DE10247801A1 - Fussgängerschutz-Aktuator - Google Patents

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Abstract

Fußgängerschutz-Aktuator (2) zum Verlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs in eine relativ zu der Normalposition angehobene Schutzposition, aufweisend eine gespannte Feder (4), die von einer Verriegelungseinrichtung (6) in der gespannten Position gehalten ist, und eine von einer Druckbeaufschlagungseinrichtung (8) druckbeaufschlagbare Verlagerungseinrichtung (10), die zur Unterstützung der Feder (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (6) ein von einer Anlagefläche (12) in Position gehaltenes Verriegelungselement (14) aufweist, und dass die Anlagefläche (12) derart an der Verlagerungseinrichtung (10) vorgesehen ist, dass betriebsmäßig nach einer Druckbeaufschlagung der Verlagerungseinrichtung (10) die Anlagefläche (12) von der Verlagerungseinrichtung (10) derart verlagert wird, dass das Verriegelungselement (14) die gespannte Feder (4) freigibt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fußgängerschutz-Aktuator zum Verlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, in eine relativ zu der Normalposition angehobene Schutzposition, aufweisend eine gespannte Feder, die von einer Verriegelungseinrichtung in der gespannten Position gehalten ist und eine von einer Druckbeaufschlagungseinrichtung druckbeaufschlagbare Verlagerungseinrichtung, die zur Unterstützung der Feder vorgesehen ist.
  • Derartige Aktuatoren sind aus DE 100 33 126 A1 und DE 197 21 565 A1 bekannt. Ein Problem bei diesem bekannten Stand der Technik ist es, einerseits eine sichere und zuverlässige Verriegelung des Aktuators im gespannten, d.h. einsatzbereiten Zustand, sicherzustellen, aber gleichzeitig sicherzustellen, dass diese Verriegelung im Bedarfsfall schnell und zuverlässig aufgehoben werden kann. Bei DE 100 33 126 A1 besteht die Verriegelung in einem mit Sollbruchstellen versehenen Element, das von einer pyrotechnischen Zündladung zu Beginn der Auslösung gezielt zerstört werden muss. Eine derartige Konstruktion ist nachteilig, das für das „Freibrechen" des Aktuators ein gewisser Anteil der Energie des pyrotechnischen Elements aufgewendet werden muss. Außerdem führt dieses „Freibrechen" zu einer gewissen Verzögerung bei der Auslösung des Aktuators. Da derartige Fußgängerschutzsysteme, um wirksam zu sein, innerhalb kürzester Zeiten ausgefahren sein müssen, ist eine solche Zeitverzögerung höchst unerwünscht. Des weiteren ist diese Einrichtung nicht reversibel, d.h. nach einem Auslösen des Aktuators kann dieser nicht mehr wenigstens so weit zurückgestellt werden, dass die Feder in dem gespannten Zustand verriegelt ist und die Fahrt mit einer geschlossenen Motorhaube fortgesetzt werden kann.
  • Demgegenüber lehrt DE 197 21 565 A1 , den Aktuator integral mit dem Fronthaubenschloss vorzusehen und zur Entriegelung einen pyrotechnischen Aktuator in dem Bowdenzug zur Entriegelung des Fronthaubenschlosses zu integrieren. Um sicherzustellen, dass die Entriegelung erfolgt ist, bevor es zur Zündung des pyrotechnischen Elements in dem Aktuator kommt, muss das pyrotechnische Element des Aktuators eine gewisse Zeit nach dem pyrotechnischen Element für die Entriegelung zünden Diese Zeitverzögerung führt auch zu einer längeren Öffnungszeit mit den vorangehend genannten Nachteilen. Außerdem ist das Ausfallrisiko des Aktuators durch die Verwendung zweier pyrotechnischer Elemente erhöht.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fußgängerschutz-Aktuator der vorangehend genannten Art bereitzustellen, bei dem einerseits eine zuverlässige Verriegelung im betriebsbereiten Zustand sichergestellt ist, und der andererseits so ausgelegt ist, dass eine zuverlässige Entriegelung nach dem Zünden der Druckbeaufschlagungseinrichtung innerhalb kürzester Zeit ohne großen Energieaufwand erfolgt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Verriegelungseinrichtung ein mit einer Anlagefläche zusammenwirkendes Verriegelungselement aufweist, und dass die Anlagefläche derart an der Verlagerungseinrichtung vorgesehen ist, dass betriebsmäßig nach einer Druckbeaufschlagung der Verlagerungseinrichtung die Anlagefläche von der Verlagerungseinrichtung derart verlagert wird, dass die gespannte Feder freigegeben wird.
  • Diese erfindungsgemäße Lösung führt zu einer zwangsweisen Entriegelung und Freigabe der gespannten Feder innerhalb kurzer Zeit mit relativ geringem Kraftaufwand, da lediglich Kraft und Gleitreibung des Verriegelungselements und der Anlagefläche überwunden werden müssen. Insbesondere bei Aktuatoren, die im Bereich der Vorderkante oder Haube angeordnet werden sollen, ist das schnelle Auslösen und Anheben der Haube von wesentlicher Bedeutung. Hier sollte das Anheben der Haube innerhalb von weniger als 40 ms, vorzugsweise weniger als 30 ms, bevorzugt weniger als 25 ms ab dem Erkennen eines Zusammenstoßens erfolgt sein.
