DE102012104523A1

DE102012104523A1 - Human protection equipment for use in motor vehicle, has passage that is arranged in cylinder such that this passage is closed by piston in position, which corresponds to position of maximum lifted front opening hood

Info

Publication number: DE102012104523A1
Application number: DE201210104523
Authority: DE
Inventors: Jörg Kusche; Jürgen Metzler
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-11-28

Abstract

The human protection equipment has a positioning device that is formed as piston-cylinder-arrangement (8) for a front opening hood of a vehicle. The positioning device is attached to the front opening hood with distance to a swivel axis of the front opening hood. The passage (15) is arranged in a cylinder (11), such that this passage is closed by a piston (9) in a position, which corresponds to the position of the maximum lifted front opening hood. The piston is moved against the pressure of the compressed gas into a position releasing the passage, when affected by the person on the hood.

Description

Die Erfindung betrifft eine Personenschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug, mit einer als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildeten Aufstellvorrichtung für eine Fronthaube des Fahrzeuges, wobei die Aufstellvorrichtung in Abstand zu einer Schwenkachse der Fronthaube an dieser angreift und unter Einwirkung eines Druckgases der Kolben in einer Öffnungsrichtung der Fronthaube im Zylinder verfahrbar ist, wobei die Aufstellvorrichtung über Durchgänge im Zylinder und im Kolben bei einer Rückstellbewegung des Kolbens eine gegen die Haubenschließrichtung gerichtete, strömungstechnisch erzeugte und sich über den Rückstellweg ändernde Kraft aufbaut, wobei der Durchgang im Kolben zwei Zylinderräume des Zylinders verbindet sowie der Durchgang im Zylinder eine parallel zur Zylinderachse angeordnete Wandung des Zylinders durchsetzt. The invention relates to a personal protection device on a motor vehicle, with a constructed as a piston-cylinder assembly positioning device for a front hood of the vehicle, wherein the mounting device at a distance to a pivot axis of the front hood acts on this and under the action of a compressed gas of the piston in an opening direction of the front hood can be moved in the cylinder, the erection device via passages in the cylinder and in the piston in a return movement of the piston directed against the hood closing direction, fluidically generated and builds up on the return path force, the passage in the piston connecting two cylinder chambers of the cylinder and the passage in the cylinder arranged parallel to the cylinder axis wall of the cylinder.

Es ist allgemein bekannt, dass Fußgänger im Straßenverkehr großen Risiken ausgesetzt sind, da diese bei einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug weitgehend ungeschützt sind. Die Kraftfahrzeughersteller sowie deren Teilelieferanten sind daher darum bemüht, die Kraftfahrzeuge so zu gestalten, dass Fußgänger bei einer Kollision mit einem Kraftfahrzeug zumindest keine schweren Verletzungen davontragen. It is well known that pedestrians are exposed to great risks in road traffic, as they are largely unprotected in a collision with a motor vehicle. The motor vehicle manufacturers and their parts suppliers are therefore endeavoring to design the motor vehicles so that pedestrians carry at least no serious injuries in a collision with a motor vehicle.

So sind grundsätzlich Personenschutzeinrichtungen zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen bekannt geworden, wobei die Personenschutzeinrichtung über einen Kollisionssensor zum Sensieren eines Zusammenstoßes mit einem Fußgänger sowie über eine Aufstellvorrichtung zum Anheben der Fronthaube des Fahrzeuges verfügt. Hierbei ist die Fronthaube vorne schwenkbar gelagert und lässt sich mittels der Aufstellvorrichtung, die einerseits in der Karosserie, andererseits im hinteren Bereich der Fronthaube an dieser schwenkbar angreift, in eine angehobene Stellung überführen, so dass der Fußgänger beim Zusammenstoß unter einem günstigeren Winkel auf die Fronthaube auftrifft. Thus, in principle, personal protection devices for use in motor vehicles have become known, wherein the personal protection device has a collision sensor for sensing a collision with a pedestrian as well as an erection device for lifting the front hood of the vehicle. Here, the front hood is pivotally mounted at the front and can be converted by means of the erector, on the one hand in the body, on the other hand in the rear of the front hood pivotally engages this in a raised position, so that the pedestrian collision at a more favorable angle to the bonnet incident.

Eine Personenschutzeinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 103 05 685 A1 bekannt. Dort ist die Rückstellcharakteristik der Personenschutzeinrichtung vorzugsweise so eingestellt, dass die von der Kolben-Zylinder-Anordnung der Aufstelleinrichtung erzeugte Federwirkung in Schließrichtung zunächst weich und mit ansteigendem Schließweg härter wird. Hierdurch kann der Aufprall des Fußgängers zunächst weich abgefedert und dann stark energieaufnehmend abgebremst werden. Es ist dort ferner vorgeschlagen, andere Rückstellcharakteristika einzustellen, die beispielsweise einen variablen Verlauf des der Kolbenrückstellkraft entgegenwirkenden Kraftgradienten beinhalten. Die Kraftcharakteristik wird strömungstechnisch vorzugsweise dadurch erreicht, dass der Kolben und/oder der Zylinder der Aufstellvorrichtung über Durchgänge verfügen, durch die das Druckgas, bei dem es sich insbesondere um ein Treibgas handelt, bei einer Schließbewegung des Kolbens aus dem Zylinder entweichen kann. In den Durchgängen von Zylinder und/oder Kolben können Ventile angeordnet sein. A personal protection device of the type mentioned is from the DE 103 05 685 A1 known. There, the restoring characteristic of the personal protection device is preferably set so that the spring action generated by the piston-cylinder arrangement of the positioning device in the closing direction is initially soft and harder with increasing closing path. As a result, the impact of the pedestrian can first be cushioned soft and then strongly decelerated energy absorbing. It is also proposed there to set other return characteristics, for example, include a variable course of the piston return force counteracting force gradients. The force characteristic is fluidically preferably achieved in that the piston and / or the cylinder of the erection device have passages through which the compressed gas, which is in particular a propellant, can escape from the cylinder during a closing movement of the piston. In the passages of cylinder and / or piston valves may be arranged.

