DE102009008459A1

DE102009008459A1 - Aktuator für Fußgängerschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE102009008459A1
Application number: DE102009008459A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Nagl; Herbert Müller
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa GmbH
Priority date: 2009-02-11
Filing date: 2009-02-11
Publication date: 2010-08-12
Also published as: DE202009013216U1

Abstract

Aktuator zum Anheben einer Frontklappe nach einer Kollision mit einem Fußgänger mit integrierter Energieabsorption und Verriegelung der Fronthaube, insbesondere nach einer nicht beabsichtigten Aktivierung des aktiven Fußgängerschutzes.

Description

Technisches Umfeld
Die Erfindung betrifft einen Aktuator insbesondere für die Verwendung in einer Fußgängerschutzeinrichtung für einen Personenkraftwagen.
Aus der DE 10 2007 009 096 A1 ist ein Kraftspeicher für eine Fußgängerschutzvorrichtung bekannt. In dieser Druckschrift wird das Anheben der frontseitigen Haube insbesondere im Bereich der Windschutzscheibe mittels einer entsprechenden Kinematik durch einen Kraftspeicher beschrieben. Im Weiteren wird eine Vorrichtung offenbart, die eine Rückstellung der Kinematik in die Lage vor dem Auslösen des Kraftspeichers mit einer Verriegelung ermöglicht. Die Verriegelungsvorrichtung selbst ist aufwändig und der Umgebung ausgesetzt.
Die in der DE 10 2007 096 A1 beschriebene Kombination einer Gasfeder mit einem Aktuator ist Kern der zitierten Erfindung. Die weiterhin bekannten Druckschriften DE 103 23 118 A1 , DE 101 44 792 A1 und DE 10 2004 004 987 A1 wurden bereits in der DE 10 2007 009 096 A1 entsprechend gewürdigt.
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Nach einer Kollission eines Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger soll die Fronthaube in weniger als 100 ms soweit angehoben werden, so dass sich die Fronthaube nach dem Aufprall des Fußgängers noch ausreichend stark verformen kann. Dadurch wird erreicht, dass die auf den Fußgänger wirkende Beschleunigung reduziert wird. Die Haube soll nach dem Hochschwenken nicht nachschwingen; der Aktuator soll deshalb so ausgeführt werden, dass die Haube nach dem Hochschwenken definiert abgebremst wird. Weiterhin soll es möglich sein, die Fronthaube, z. B. nach einer Fehlauslösung, wieder in die ursprüngliche Lage zurückzubewegen und erneut zu verriegeln, um eine Weiterfahrt zu ermöglichen.
Die Verriegelungsvorrichtung soll in dem Aktuator integriert und gegen Umgebungseinflüsse geschützt sein. Die Kombination der zum normalen Öffnen der Fronthabe notwendigen Gasfeder mit dem Aktuator wie in der DE 10 2007 009 096 A1 beschrieben ist zwar möglich, soll aber hier nicht beschrieben werden. Es ist also die Aufgabe, einen schnellen, rückstellbaren Aktuator mit integrierter Energieabsorbtionseinrichtung und Verriegelung bereitzustellen.
Technische Lösung
Zur Lösung der vorbeschriebenen Aufgabe wird ein Aktuator entsprechend der 1 vorgeschlagen. Vorzugsweise wird die Ausschubkraft durch eine Druckgas erzeugende Einheit erzeugt. Grundsätzlich könnte aber auch ein extern zugeführtes Gas oder Fluid verwendet werden. Der Aktuator besteht aus weinigen Teilen und kann kostengünstig hergestellt werden. Zur Energieabsorbtion werden keine zusätzlichen Teile benötigt; durch entsprechende geometrische Gestaltung übernehmen insbesondere das Gehäuse des Aktuators zusammen mit der Kolbeneinheit die Energieaufnahme und Verriegelung.
Kurze Beschreibung von Zeichnungen
1: Schnittdarstellung des Aktuators vor Aktivierung der Druckgas erzeugenden Einheit Fornthaube geschlossen.
2: Schnittdarstellung des Aktuators nach der Aktivierung der Druckgas erzeugenden Einheit und nach dem vollständigen Anheben der Fronthaube
3: Schnittdarstellung des Aktuators nach der Aktivierung der Druckgas erzeugenden Einheit und nach der Rückstellung der Fronthaub in geschlossener und verriegelter Stellung
4: Detaildarstellung aus 3
5: Stellung der Fußgängerschutzeinrichtung vor Aktiverung der Druckgas erzeugenden Einheit
6: Stellung der Fußgängerschutzeinrichtung nach der Aktivierung der Druckgas erzeugenden Einheit und nach dem vollständigen Anheben der Fronthaube
7: Stellung der Fußgängerschutzeinrichtung nach der Aktivierung der Druckgas erzeugenden Einheit in geschlossener und verriegelter Stellung
Die beste Art und Weise, die Erfindung auszunutzen
