-
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung zum Anheben eines Bauteils der Außenhaut des zugehörigen Fahrzeugs mittels eines Aktors bei einem Personenaufprall mit einem schwenkbaren Scharnierteil, das an einem Lager angelenkt ist und beim Anheben des Bauteils um das Lager schwenkbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer derartigen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung.
-
Bei der konstruktiven Gestaltung und Auslegung von modernen Fahrzeugen, wie insbesondere Automobilen, wird großer Wert darauf gelegt, dass bei einem Unfall eine auf die Außenhaut des Fahrzeugs auftreffende Person möglichst unverletzt bleibt. Eine besondere Gefahr stellt bei einem solchen Unfall das Aufprallen der Person mit ihrem Kopf auf der Außenhaut des am Unfall beteiligten Fahrzeugs dar. Diese Gefahr besteht beispielsweise, wenn ein Fußgänger, ein Radfahrer oder ein Motorradfahrer von einem Fahrzeug erfasst wird und der Kopf des Unfallteilnehmers gegen die Motorhaube des Unfallfahrzeugs geschleudert wird.
-
Bei modernen Fahrzeugen gibt es gerade unter der Motorhaube bis zu einem darunter liegenden Antriebsaggregat, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, nicht ausreichend viel Freiraum für eine genügend große Deformation der Motorhaube. Es besteht vielmehr das Risiko, dass ein aufprallender Kopf auf das Antriebsaggregat „durchschlägt” und dadurch eine hohe biomechanische Belastung erfährt.
-
Als Möglichkeit eines verbesserten Personenschutzes ist es bekannt, die Motorhaube bzw. Frontklappe eines Fahrzeugs mit einem Aktor um mehrere Zentimeter anzuheben, sobald ein Unfall mit einem möglichen Personenaufprall detektiert wird.
-
Durch das Anheben der Motorhaube wird der Abstand zu einem darunter liegenden Antriebsaggregat vergrößert und ferner durch die zusätzliche Bewegung der Motorhaube und die damit verbundenen Federkräfte und Massenträgheiten ein Energieabbau über einen vergleichsweise großen Weg erzeugt. Das erzielte Verzögerungsniveau für einen aufschlagenden Kopf einer Person sinkt damit auf einen biomechanisch verträglicheren Wert und ein „Durchschlagen” auf ein unter der Motorhaube angeordnetes hochsteifes Antriebsaggregat im Vorderbau des Fahrzeugs wird verhindert.
-
Im Fall, dass das bewegliche Bauteil der Außenhaut eine Motorhaube ist, ist diese bei bekannten Fahrzeugen mit einem Scharnier am Fahrzeug gelenkig gelagert. Das Scharnier ist als Viergelenk gestaltet, bei dem an einem Scharnierunterteil zwei verschieden lange Lenker schwenkbar angeordnet sind, welche ein Scharnieroberteil tragen. An dem Scharnieroberteil ist die Frontklappe bzw. Motorhaube befestigt, so dass sie zum Öffnen aufgeschwenkt werden kann. Das Scharnieroberteil ist ferner zweiteilig gestaltet, wobei ein unteres Scharnieroberteil an den Lenkern angelenkt ist und ein oberes Scharnieroberteil mit der Frontklappe verbunden ist. Das obere Scharnieroberteil kann seinerseits an dem unteren Scharnieroberteil geschwenkt werden, wobei diese Schwenkbewegung nur ausgeführt wird, wenn die Frontklappe von dem Aktor angehoben wird.