Nachteilig ist bei dieser Personenschutzeinrichtung die Einstellung der Rückstellcharakteristik derart, dass die Federwirkung in Schließrichtung zunächst weich und mit ansteigendem Schließweg härter wird. Ein zunächst mit der Fahrzeughaube in Kontakt gelangender Oberkörperbereich der Person wird damit weich abgefedert, wohingegen der anschließend mit der Fronthaube in Kontakt gelangende Kopf der Person härter abgefedert wird. A disadvantage of this person protection device, the setting of the return characteristic such that the spring action in the closing direction is initially soft and harder with increasing closing path. An initially reaching the vehicle hood in contact with the upper body of the person is thus cushioned soft, whereas the then coming into contact with the bonnet head of the person is cushioned harder.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Personenschutzeinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei einem anfänglichen Kontakt der Person mit deren Oberkörper auf die Fronthaube der Kolben der Aufstellvorrichtung nur geringfügig zurückgestellt wird, so dass bei einem darauffolgenden Kontakt der Person mit deren Kopf auf die Fronthaube ein ausreichendes Nachgeben der Fronthaube und damit eine weitere Rückstellbewegung des Kolbens bei relativ weicher Federwirkung gewährleistet ist. Object of the present invention is to develop the personal protection device of the type mentioned so that in an initial contact of the person with the upper body on the bonnet of the piston of the erector is only slightly reset, so that in a subsequent contact of the person with the head on the bonnet sufficient yielding of the bonnet and thus a further return movement of the piston is ensured with relatively soft spring action.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass der Durchgang im Zylinder derart angeordnet ist, dass dieser Durchgang in einer Stellung, die der Stellung der maximal angehobenen Fronthaube entspricht, vom Kolben verschlossen ist, sowie der Kolben, bei Einwirkung der Person auf die Fronthaube, entgegen dem Druck des Druckgases in eine den Durchgang im Zylinder freigebende Stellung bewegt wird, bei Strömung des Druckgases durch den Durchgang im Kolben. The object is achieved in that the passage in the cylinder is arranged such that this passage is closed in a position corresponding to the position of the maximum raised bonnet, from the piston, as well as the piston, upon action of the person on the bonnet, against the Pressure of the pressurized gas is moved in a passage in the cylinder releasing position, with flow of the pressurized gas through the passage in the piston.

Die Erfindung geht davon aus, dass zuerst der Oberkörper der Person auf die Haube aufprallt und dadurch die Aufstellvorrichtung der aktiven Fronthaube zurückgedrückt wird. Beim nachfolgenden Kopfaufprall ist dann bereits ein relativ großer Teil der effektiven Anstellhöhe der Fronthaube aufgebraucht. Mittels des Druckgases, insbesondere Druckgases, das durch einen pyrotechnischen Aktuator erzeugt wird, der anfänglich eine hohe Widerstandskraft aufbaut, wird das ungewollte Zurückdrücken der Fronthaube durch den Oberkörperkontakt reduziert. Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung der Personenschutzeinrichtung, insbesondere der Kolben-Zylinder-Anordnung mit den Durchgängen im Kolben und in der Zylinderwandung wird erreicht, dass der Gasdruck im Zylinder ausreichend lange gehalten wird und erst nach einer bestimmten Kompression, die die Folge des Oberkörpereinflusses ist, das Gas entweichen kann. Das Gas kann erst dann aus dem Zylinder entweichen, wenn der Kolben so weit in Folge des Oberkörpereinflusses zurückgestellt ist, dass der Durchgang in der Zylinderwandung vom Kolben freigegeben wird. Dieser Durchgang in der Zylinderwandung hat somit die Funktion einer Ausblasöffnung für das Gas. Ist diese Ausblasöffnung freigegeben, kann das Gas somit nicht nur durch den Durchgang vom einen Zylinderraum in den anderen Zylinderraum gelangen, sondern auch über die Ausblasöffnung entweichen. The invention is based on the fact that first the upper body of the person bounces on the hood and thereby the erection device of the active front hood is pushed back. During the subsequent head impact, a relatively large part of the effective pitch of the front hood is already used up. By means of the compressed gas, in particular compressed gas, which is generated by a pyrotechnic actuator, which initially builds up a high resistance, the unintentional pushing back of the front hood is reduced by the upper body contact. Due to the inventive design of the personal protection device, in particular the piston-cylinder arrangement with the passages in the piston and in the cylinder wall ensures that the gas pressure in the cylinder is kept sufficiently long and only after a certain compression, which is the result of Oberkorpereinflusses, the Gas can escape. The gas can only escape from the cylinder when the piston is reset so far as a result of Oberkorpereinflusses that the passage in the cylinder wall is released from the piston. This passage in the cylinder wall thus has the function of a discharge opening for the gas. If this blow-out opening is released, the gas can thus not only pass through the passage from one cylinder space into the other cylinder space, but also escape via the blow-off opening.