Der in 1 dargestellte Aktuator 1 besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 2, dass auf einer Seite mit einem Verschlussteil 3 gasdicht verschlossen ist. Das Verschlußteil ist mit den Sicken 21 im Gehäuse 2 gegen axiales Verschieben gesichert. Das Verschlußteil 3 ist an der dem Gehäuse 2 abgewanden Seite mit einem Befestigungsteil 4 versehen. In dem Verschlußteil 3 ist eine Druckgas erzeugende Einheit 5 gasdicht zum Verschlußteil 3 untergebracht. Die Druckgas erzeugende Einheit 5 ist mit mindestens 2 Litzen 6 mit einer externen Steuerung verbunden. Am anderen Ende des Gehäuses 2 befindet sich ein ringförmiges Führungselement 7, durch das koaxial zum Gehäuse 2 die Kolbenstange 8 geführt wird. Am nicht im Gehäuse 2 befindlichen Ende der Kolbenstange 8 befindet sich ein zweites Befestigungselement 9.
Am im Gehäuse 2 befindlichen Ende der Kolbenstange befindet sich die zylindrische Kolbengruppe 10. Die Kolbengruppe besteht aus einem vorteilhaft zweiteilig aufgebauten Kolben 11, einer Dichtung 12 und einer Verriegelungsmechanik 13; in einer einfachen Ausführungsform nach 1–3 besteht die Verriegelungsmechanik aus einem radial vorgespannten Sicherungsring. Die Kolbengruppe 10 kann zusammen mit der Kolbenstange längs zur Mittelachse 14 verschoben werden. Durch die Dichtung 12 wird der Innenraum des Gehäuses 2 im Wesentlichen gasdicht in die Kammer 15 und 16 getrennt.
Der Aktuator 1 nach 1 ist gehäuseseitig durch das Befestigungsteil 4 mit der Grundplatte 18 und durch das Befestigungsteil 9 mit der Kinematik 17 verbunden (4). Die Kinematik 17 wird durch einen Scherpin 24 in der in 3 gezeigten Lage gehalten. Der Scherpin 24 ist in dem dargestellten Beispiel ein zylinderischer Stift, der in der im Hebel 25 und der in der Grundplatte 18 befindlichen Bohrung 26 montiert ist.
Wird nach dem Erkennen einer Fußgängerkollision durch eine externe Steuerung ein elektrisches Auslösesignal über die Litzen 6 an die Druckgas erzeugende Einheit 5 angelegt, dann baut sich in wenigen Millisekunden in der Kammer 15 ein hoher Gasdruck auf (1). Die aus dem Gasdruck resultierende Kraft wirkt auf den Kolben 11 und bewegt die Kolbengruppe 10 mit der Kolbenstange 8 längs der Mittelachse 14 in Richtung der Kammer 16. Aufgrund des hohen Druckes in der Kammer 15 wird eine große Ausschubkraft über den Kolben 11 auf die Kolbenstange 8 übertragen; dadurch wird der Scherpin 24 zerstört (5) und die Fronthaube 19 durch den Aktuator 1 über die Kinematik 17 beschleunigt.
Damit die Fronthaube 19 in der in 6 gezeigten Stellung möglichst wenig nachschwingt, ist ein definiertes Abbremsen der Fronthabe 19 vor dem Erreichen der Endlage erforderlich. Im Gehäuse 2 des Aktuators sind deshalb Sicken 20 vorgesehen, die von der Kolbengruppe 10 beim Ausfahren verformt werden. Durch die axial Lage, bzw. Länge der Sicken 20 in Richtung der Mittelachse 14 kann festgelegt werden, in welcher Position die Fronthaube verzögert werden soll; durch die Anzahl und Tiefe der Sicken wird die entgegen der Bewegung der Kolbengruppe 10 wirkende Kraft bestimmt. Die Kolbengruppe 10 mit der Kolbenstange 8 bewegt sich solange axial relativ zum Gehäuse 2, bis der Kolben 11 am Führungselement 7 anliegt.
Die Sicken 20 sind so auf die Fronthabenmasse abgestimmt, dass die Fronthaube 19 noch genügend Bewegungsenergie hat, um das Verschlussteil 3 aus dem Gehäuse 2 längs der Mittelachse 14 herauszuziehen. Das Verschlußteil 3 verformt dabei Sicken 21 und bremst dadurch die Fronthaube 19 weiter ab. Durch die Tiefe und Anzahl der Sicken 21 wird analog der Sicken 20 die der Bewegung entgegenwirkende Kraft eingestellt. In der Endlage ist das Verschlußteil um die Länge X axial aus dem Rohr herausgezogen (2, 6). Die Dichtwirkung der Dichtung 22 im Verschlußteil 3 zum Gehäuse 2 ist im Sickenbereich 21 eingeschränkt, so dass das Gas aus der Kammer 15 definiert ausströmen kann.
Nach wenigen Sekunden hat sich der Druck in der Kammer 15 abgebaut und die Fronthaube 19 kann entgegen der durch den Aktuator 1 erzeugen Bewegungsrichtung zurückbewegt werden. Befindet sich die Fronthaube 19 mit der Kinematik 17 wieder in der Ausgangslage wie in 6 dargestellt, weitet sich der radial vorgespannte Verriegelungsring 13 radial auf und rastet in die im Gehäuse 2 eingebrachte Ausnehmung 23 ein (Stellung wie in 4, 7 gezeigt). Eine Verriegelung der Kolbengruppe 10, bzw. der Kolbenstange 8 mit dem Gehäuse 2 ist möglich, obgleich der Abstand der Anschlußteile 4 und 9 gemessen längs der Mittelachse in der in 1 und der in 3 gezeigten Position gleich ist.
Um die Länge X, um die das Verschlußteil 3 zum Gehäuse 2 nach 2 bzw. 5 verschoben ist, kann nach dem Rückstellen der Kinematik 17, die Kolbenstange 8 tiefer in das Gehäuse 2 eintauchen. Dadurch taucht auch die Kolbengruppe 11 tiefer ein und die Verriegelungseinrichtung 13 verrastet zum Gehäuse 2. Die Kolbengruppe 10 und die Kolbenstange 8 ist somit gegen axiales Herausschieben aus dem Gehäuse 2 gesichert. Die Fronthaube 19 kann sich somit nicht anheben; das Fahrzeug ist wieder fahrbereit.