-
Fahrzeug-Sicherheitseinrichtungen der oben genannten Art haben den Nachteil, dass das Bauteil der Außenhaut beim Anheben bzw. Ausstellen aufgrund seiner Masse und Geschwindigkeit schwingt und es insbesondere in seiner ausgestellten Endlage zu einem Überschwingen des Bauteils kommt. Aufgrund dieser Schwingung kann insbesondere eine Unfallperson gerade in jenem Moment an dem Bauteil auftreffen, da sich dieses zusätzlich zu der Unfallperson bewegt oder gerade von dieser wegschwingt. Beide Situationen sind grundsätzlich unerwünscht, da sie zu einer zusätzlichen biomechanischen Belastung der Unfallperson führen können.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung zu schaffen, bei der die oben genannten Nachteile überwunden sind und insbesondere auf kostengünstige Weise ein Überschwingen des beteiligten Bauteils an seiner ausgestellten Endlage vermieden ist.
-
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Fahrzeug gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung zum Anheben eines Bauteils der Außenhaut des zugehörigen Fahrzeugs mittels eines Aktors bei einem Personenaufprall geschaffen, mit einem schwenkbaren Scharnierteil, das an einem Lager angelenkt ist und beim Anheben des Bauteils um das Lager schwenkbar ist, und bei dem das Lager an einem Zwischenelement ausgebildet ist, welches bei nicht ausgelöster Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ortsfest gehalten ist, bei ausgelöster Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung aber selbst bewegbar ist und dadurch eine Bewegung des Lagers ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß ist an der Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ein Zwischenelement bzw. ein Zwischenhebel vorgesehen. An diesem befindet sich ein Lager mittels dem ein Scharnierteil an dem Zwischenhebel schwenkbar angebracht ist. Das Scharnierteil kann beim Anheben des Bauteils um das Lager geschwenkt werden. Für den Zwischenhebel sind erfindungsgemäß zwei Zustände festgelegt. In einem ersten Zustand, bei nicht ausgelöster Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung, sind der Zwischenhebel und damit das an ihm ausgebildete Lager ortsfest gehalten. In einem zweiten Zustand, bei ausgelöster Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung, ist der Zwischenhebel beweglich und ermöglicht dem an ihm ausgebildeten Lager eine zusätzliche Bewegung. Die zusätzliche Bewegung wird dem Zwischenhebel durch die Drehbewegung des Scharnierteils aufgezwungen. Das Scharnierteil zieht in der Regel an dem Zwischenhebel. Dadurch bewegt sich dann dieser und damit auch das daran ausgebildete Lager. Durch diese Bewegung wird kinetische Energie abgebaut und dadurch kann ein sonst auftretendes, oben erläutertes Überschwingen des Bauteils vermieden werden.
-
Bei einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist das Zwischenelement bei ausgelöster Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung schwenkbar und ermöglicht eine Schwenkbewegung des Lagers.
-
Durch das Auslösen der Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung wird wie oben erläutert der Zwischenhebel bewegt. Bevorzugt dreht sich dieser dabei in einer Schwenkbewegung um einen Bezugspunkt. Das am Zwischenhebel gebildete Lager dreht sich mit diesem um denselben Bezugspunkt. Mit der derart definierten Bewegung kann zugleich ein definierter Energieabbau erzielt werden. So kann gezielt jene kinetische Energie abgebaut werden, welche sonst zum Überschwingen des Bauteils führen würde.
-
Bei einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist das Zwischenelement bei nicht ausgelöster Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung mit einem Abscherglied, insbesondere einem Abscherniet, ortsfest gehalten.
-
Bei nicht ausgelöster Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist das Zwischenelement bzw. der Zwischenhebel wie erläutert ortsfest angebracht. Diese Anbringung ist bevorzugt mit einem abscherbaren Glied gestaltet. Das abscherbare Glied ist ein plastisch verformbares Verbindungselement, welches bei entsprechender Krafteinwirkung abgetrennt wird und dadurch seine verbindende Eigenschaft verliert. Auf diese Weise ist zum einen eine kostengünstige ortsfeste Anbringung des Zwischenhebels und zum anderen im Falle der Auslösung der Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung eine gezielt Energie abbauende Trennung der Verbindung möglich.
-
Bei einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ist das Zwischenelement dazu angepasst, dass es durch das Auslösen des Aktors bewegt wird.