Es wird somit dem einen Zylinderraum Druckgas zugeführt bzw. in diesem Zylinderraum das Druckgas erzeugt, insbesondere mittels eines Treibsatzes das Druckgas erzeugt. Dieses Druckgas schiebt den Kolben nach oben und führt somit zum Aufstellen der Fronthaube des Fahrzeuges. In der oberen Endlage des Kolbens ist der Durchgang der Zylinderwandung, somit die Ausblasöffnung, durch den Kolben verschlossen. Bei einem Schlag von oben infolge des Oberkörperkontakts, wird das Gas komprimiert. Durch Kompression des Gases wird der Durchgang in der Zylinderwandung, somit die Ausblasöffnung freigegeben und das Gas kann über den Durchgang im Kolben, der einen Bypass darstellt, und die Ausblasöffnung entweichen. It is thus supplied to the one cylinder chamber compressed gas or generated in this cylinder chamber, the compressed gas, in particular by means of a propellant, the compressed gas generated. This compressed gas pushes the piston upwards and thus leads to setting up the front hood of the vehicle. In the upper end position of the piston, the passage of the cylinder wall, thus the exhaust opening, is closed by the piston. In a blow from above due to the upper body contact, the gas is compressed. By compression of the gas, the passage in the cylinder wall, thus the exhaust port is released and the gas can escape via the passage in the piston, which constitutes a bypass, and the exhaust port.

Bei diesem grundsätzlichen ersten Lösungsansatz ist der Durchgang im Kolben unverschlossen, demnach der Druckgasdurchgang durch den Kolben dauerhaft. Diese Ausführungsform nutzt dem Zeitversatz beim Auftreffen von Oberkörper und Kopf der Person auf die Fahrzeughaube. Beim Oberkörpereinfluss wird der Kolben aus der die Ausblasöffnung verschließenden Position bewegt, wobei in dieser Phase das Druckgas nur durch den Durchgang bzw. den Bypass im Kolben vom einem Zylinderraum in den anderen Zylinderraum gelangen kann. Beim anschließenden Kopfkontakt ist diese Ausblasöffnung freigegeben und das Druckgas kann über den Bypasskolben und die Ausgasöffnung entweichen. In this fundamental first approach, the passage in the piston is unlocked, thus the passage of compressed gas through the piston permanently. This embodiment uses the time offset when hitting the upper body and head of the person on the vehicle hood. When Oberkorpereinfluss the piston is moved from the exhaust opening closing position, in which phase the pressurized gas can pass only through the passage or the bypass in the piston from one cylinder chamber into the other cylinder chamber. During the subsequent head contact, this blow-out opening is released and the compressed gas can escape via the bypass piston and the outgassing opening.

Bei dieser Gestaltung der Personenschutzeinrichtung, die den Zeitversatz nutzt, ist es wichtig, eine Abstimmung zwischen

– Gasdruck,
– Flächenverhältnis zwischen den beiden Kolbenseiten,
– Größe und Position der Ausblasöffnung,
– Größe der Bypassöffnung

herbeizuführen, um eine ausreichende Gegenkraft zu erzielen, die im Falle des Oberkörperkontakts die Aufstellvorrichtung nicht gleich zusammendrückt, im Fall des Kopfaufpralls (mit und auch ohne Oberkörpereinfluss) hingegen gezielt nachgibt. In this design of the personal protection device, which uses the time offset, it is important to have a vote between

- gas pressure,
- area ratio between the two sides of the piston,
- size and position of the outlet,
- Size of the bypass opening

bring about in order to achieve a sufficient reaction force, which does not compress the erector in the case of upper body contact, in the case of head impact (with and without upper body influence), however, gives way targeted.

Gemäß einer Modifizierung der Personenschutzeinrichtung ist vorgesehen, dass der Kolben im Bereich seines Durchmessers ein Trägheitsventil aufnimmt, das bei Einwirkung der Person mit geringem Impuls auf die Fronthaube und damit mit geringem Impuls auf den Kolben dessen Durchgang verschließt und bei Einwirkung der Person mit großem Impuls auf die Fronthaube und damit mit großem Impuls auf den Kolben dessen Durchgang frei gibt. According to a modification of the personal protection device is provided that the piston receives an inertia valve in the range of its diameter, which closes when the person with low impulse to the front hood and thus with little impulse to the piston whose passage and on exposure of the person with a large impulse the bonnet and thus with great impulse to the piston whose passage is free.

Bei dieser Modifizierung wird davon ausgegangen, dass die Geschwindigkeit, mit der der Oberkörper der Person auf die Fronthaube aufprallt, geringer ist als die Geschwindigkeit des Kopfes zum Aufprallzeitpunkt. Mittels des Druckgases, insbesondere mittels des durch einen pyrotechnischen Aktuator erzeugten Druckgases, wird anfänglich eine hohe Widerstandskraft aufgebaut, so dass das ungewollte Zurückdrücken durch den Oberkörperkontakt reduziert werden kann. Bei Integration des Trägheitsventils in den Durchgang des Kolbens, somit eines Ventils, das den Durchgang vollständig oder teilweise verschließen kann oder den Durchgang vollständig freigibt, bedingt eine Trägheitsmasse des Ventils, dass dieses bei geringen Impulsen geschlossen bleibt und dass, bei höheren Impulsen, somit bei höheren Aufprallgeschwindigkeiten, dieses aufgrund seiner Trägheit öffnet. This modification assumes that the speed at which the person's torso impacts the bonnet is less than the speed of the head at impact. By means of the compressed gas, in particular by means of the compressed gas generated by a pyrotechnic actuator, initially a high resistance force is built up, so that the unwanted back pressure can be reduced by the upper body contact. By integrating the inertial valve into the passage of the piston, thus a valve which can completely or partially occlude the passage or completely clear the passage, an inertia mass of the valve will cause it to remain closed at low pulses and thus, at higher pulses higher impact speeds, this opens due to its inertia.