1: Aktuator
2: Gehäuse
3: Verschlußteil
4: Befestigungsteil 4
5: Druckgas erzeugende Einheit
6: Litzen
7: Führungselement
8: Kolbenstange
9: Befestigungselement
10: Kolbengruppe
11: Kolben
12: Dichtung
13: Verriegelungsring
14: Mittelachse Aktuator 1
15: Kammer
16: Kammer
17: Kinematik
18: Grundplatte
19: Fronthaube
20: Sicke(n)
21: Sicke(n)
22: Dichtung Verschlußteil
23: Verriegelungsring
24: Scherpin
25: Hebel Kinemaik
26: Bohrung im Hebel und in der Grundplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007009096 A1 [0002, 0003, 0005]
- DE 102007096 A1 [0003]
- DE 10323118 A1 [0003]
- DE 10144792 A1 [0003]
- DE 102004004987 A1 [0003]

Claims

Aktuator 1 mit einem rohrförmigen Gehäuse (2), mit einem Verschlußteil (3) mit einem Befestigungsteil (4), einer aus dem verschlossenen Ende des Gehäuses (2) gegenüberliegenden Ende des Gehäuses (2) herausgeführten Kolbenstange (8) mit einem daran befindlichen Befestigungselement (9), einer konzentrisch im Gehäuse (2) angeordneten und längs der Mittelachse (14) verschiebbaren Kolbengruppe (10), mit einem auf die Kolbengruppe in Ausschubrichtung wirkenden Kraftmittel, dadurch gekennzeichnet, das nach dem Ausschieben der Kolbengruppe (10) aus dem Gehäuse (2) das Verschlußteil (3) um die Länge X längs der Mittelachse (14) aus dem Gehäuse (2) herausgezogen wird.
Aktuator nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausschieben der Kolbengruppe (10) mittels einer druckgasbetriebenen Einheit (5), die Kolbenstange (8) mit der Kolbengruppe (10) längs der Mittelachse (14) um die Länge X tiefer in das Gehäuse 2 eingeschoben werden kann und die Kolbengruppe in der vollständig eingeschobenen Position mittels einer Verriegelungsmechanik (23) gegen ein erneutes ausschieben gesichert wird.
Aktuator nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (20), (21) im Gehäuse (2) zusammen mit dem Verschlußteil (3), bzw. der Kolbengruppe (10), zur Reduzierung der Bewegungsenergie der Fronthaube (19) genutzt werden.
Aktuator nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Sicken (20) und (21) definierte Undichtigkeiten zwischen dem Kolben (11) und dem Gehäuse (2) und zwischen dem Verschlußteil (3) und dem Gehäuse (2) entstehen.
Verwendung eines Aktuators nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einer Fußgängerschutzvorrichtung zum Anheben einer Fronthaube (19) im Windschutzscheibenbereich, wobei in der Kinematik (17) ein Scherpin (24) vorgesehen ist, der erst nach Betätigung der Druckgas erzeugenden Einheit (5) zerstört wird und eine Bewegung die Kinematik (17) zuläßt.