-
Durch das Auslösen des Aktors wird ein Bewegungsimpuls insbesondere auf das oben beschriebene Viergelenk übertragen. Dessen Lenker werden geschwenkt. Das Zwischenelement ist bevorzugt zum Halten von einem der Lenker des Viergelenks am restlichen Fahrzeug ausgebildet, wobei dieser Lenker besonders bevorzugt der kurze Lenker ist. Dabei ist das Zwischenelement so gestaltet, dass der zum Anheben der Frontklappe schwenkende Lenker an dem Zwischenelement eine Zugkraft erzeugt. Diese Kraft belastet das Zwischenelement und das Abscherglied wird dadurch abgeschert. Das Zwischenelement schwenkt nun, insbesondere entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des kurzen Lenkers. Mit dieser Kopplung der durch den Aktor verursachten Bewegung mit einer Gegenbewegung des Zwischenelements wird die Energie kinematisch klar definierbar abgebaut.
-
Als weitere Details von Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung ist, wie bereits erwähnt, vorteilhaft das genannte schwenkbare Scharnierteil der kurze Lenker des als Viergelenk gestalteten Scharniers. Diese Weiterbildung ist von Vorteil, weil am kurzen Lenker beim Anheben der zugehörigen Frontklappe mittels des Aktors höhere Zugkräfte entstehen, als am langen Lenker.
-
Ferner ist vorteilhaft an dem oberen Scharnieroberteil eine Führungskulisse zum Führen der Schwenkbewegung am unteren Scharnieroberteil ausgebildet. In der Führungskulisse ist bevorzugt ein Führungsbolzen verschiebbar gelagert, der an dem unteren Scharnieroberteil ortsfest angebracht ist und zugleich eine Wegbegrenzung für die Schwenkbewegung der beiden Scharnierteile relativ zueinander bildet. Bei nicht angehobenem Bauteil der Außenhaut ist das obere Scharnieroberteil vorteilhaft mit dem unteren Scharnieroberteil über ein Abscherelement ortsfest verbunden, welches beim Anheben des Bauteils der Außenhaut abscherbar ist. Als Abscherelement ist besonders bevorzugt ebenfalls ein Abscherniet vorgesehen.
-
Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist in vorteilhafter Weise mit einer derartigen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung ausgestattet.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung im nicht angehobenen Zustand und
-
2 die Ansicht gemäß 1 im angehobenen Zustand.
-
In den 1 und 2 ist eine Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung 10 zum Anheben eines Bauteils 12 der Außenhaut eines zugehörigen und weiter nicht veranschaulichten Fahrzeugs veranschaulicht. Das anzuhebende Bauteil 12 ist eine Frontklappe bzw. Motorhaube des Fahrzeugs.
-
Die Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung 10 ist mit einem Aktor 14 versehen, der bei Erkennung eines Personenunfalls an der Motorhaube und einem damit verbundenen, möglichen Aufprall einer Person auf die Motorhaube diese von der in 1 dargestellten Stellung in die in 2 dargestellte Stellung anheben kann. Der Aktor 14 beschleunigt dabei die Motorhaube mit großer kinetischer Energie, wobei ein Aktorstempel 16 aus einem Aktorgehäuse 18 herausgefahren wird.
-
Der Aktor 14 befindet sich im Bereich eines das Bauteil 12 bzw. die Motorhaube am Fahrzeug gelenkig lagernden Scharniers 20. Dieses Scharnier 20 ist als Viergelenk mit einem am (weiter nicht veranschaulichten) Fahrzeugchassis ortsfest angebrachten Scharnierunterteil 22 gestaltet.
-
An dem Scharnierunterteil 22 ist ein hebelförmiges Zwischenelement bzw. ein Zwischenhebel 24 an einem Ende an einem Lager 26 schwenkbar angebracht. An seinem anderen Ende ist der Zwischenhebel 24 mit einem Abscherniet 28 an dem Scharnierunterteil 22 in der in 1 dargestellten Stellung ortsfest angebracht. An dem Zwischenhebel 24 ist ferner in der Nähe des Lagers 26 und dennoch etwas von diesem beabstandet ein kurzer Lenker 30 an einem Lager 32 schwenkbar angelenkt.