So schiebt das Druckgas, insbesondere mittels eines Treibsatzes erzeugtes Druckgas, den Kolben und damit die Fronthaube nach oben. In der oberen Endlage ist das Trägheitsventil zunächst verschlossen. Ein Impuls, somit ein Stoß von oben, bewirkt eine ruckartige Belastung auf den Kolben. Erst wenn der Impuls zu hoch ist, dass die Trägheitsmasse aus ihrer Hohllage gedrückt wird, kann das Gas aus der Druckkammer entweichen, somit vom einen Zylinderraum in den anderen Zylinderraum gelangen. Unabhängig von diesem mittels des Trägheitsventils Öffnen bzw. Schließen des Durchgangs im Kolben ist das vorbeschriebene Verschließen bzw. Freigeben des Durchgangs in der Zylinderwandung mittels des Kolbens zu berücksichtigen. Thus, the compressed gas, in particular by means of a propellant generated compressed gas pushes the piston and thus the bonnet upwards. In the upper end position, the inertia valve is initially closed. A pulse, thus a shock from above, causes a jerky load on the piston. Only when the momentum is too high, that the inertial mass is forced out of its cavity, the gas can escape from the pressure chamber, thus pass from one cylinder space into the other cylinder space. Regardless of this by means of the inertial valve opening or closing the passage in the piston, the above-described closing or releasing the passage in the cylinder wall by means of the piston to be considered.

Bei diesem Lösungsansatz, der die unterschiedlichen Geschwindigkeiten, somit den unterschiedlichen Impuls bei der Beaufschlagung der Aufstellvorrichtung nutzt, ist eine Abstimmung zwischen

– Gasdruck,
– Federmassesystem des Trägheitsventils,
– Flächenverhältnis zwischen den beiden Kolbenseiten,
– Größe und Position des Durchgangs in der Zylinderwandung bzw. der Ausblasöffnung,
– Größe des Durchgangs im Kolben bzw. der Bypassöffnung,
– Druckbeaufschlagung eines Ventils zur Vermeidung von Querkräften auf die Trägheitsmasse

herbeizuführen, um eine ausreichende Gegenkraft zu erzielen, die im Falle des Oberkörperkontakts die Aufstellvorrichtung nicht gleich zusammendrückt und im Falle des Kopfaufpralls (mit und auch ohne Oberkörpereinfluss) gezielt nachgibt. In this approach, which uses the different speeds, thus the different impulse in the loading of the erector, is a vote between

- gas pressure,
Spring mass system of the inertia valve,
- area ratio between the two sides of the piston,
The size and position of the passage in the cylinder wall or the exhaust opening,
Size of the passage in the piston or the bypass opening,
- Pressurizing a valve to avoid lateral forces on the inertial mass

bring about in order to achieve a sufficient reaction force that does not compress the erector in the case of upper body contact immediately and in Trap of head impact (with and without upper body influence) deliberately yields.

Dem ungewollten Öffnen des Durchgangs im Kolben, somit des Bypasses beim Anfahren an den oberen Anschlag, ist dabei durch geeignete Maßnahmen entgegenzuwirken. Dies kann unter anderem durch ein Verschließen des Durchgangs im Kolben am oberen Anschlag erfolgen. The unwanted opening of the passage in the piston, thus the bypass when approaching the upper stop, is counteracted by appropriate measures. This can be done inter alia by closing the passage in the piston at the top stop.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Beschreibung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele, ohne auf diese beschränkt zu seinen. Es zeigt: Further features of the invention will become apparent from the dependent claims, the accompanying drawings and the description of the reproduced in the description, preferred embodiments, without being limited to his. It shows:

1 in einer symbolhaften Darstellung die verschiedenen Phasen des Aufpralls einer Person/eines Fußgängers auf ein als Personenkraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug im Bereich dessen Fronthaube, veranschaulicht für die Phasen a.) bis e.), 1 in a symbolic representation of the various phases of the impact of a person / a pedestrian on a trained as a passenger car in the front hood, illustrated for the phases a.) to e.),

2 die bei der Personenschutzeinrichtung Verwendung findende Aufstellvorrichtung bezüglich deren Kolben-Zylinder-Anordnung, veranschaulicht für ein erstes Ausführungsbeispiel der Kolben-Zylinder-Anordnung für die unterschiedlichen, den Phasen gemäß 1 entsprechenden Phasen a.) bis e.), 2 The positioning device used in the personal protection device with respect to its piston-cylinder arrangement, illustrated for a first embodiment of the piston-cylinder arrangement for the different, according to the phases 1 corresponding phases a.) to e.),

3 die bei der Personenschutzeinrichtung Verwendung findende Aufstellvorrichtung bezüglich deren Kolben-Zylinder-Anordnung, veranschaulicht für ein zweites Ausführungsbeispiel der Kolben-Zylinder-Anordnung für die unterschiedlichen, den Phasen gemäß 1 entsprechenden Phasen a.) bis e.). 3 the installation device used in the personal protection device with respect to its piston-cylinder arrangement, illustrated for a second embodiment of the piston-cylinder arrangement for the different, according to the phases 1 corresponding phases a.) to e.).

1 veranschaulicht für die diversen Phasen den Frontbereich eines Personenkraftwagens 1, konkret dessen vorderen Stoßfänger 2 und die sich an diesen nach hinten anschließende, oberhalb angeordnete Fronthaube 3. Veranschaulicht ist ferner eine Person 4 mit deren Oberkörper 5, Kopf 6, Beinen 7 und Gesäß 17. 1 illustrates for the various phases the front of a passenger car 1 , specifically its front bumper 2 and which adjoins this rearward, above arranged front hood 3 , Illustrated is also a person 4 with her upper body 5 , Head 6 , Legs 7 and buttocks 17 ,

Die Fronthaube 3 ist in dem Bereich ihres vorderen, somit der Person 4 zugewandten Endes schwenkbar gelagert und mittels der in den 2 bzw. 3 beschriebenen Kolben-Zylinder-Anordnung 8 schwenkbar. Diese Anordnung 8 greift im Bereich des hinteren Endes der Fronthaube 3 an deren Unterseite an. Die Anordnung 8 ist somit unterhalb der Fronthaube 3 angeordnet. Die Wirkrichtung des Kolbens 9 der Anordnung 8 bzw. der mit dem Kolben 9 verbundenen Kolbenstange 10 ist in 1 für die unterschiedlichen Phasen durch einen Einfachpfeil bzw. Doppelpfeil veranschaulicht. The front hood 3 is in the area of her front, hence the person 4 pivotally mounted facing and by means of the in the 2 respectively. 3 described piston-cylinder arrangement 8th pivotable. This arrangement 8th engages in the area of the rear end of the front hood 3 at the bottom. The order 8th is thus below the bonnet 3 arranged. The effective direction of the piston 9 the arrangement 8th or with the piston 9 connected piston rod 10 is in 1 illustrated for the different phases by a single arrow or double arrow.

