die ebenfalls in Richtung derselben infolge der Erhöhung des Gasdruckes im Zylinderraum der Gasfeder 17 bewegte Kolbenstange 18 angehoben wird. Die angehobene Position der Fronthaube 1 ist gestrichelt dargestellt. Als Gasreservoir 16 dient ein in der Gasfeder 17 angeordneter pyrotechnischer Gasgenerator.

In Fig. 3 ist im Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführung eine mit einem Gasdruckbehälter 19 über ein sensorgesteuertes Ventil 20 verbundene Gasfeder 21 als Energiespeicher eingesetzt. Über dieses Ventil 20 wird auch eine nicht dargestellte und den Scharnierhebel 15 am Scharnierträger 13 lösende Entriegelungseinrichtung pneumatisch betätigt, derart, daß neben der Entriegelung des Scharnierhebels 15 der Gasdruck in der Gasfeder 21 erhöht und die Fronthaube 1 angehoben wird. Der Gasdruckbehälter 19 ist mit einem Kompressor 22 gekoppelt, der den erforderlichen Gasdruck erzeugt.

Eine weitere Ausführung zeigt Fig. 4. Bei dieser Scharniereinrichtung ist eine mit einem 3-Stufen-Gasgenerator 23 versehene Gasfeder 24 zusätzlich mit einem Airbag 25 gekoppelt, der als Kammer eines Frontscheibenairbags 26 ausgebildet ist. Der Scharnierträger 2 ist, wie in der Ausführung nach Fig. 1, durch eine Entriegelungseinrichtung 7 lösbar am Fahrzeugaufbau festgelegt. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators 23 wird diese (7) durch die erste Stufe (I) desselben betätigt und der Scharnierträger 2 freigegeben. Die zweite Stufe (II) erhöht den Gasdruck in der Gasfeder 24 und die dritte Stufe (III) befüllt den Airbag 25 und über diesen den Frontscheibenairbag 26. Der Airbag 25 unterstützt bei dieser Ausführung die Gasfeder 24 beim Anheben der Fronthaube 1. Die angehobene Position derselben ist in durchgezogenen Linien dargestellt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Fronthaube

2

Scharnierträger

3

Scharnierhebel

4

Scharnierhebel

5

Gasfeder

6

Kolbenstange

7

Entriegelungseinrichtung

8

Zylinder

9

Verriegelungsglied

10

Kolbenstange

11

Druckleitung

12

Überdruckventil

13

Scharnierträger

14

Scharnierhebel

15

Scharnierhebel

16

Gasreservoir

17

Gasfeder

18

Kolbenstange

19

Gasdruckbehälter

20

Ventil

21

Gasfeder

22

Kompressor

23

3-Stufen-Gasgenerator

24

Gasfeder

25

Airbag

26

Frontscheibenairbag
I Stufe
II Stufe
III Stufe
A Anlenkpunkt
B Anlenkpunkt
C Anlenkpunkt

Claims

1. Scharniereinrichtung für eine Fronthaube an einem Fahrzeug, mit einem Scharnierträger und zwischen diesem und der Fronthaube gelenkig angeordneten Scharniergliedern zum Anheben der Fronthaube im Anschlagbereich, einem Energiespeicher und einer Entriegelungseinrichtung, die bei einem Aufprall des Fahrzeugs betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine Gasfeder (5, 17, 21, 24) ist, die zusätzlich zu dem als Feder wirkenden Füllgas ein unabhängig von diesem aktivierbares Gasreservoir (16, 19, 23) aufweist oder mit einem solchen verbunden ist, das im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs sensorgesteuert aktiviert wird.

2. Scharniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasreservoir ein pyrotechnischer Gasgenerator (16, 23) ist.

3. Scharniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasreservoir ein mit einem Kompressor verbundener Gasdruckbehälter (19) ist, der über ein sensorgesteuertes Ventil (20) mit dem Zylinderraum der Gasfeder (21) verbunden ist.

4. Scharniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Feder wirkende Füllgas selbst ein zündbares Treibgas ist.

5. Scharniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfeder (24) über eine Leitung mit einem im Bereich der Scharnieranordnung angeordneten Airbag (25) gekoppelt ist, der im Falle eines Aufpralls durch das aktivierte, in der Gasfeder (24) integrierte Gasreservoir (23) befüllt wird und der die Anhebung der Fronthaube unterstützt oder übernimmt.

6. Scharniereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Airbag (25) eine Kammer eines Frontscheibenairbags (26) ist.

7. Scharniereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasreservoir ein 2-Stufen-Gasgenerator ist, dessen erste Stufe bei einer Aktivierung desselben die Entriegelungseinrichtung betätigt und dessen zweite Stufe den Airbag oder den gesamten Frontscheibenairbag befüllt.

8. Scharnieranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasreservoir ein 3-Stufen-Gasgenerator (23) ist, dessen erste Stufe bei einer Aktivierung desselben die Entriegelungseinrichtung (7) betätigt, dessen die zweite Stufe den Druck in der Gasfeder erhöht und dessen dritte Stufe den Airbag (25) oder den gesamten Frontscheibenairbag (26) befüllt.

9. Scharniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung (7) fest am Fahrzeugaufbau angeordnet und mit dem Scharnierträger (2) wirkverbunden ist, derart, daß dieser (2) bei einer Aktivierung des Gasreservoirs (23) wenigstens teilweise vom Fahrzeugaufbau gelöst und mit den Scharniergliedern (4, 5) angehoben wird.

10. Scharniereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung (7) eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einer außerhalb des Zylinders (8) als Verriegelungsglied (9) ausgebildeten Kolbenstange (10) ist, deren Zylinderraum über eine Druckleitung (11) mit dem Gasreservoir der Gasfeder (5) verbunden ist, derart, daß eine Gasdruckbeaufschlagung des Zylinders (8) mit einer Entriegelung des Scharnierträgers (2) verbunden ist.

11. Scharniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung mit wenigstens einem Scharnierglied (15) zusammenwirkt, derart, daß dieses bei einer Aktivierung des Gasreservoirs (16, 19) vom Scharnierträger (2) oder von der Fronthaube (1) gelöst und diese angehoben wird.

12. Scharniereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung ein Gelenkbolzen für das Scharnierglied (15) ist, der magnetisch oder hydraulisch, sensorgesteuert betätigbar ist.

13. Gasfeder, gebildet aus einem Zylinder, einem in diesem angeordneten Kolben mit einer aus dem Zylinder geführten Kolbenstange und einem als Feder auf den Kolben wirkenden Füllgas, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzlich zum Füllgas ein aktivierbares Gasreservoir (16, 23) aufweist oder mit einem solchen (19) verbunden ist, das im Falle seiner Aktivierung den Druck im Zylinder erhöht.