-
An dem Scharnierunterteil 22 ist darüber hinaus ein langer Lenker 34 an einem Lager 36 schwenkbar angelenkt. Die Lenker 30 und 34 tragen an zugehörigen Lagern 38 und 40 ein Scharnieroberteil 42, welches aus einem unteren Scharnieroberteil 42a und einem oberen Scharnieroberteil 42b gebildet ist. Das obere Scharnieroberteil 42b ist an einem Lager 41 an dem unteren Scharnieroberteil 42a schwenkbar gelagert.
-
An dem oberen Scharnieroberteil 42b ist eine Führungskulisse 44 vorgesehen, welche nach unten von dem oberen Scharnieroberteil 42b absteht und aus einer Platte mit einer darin ausgebildeten langlochartigen Führungsbahn gestaltet ist. Die Führungsbahn ist kreisförmig gebogen. In der Führungsbahn gleitet ein Führungsbolzen 46 entlang, der an dem unteren Scharnieroberteil 42a ortsfest angebracht ist und durch die Führungsbahn hindurch ragt.
-
Beim Anheben des Bauteils 12 wird das obere Scharnieroberteil 42b mittels des Aktors 14 vom unteren Scharnieroberteil 42a weggedrückt und schwenkt dabei um das Lager 41. Bei dieser Schwenkbewegung gleitet der Führungsbolzen 46 in der Führungsbahn der Führungskulisse 44 entlang, bis er am Ende der Führungsbahn anschlägt. Zugleich bewirkt das Abheben mittels des Aktors 14 eine Schwenkbewegung der beiden Lenker 30 und 34 bezogen auf die Fig. im Uhrzeigersinn.
-
Durch das Anheben des unteren Scharnieroberteils 42a und die zugehörige Schwenkbewegung des kurzen Lenkers 30 entsteht am Lager 32 eine Zugkraft in Richtung eines Pfeils 48. Diese Kraft wirkt an dem Zwischenhebel 24 und versucht diesen um das Lager 26 zu schwenken. Dadurch entsteht an dem Abscherniet 28 eine Schwerkraft, die diesen schließlich abschert. Der Zwischenhebel 24 wird dadurch um das Lager 26 bewegbar bzw. schwenkbar. Die dem Abscherniet 28 zugeführte Energie wird in Verformungsarbeit umgesetzt und dadurch abgebaut.
-
Der frei gewordene Zwischenhebel 24 schwenkt nun entgegengesetzt des Uhrzeigersinns um das Lager 26 am Scharnierunterteil 22. Durch die Bewegung des Zwischenhebels 24, welche auch einer Reibung an den beteiligten Grenzflächen unterliegt, wird ebenfalls Energie abgebaut.
-
Der derartige Abbau von Energie gerade am Ende der Bewegung des Bauteils 12 führt dazu, dass ein Überschwingen von diesem in der eingangs genannten Art mit den damit verbundenen negativen Auswirkungen der erhöhten biomechanischen Belastung einer Unfallperson vermieden werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Fahrzeug-Sicherheitseinrichtung
- 12
- Bauteil
- 14
- Aktor
- 16
- Aktorstempel
- 18
- Aktorgehäuse
- 20
- Scharnier
- 22
- Scharnierunterteil
- 24
- Zwischenhebel
- 26
- Lager
- 28
- Abscherniet
- 30
- kurzer Lenker
- 32
- Lager
- 34
- langer Lenker
- 36
- Lager
- 38
- Lager
- 40
- Lager
- 42
- Scharnieroberteil
- 42a
- unteres Scharnieroberteil
- 42b
- oberes Scharnieroberteil
- 44
- Führungskulisse
- 46
- Führungsbolzen
- 48
- Pfeil