Die Kolben-Zylinder-Anordnung 8 gemäß dem in 2 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel weist den in einem Zylinder 11 verschieblich gelagerten Kolben 9 mit Kolbenstange 10 auf, wobei der Kolben 9 den Zylinder 11 in einen bodenseitigen Zylinderraum 12 und einen kolbenstangenseitigen Zylinderraum 13 unterteilt. Der Kolben 9 weist einen Durchgang 14 auf, der die beiden Zylinderräume 12 und 13 miteinander verbindet. Dieser Durchgang 14 ist dauerhaft offen, kann somit nicht geschlossen werden. The piston-cylinder arrangement 8th according to the in 2 illustrated first embodiment has the in a cylinder 11 displaceably mounted pistons 9 with piston rod 10 on, with the piston 9 the cylinder 11 in a bottom-side cylinder chamber 12 and a piston rod side cylinder space 13 divided. The piston 9 has a passage 14 on top of the two cylinder chambers 12 and 13 connects with each other. This passage 14 is permanently open, so it can not be closed.

In der ausgefahrenen Endposition des Kolbens 9, in der die Kolbenstange 10 weitgehend aus dem Zylinder 11 herausgefahren ist, deckt der Kolben 9 einen Durchgang 15 in einer parallel zur Zylinderachse angeordneten Wandung 16 des Zylinders 11 ab. In the extended end position of the piston 9 in which the piston rod 10 largely from the cylinder 11 moved out, the piston covers 9 a passage 15 in a wall arranged parallel to the cylinder axis 16 of the cylinder 11 from.

Die Wirkungsweise der insoweit beschriebenen Personenschutzeinrichtung wird nachstehend beschrieben, wobei die Phase des Aufpralls gemäß 1a.) der Situation im Bereich der Kolben-Zylinder-Anordnung gemäß 2a.) entspricht, die Situation gemäß 1b.) der Situation in 2b.) usw. bis zur Situation der 1e.), die der Situation in 2e.) entspricht. The operation of the person protection device described so far is described below, wherein the phase of the impact according to 1a .) The situation in the field of piston-cylinder assembly according to 2a .) corresponds to the situation according to 1b .) of the situation in 2 B .) etc. up to the situation of 1e .), which reflects the situation in 2e .) corresponds.

1a.) zeigt die Phase vor dem Aufprall der Person 4 auf den Personenkraftwagen 1. Die Person 4 ist unmittelbar vor dem Stoßfänger 2 platziert, mit einer Schulterseite der Fronthaube 3 zugewandt, bei stehender Position der Person 4. Zu dieser Phase a.) befindet sich, wie der 2a.) zu entnehmen ist, der Kolben 9 in seiner vollständig eingefahrenen Stellung bei minimalem Zylinderraum 12. 1a .) shows the phase before the impact of the person 4 on the passenger car 1 , The person 4 is right in front of the bumper 2 placed, with a shoulder side of the front hood 3 facing, in a standing position of the person 4 , To this phase a.) Is located, like the 2a .), the piston 9 in its fully retracted position with minimal cylinder space 12 ,

Bei Erstkontakt der Person 4 mit dem Personenkraftwagen 1 im Bereich dessen Stoßfängers 2 wird über einen im Bereich des Stoßfängers angeordneten Kollisionssensor der Zusammenstoß mit der Person 4 detektiert und die Kolben-Zylinder-Anordnung 8 aktiviert, indem im Zylinderraum 12 ein pyrotechnischer Aktuator aktiviert wird, womit dort ein Druckgas, konkret ein Treibgas, erzeugt wird. Diese Phase der Zündung ist in 2b.) veranschaulicht. At first contact of the person 4 with the passenger car 1 in the area of its bumper 2 is a collision sensor arranged in the region of the bumper collision with the person 4 detected and the piston-cylinder arrangement 8th activated by in the cylinder room 12 a pyrotechnic actuator is activated, whereby a compressed gas, specifically a propellant, is generated there. This phase of ignition is in 2 B .).

Bei Zündung des Treibgases wird die Fronthaube 3 mit deren hinteren Ende nach oben bewegt, wie es der 1b.) zu entnehmen ist. Die Fronthaube 3 wird, wie zur Phase gemäß 1c.) dargestellt, in deren vollständig angehobene Stellung überführt. Diese Endstellung ist für die Kolben-Zylinder-Anordnung 8 in 2c.) gezeigt. Treibgas strömt hierbei durch den Durchgang 14 im Kolben 9. In der zur 2c.) veranschaulichten, ausgefahrenen Endstellung von Kolben 9 bzw. Kolbenstange 10 verschließt der Kolben 9 den Durchgang 15 im Zylinder 11. When ignition of the propellant gas is the bonnet 3 with its rear end moved upwards, like the 1b .) can be seen. The front hood 3 becomes as per phase 1c .), In its fully raised position transferred. This end position is for the piston-cylinder arrangement 8th in 2c .). Propellant flows through the passage 14 in the piston 9 , In the to 2c .), extended end position of pistons 9 or piston rod 10 closes the piston 9 the passage 15 in the cylinder 11 ,

1b.) veranschaulicht die Phase, in der die Person 4, ausgehend von deren Position mit ihrem Gesäß 17, im Übergangsbereich von Stoßfänger 2 zur Fronthaube 3 nunmehr mit deren Oberkörper 5 die Fronthaube 3 zwischen deren vorderen Schwenkachse und dem hinten befindlichen Angriffspunkt der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 kontaktiert. Hierbei stellt der pyrotechnische Aktuator, der anfänglich eine hohe Widerstandskraft mittels des Treibgases aufbaut, sicher, dass das ungewollte Zurückdrücken, d. h. ein weitgehendes Zurückdrücken des Kolbens 9 im Zylinder 10, reduziert wird. Verhindert wird dieses weitreichende Zurückdrücken des Kolbens 9 dadurch, dass der Durchgang 15 im Zylinder 11 verschlossen ist und nur ein Gaswechsel zwischen den beiden Zylinderräumen 12 und 13 stattfinden kann, wie es in 2d.) dargestellt ist. Unter dem dynamischen Einfluss des Oberkörpers 5 wird der Kolben 9 weiter zurück bewegt, so dass dann, wenn der Kopf 6 der Person 4 anschließend die Fronthaube 3 kontaktiert, sich der Kolben 9 bereits in einer Position befindet, in der der Durchgang 15 im Zylinder 11 nicht mehr abgedeckt ist. Somit kann Treibgas durch den Durchgang 14 im Kolben 9, der einen Bypass darstellt, in den Zylinderraum 13 und aus diesem durch den Durchgang 15 im Zylinder 11, der eine Ausblasöffnung darstellt, aus dem Zylinder 11 gelangen. In Abstimmung zwischen Gasdruck, Flächenverhältnis zwischen den beiden Kolbenseiten, Größe und Position der Auslassöffnung, Größe der Bypassöffnung kann eine ausreichende Gegenkraft erzielt werden, die im Fall des Oberkörperkontakts den Aktuator, somit die Kolben-Zylinder-Anordnung 8 nicht gleich zusammendrückt und im Falle des Kopfaufpralls (mit und auch ohne Oberkörpereinfluss) gezielt nachgibt. 1b .) illustrates the phase in which the person 4 , starting from their position with their buttocks 17 , in the transition area of bumper 2 to the front hood 3 now with her upper body 5 the front hood 3 between the front pivot axis and the rear located point of the piston-cylinder assembly 8th contacted. In this case, the pyrotechnic actuator, which initially builds up a high resistance force by means of the propellant gas, ensures that the unintentional pushing back, ie a substantial pushing back of the piston 9 in the cylinder 10 , is reduced. Prevents this far-reaching pushing back the piston 9 in that the passage 15 in the cylinder 11 is closed and only a gas exchange between the two cylinder chambers 12 and 13 can take place as it is in 2d .) Is shown. Under the dynamic influence of the upper body 5 becomes the piston 9 moved further back, so that when the head 6 the person 4 then the front hood 3 contacted, the piston 9 already located in a position where the passage 15 in the cylinder 11 is no longer covered. Thus, propellant gas can pass through 14 in the piston 9 , which represents a bypass, into the cylinder room 13 and out of this by the passage 15 in the cylinder 11 , which represents a blow-out, out of the cylinder 11 reach. In coordination between gas pressure, area ratio between the two sides of the piston, size and position of the outlet opening, size of the bypass opening, a sufficient counterforce can be achieved, which in the case of the upper body contact the actuator, thus the piston-cylinder arrangement 8th not compressed immediately and in the case of head impact (with and without upper body influence) deliberately yielding.

Diese Ausführungsform der Anordnung 8 gemäß 2 nutzt den Zeitversatz. Es wird somit davon ausgegangen, dass zuerst der Oberkörper 5 auf die Fronthaube 3 aufprallt und dadurch der Kolben 9 zurückgedrückt wird. Beim nachfolgenden Kopfaufprall steht ausreichend Deformationsraum und somit Stellweg für den Zylinder 11 zur Verfügung. This embodiment of the arrangement 8th according to 2 uses the time offset. It is thus assumed that first the upper body 5 on the front hood 3 bounces and thereby the piston 9 is pushed back. During the subsequent head impact sufficient deformation space and thus travel for the cylinder 11 to disposal.

Für das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der 3 gelten die vorstehenden Phasenbeschreibungen des Aufpralls gemäß der 1a.) bis 1e.). Es ist nur der Aufbau der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 gemäß 3 gegenüber derjenigen nach 2 geändert. For the second embodiment according to the 3 the above phase descriptions of the impact apply according to the 1a .) to 1e .). It is only the structure of the piston-cylinder arrangement 8th according to 3 towards those after 2 changed.

Der Unterschied der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 ist darin zu sehen, dass beim Ausführungsbeispiel nach 3 der Kolben 9 im Bereich seines Durchgangs 14 ein Trägheitsventil 18 aufnimmt, das geeignet ist, den Durchgang 14 zu verschließen oder freizugeben. The difference of the piston-cylinder arrangement 8th is to be seen in that in the embodiment according to 3 The piston 9 in the area of his passage 14 an inertia valve 18 which is suitable to the passage 14 to close or release.

Hierbei werden unterschiedliche Geschwindigkeiten, somit ein unterschiedlicher Impuls, bei der Beaufschlagung der Fronthaube 3, somit der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 genutzt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Geschwindigkeit, mit der der Oberkörper 5 auf die Fronthaube 3 aufprallt, geringer ist als die Geschwindigkeit des Kopfes 6 zum Aufprallzeitpunkt. Here are different speeds, thus a different impulse, when the front hood 3 , thus the piston-cylinder arrangement 8th used. This assumes that the speed with which the upper body 5 on the front hood 3 bouncing, less than the speed of the head 6 at the moment of impact.

So wird, ausgehend von dem Zustand a) vor dem Kontakt mit der Person 4, bei Erstkontakt mit der Person 4 gemäß b.) der pyrotechnische Aktuator gezündet und Druckgas bzw. Treibgas erzeugt, das aufgrund dessen Zündung gemäß b.) anfänglich eine hohe Widerstandskraft aufbaut, womit das ungewollte Zurückdrücken der Fronthaube 3, somit des Kolbens 9, der Kolben-Zylinder-Anordnung 8 durch den Oberkörperkontakt gemäß Phase d.) reduziert werden kann. Beim relativ kleineren Impuls bei Oberkörpereinfluss bleibt infolge der Trägheitsmasse das Trägheitsventil 18 geschlossen und wird erst bei höheren Impulsen, somit höheren Aufprallgeschwindigkeiten aufgrund seiner Trägheit in die den Durchgang 14 im Kolben 9 freigebende Stellung überführt. Dieser relativ höhere bzw. relativ größere Impuls ist bei Kopfkontakt zu verzeichnen, wie es zur Phase e.) veranschaulicht ist. So, starting from the state a) before the contact with the person 4 , first contact with the person 4 b.) ignited the pyrotechnic actuator and generates compressed gas or propellant gas, which initially builds a high resistance due to the ignition according to b.), whereby the unintentional pushing back of the bonnet 3 , thus the piston 9 , the piston-cylinder arrangement 8th can be reduced by the upper body contact according to phase d.). With the relatively smaller momentum at the upper body influence, the inertia valve remains due to the inertial mass 18 closed and is only at higher pulses, thus higher impact speeds due to its inertia in the passage 14 in the piston 9 transferring position. This relatively higher or relatively larger pulse is recorded in head contact, as it is illustrated for the phase e.).

Wie der 3 zu entnehmen ist, wird bei Erstkontakt gemäß Phase b.) das Treibgas im Zylinderraum 12 gezündet, bei geschlossenem Trägheitsventil 18, das somit den Durchgang 14 Kolben 9 verschließt. Unter Einwirkung des Treibgases wird der Kolben 9 in seine Endstellung überführt. Hierbei wird dem ungewollten Öffnen dieses Bypasses im Kolben 14 beim Anfahren an den oberen Anschlag entgegengewirkt, beispielsweise durch Verschließen des Durchgangs 14 am oberen Anschlag. Ausgehend von dieser oberen Endlage des Kolbens, in der das Trägheitsventil 18 zunächst verschlossen wird, bewirkt ein Impuls, somit einen Stoß, von oben eine ruckartigen Belastung der Kolben-Zylinder-Anordnung 8. Bei Oberkörpereinfluss wird der Kolben 9 aus seiner Endstellung bei mittels des Trägheitsventils 18 geschlossenem Durchgang 14 und bei mittels des Kolbens 9 geschlossenem Durchgang 15 im Zylinder 11 nach unten bewegt. Dann, wenn über den Kopf 6 der Person 4 der große Impuls in die Kolbenstange 10 eingeleitet wird, befindet sich der Kolben 9 bereits an einer Stelle, in der der Durchgang 15 freigegeben ist und auch das Trägheitsventil 18 in seine Öffnungsstellen bezüglich des Durchgangs 14 überführt ist. Again 3 can be seen, at first contact according to phase b.) The propellant gas in the cylinder chamber 12 ignited, with closed inertia valve 18 , thus the passage 14 piston 9 closes. Under the action of the propellant gas, the piston 9 transferred to its final position. This is the unwanted opening of this bypass in the piston 14 counteracted when approaching the upper stop, for example by closing the passage 14 at the top stop. Starting from this upper end position of the piston, in which the inertia valve 18 is initially closed, causes an impulse, thus a shock, from above a jerky load on the piston-cylinder assembly 8th , At upper body influence, the piston 9 from its end position by means of the inertia valve 18 closed passage 14 and by means of the piston 9 closed passage 15 in the cylinder 11 moved down. Then, if over the head 6 the person 4 the big impulse in the piston rod 10 is initiated, is the piston 9 already at a point where the passage 15 is released and also the inertia valve 18 in its opening points with respect to the passage 14 is transferred.

Somit wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Effekt erreicht, dass bei Oberkörperkontakt die Fronthaube 3 nur geringfügig zurückgedrückt wird und demzufolge ein erforderlicher Deformationsraum für den Kopfaufprall zur Verfügung steht, somit die Fronthaube 3 ausreichend unter Einwirkung des Kopfes 6 der Person 4 schwenken kann. Thus, in this embodiment, the effect is achieved that at upper body contact the bonnet 3 is pushed back only slightly and therefore a required deformation space for the head impact is available, thus the bonnet 3 sufficiently under the action of the head 6 the person 4 can swing.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10305685 A1 [0004] DE 10305685 A1 [0004]

Claims

Personenschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug, mit einer als Kolben-Zylinder-Anordnung (8) ausgebildeten Aufstellvorrichtung für eine Fronthaube (3) des Fahrzeugs, wobei die Aufstellvorrichtung in Abstand zu einer Schwenkachse der Fronthaube an dieser angreift und unter Einwirkung eines Druckgases der Kolben (9) in eine Öffnungsrichtung der Fronthaube im Zylinder (11) verfahrbar ist, wobei die Aufstellvorrichtung über Durchgänge (14, 15) im Kolben (9) und im Zylinder (11), bei einer Rückstellbewegung des Kolbens (9), eine gegen die Haubenschließrichtung gerichtete, strömungstechnisch erzeugte und sich über den Rückstellweg ändernde Kraft aufbaut, wobei der Durchgang (14) im Kolben (9) zwei Zylinderräume (12, 13) des Zylinders (11) verbindet, sowie der Durchgang (15) im Zylinder (11) eine parallel zur Zylinderachse angeordnete Wandung (16) des Zylinders (11) durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (15) im Zylinder (11) derart angeordnet ist, dass dieser Durchgang (15) in einer Stellung, die der Stellung der maximal angehobenen Fronthaube entspricht, vom Kolben (9) verschlossen ist, sowie der Kolben (9), bei Einwirkung der Person auf die Fronthaube, entgegen dem Druck des Druckgases in eine den Durchgang (15) im Zylinder (11) freigebende Stellung bewegt wird, bei Strömung des Druckgases durch den Durchgang (14) im Kolben (9). Personnel protection device on a motor vehicle, with a piston-cylinder arrangement ( 8th ) trained installation device for a front hood ( 3 ) of the vehicle, wherein the positioning device engages at a distance to a pivot axis of the front hood at this and under the action of a compressed gas of the piston ( 9 ) in an opening direction of the front hood in the cylinder ( 11 ), wherein the set-up device via passages ( 14 . 15 ) in the piston ( 9 ) and in the cylinder ( 11 ), during a return movement of the piston ( 9 ), a directed against the hood closing direction, fluidically generated and builds up on the return path force, the passage ( 14 ) in the piston ( 9 ) two cylinder chambers ( 12 . 13 ) of the cylinder ( 11 ), as well as the passage ( 15 ) in the cylinder ( 11 ) a wall arranged parallel to the cylinder axis ( 16 ) of the cylinder ( 11 ), characterized in that the passage ( 15 ) in the cylinder ( 11 ) is arranged such that this passage ( 15 ) in a position corresponding to the position of the maximum lifted bonnet, from the piston ( 9 ) is closed, and the piston ( 9 ), by the person acting on the front hood, against the pressure of the compressed gas in a passage ( 15 ) in the cylinder ( 11 ) releasing position is moved, with flow of the compressed gas through the passage ( 14 ) in the piston ( 9 ).

Personenschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen pyrotechnischen Aktuator aufweist. Personal protection device according to claim 1, characterized in that it comprises a pyrotechnic actuator.

Personenschutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Aktuator im Zylinder (11) angeordnet ist oder durch eine außerhalb des Zylinders (11) angeordneten pyrotechnischen Aktuator Druckgas über eine Druckleitung dem Zylinder (11) zuführbar ist. Personal safety device according to claim 2, characterized in that the pyrotechnic actuator in the cylinder ( 11 ) or by an outside of the cylinder ( 11 ) arranged pyrotechnic actuator compressed gas via a pressure line the cylinder ( 11 ) can be fed.

Personenschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei anfänglicher Einwirkung der Person auf die Fronthaube, insbesondere bei Einwirkung der Person im Bereich deren Oberkörpers (5), der Kolben (9) aus seiner maximal ausgefahrenen Stellung, entsprechend der maximal angehobenen Fronthaube, entgegen der Kraft des Druckgases in eine Stellung überführt wird, in der der Kolben (9) den Durchgang (15) im Zylinder (11) freigibt. Personal protection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at initial action of the person on the front hood, in particular when the person in the area of the upper body ( 5 ), The piston ( 9 ) is moved from its maximum extended position, corresponding to the maximum raised bonnet, against the force of the compressed gas in a position in which the piston ( 9 ) the passage ( 15 ) in the cylinder ( 11 ) releases.

Personenschutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei fortschreitender Einwirkung der Person auf die Fronthaube, insbesondere bei Einwirkung der Person im Bereich des Kopfes (6), der Kolben (9), bei freigegebenem Durchgang (15) im Zylinder (11), in seine weiter eingefahrene Stellung bewegt wird. Personal protection device according to claim 4, characterized in that, as the person progresses on the front hood, in particular when the person in the area of the head ( 6 ), The piston ( 9 ), with shared passage ( 15 ) in the cylinder ( 11 ), is moved to its retracted position.

Personenschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (14) im Kolben (9) unverschlossen ist. Personal protection device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the passage ( 14 ) in the piston ( 9 ) is unlocked.

Personenschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (9) im Bereich seines Durchgangs (14) ein Trägheitsventil (18) aufnimmt, das, bei Einwirkung der Person mit geringem Impuls auf die Fronthaube und damit mit geringem Impuls auf den Kolben (9), dessen Durchgang (14) verschließt und bei Einwirkung der Person mit großem Impuls auf die Fronthaube und damit mit großem Impuls auf den Kolben (9) dessen Durchgang (14) freigibt. Personal safety device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the piston ( 9 ) in the area of its passage ( 14 ) an inertia valve ( 18 ), which, under the influence of the person with little impulse to the bonnet and thus with little impulse to the piston ( 9 ) whose passage ( 14 ) and when the person is acting with great impulse to the bonnet and thus with great impulse to the piston ( 9 ) whose passage ( 14 ) releases.

Personenschutzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, bei anfänglicher Einwirkung des Druckgases, das Trägheitsventil (18) in eine den Durchgang (14) im Kolben (9) freigebende Offenstellung bewegt wird und, bei anfänglichem Einwirken der Person auf die Fronthaube, insbesondere unter Einfluss des Oberkörpers (5), in dessen Schließstellung bewegt wird, sowie bei Fortschreiten der Einwirkung der Person (4) auf die Fronthaube, insbesondere unter Einfluss deren Kopfes (6), in dessen Offenstellung bewegt wird. Personal safety device according to claim 7, characterized in that, upon initial action of the compressed gas, the inertial valve ( 18 ) into a passage ( 14 ) in the piston ( 9 ) releasing open position is moved and, when the person first acts on the front hood, in particular under the influence of the upper body ( 5 ), in the closed position is moved, and as the action of the person ( 4 ) on the front hood, in particular under the influence of the head ( 6 ), in its open position is moved.

Personenschutzeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (14) im Kolben (9) in seiner ausgefahrenen Endstellung verschlossen ist, insbesondere mittels eines Anschlags am Zylinder (11) verschlossen ist. Personal protection device according to claim 7 or 8, characterized in that the passage ( 14 ) in the piston ( 9 ) is closed in its extended end position, in particular by means of a stop on the cylinder ( 11 ) is closed.