  • Es ist günstig, wenn die Entriegelung der Feder zu Beginn der Bewegung der Verlagerungseinrichtung erfolgt.
  • Es ist außerdem günstig, wenn der Aktuator derart ausgelegt ist, dass er mit den Fronthaubenverriegelungen verbunden werden kann, um im Verlauf der Entriegelung der gespannten Feder auch eine Entriegelung der Fronthaube zu bewerkstelligen, so dass in der weiteren Öffnungsbewegung des Aktuators problemlos die Fronthaube angehoben werden kann. Der Gedanke des Anschlusses des Aktuators an die Verriegelungseinrichtungen der Fronthaube und das Entriegeln der Fronthaube im Verlauf einer Auftaktbewegung" des Aktuators wird als selbständig erfinderisch bei Fußgängerschutz-Aktuatoren der genannten Art angesehen, insbesondere ohne die Merkmale der Anlagefläche und das damit zusammenwirkende Verriegelungselement.
  • Vorzugsweise ist die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein pyrotechnisches Element. Alternativ kann ein unter Druck stehendes Gas zur Druckbeaufschlagung beispielsweise aus einer Gaspatrone verwendet werden.
  • Vorzugsweise weist die Verlagerungseinrichtung ein erstes Hubelement und ein relativ dazu verlagerbares zweites Hubelement auf, und weiterhin vorzugsweise ist die Anlagefläche an dem ersten Hubelement vorgesehen, wobei bei einer Druckbeaufschlagung zuerst das erste Hubelement verlagert wird, bis die Anlagefläche das Verriegelungselement und die gespannte Feder freigibt, und sich im weiteren Verlauf das zweite Hubelement und die Feder im Wesentlichen gemeinsam bewegen. Die Anlagefläche kann integral mit dem ersten Hubelement ausgebildet sein oder an diesem angeschlossen sein. Das erste Hubelement und das zweite Hubelement können an einer gemeinsamen Basisstruktur beweglich angeordnet sein. Die Basisstruktur kann beispielsweise eine Grundplatte sein, die auch zu Befestigungszwecken an dem Fahrzeug verwendet wird. Das zweite Hubelement kann eine der Anlageflächen zum Gespannthalten der gespannten Feder aufweisen. Ferner kann das Verriege lungselement auf das zweite Hubelement einwirken und somit dieses und die Feder im gespannten Zustand halten. Günstigerweise ist das Verriegelungselement an der Basisstruktur vorgesehen. Entsprechend ergibt sich nach der Druckbeaufschlagung eine Relativverlagerung des ersten Hubelements relativ zu der Basisstruktur und dem zweiten Hubelement, wobei die Anlagefläche aus der Zusammenwirkung mit dem Verriegelungselement kommt, und das an dem zweiten Hubelement angreifende Verriegelungselement das zweite Hubelement freigibt und eine Relativbewegung des zweiten Hubelements relativ zu der Basisstruktur erfolgt. Es ist günstig, einen Anschlag für das erste Hubelement vorzusehen, um dessen Bewegung zu stoppen, nachdem die Freigabe des zweiten Hubelements und der Feder abgeschlossen ist. Entsprechend führt das erste Hubelement nach der Druckbeaufschlagung des Aktuators zuerst eine "Auftaktbewegung" aus, die lediglich der Entriegelung des zweiten Hubelements dient und ggf. zusätzlich über beispielsweise einen Bowdenzug oder über einen Mechanismus zur Entriegelung der Fronthaube herangezogen wird, bevor das zweite Hubelement beginnt, sich zu bewegen. Der Bewegungsweg des ersten Hubelements kann relativ kurz gehalten sein. Entsprechend kann auch die für diese Bewegung benötigte Menge an Energie der Druckbeaufschlagungseinrichtung relativ gering sein, so dass der weitaus überwiegende Teil der zur Verfügung stehenden Energie der Druckbeaufschlagungseinrichtung der Verlagerung des zweiten Hubelements und der Motorhaube zur Verfügung steht. Vorzugsweise ist ein Endanschlag für die Feder vorgesehen. Dieser Endanschlag kann entweder direkt auf die Feder wirken oder kann über das zweite Hubelement auf die Feder wirken.
  • Vorzugsweise ist die Feder eine Schraubendruckfeder. Die Feder kann günstigerweise so ausgelegt sein, dass sie bzw. ihre Federkennlinie in erster Linie auf die Erfordernisse des Fußgängerschutzes abgestimmt ist. Die Druckbeaufschlagungseinrichtung, insbesondere ein pyrotechnisches Element, kann kräftig genug sein, die Fronthaube in die angehobene Schutzposition zu bringen.
  • Typischerweise ist das gefährdetste Körperteil eines Fußgängers oder Radfahrers bei der Kollision mit einem Kraftfahrzeug, und insbesondere einem Personenkraftwagen, der Kopf des Fußgängers. Entsprechend wird für die Abschätzung der Unfallfolgen ein sog. HIC-Wert (Head Injury Criterium) herangezogen. Empirische Untersuchungen haben gezeigt, dass ein HIC-Wert von größer 1000 bleibende Schäden zur Folge hat. Entsprechend ist es wünschenswert, den HIC-Wert unter 1000 und insbesondere deutlich unter 1000 zu senken. Beim Aufprall des Kopfes auf die angehobene Motorhaube treten verschiedene Verzögerungsmechanismen auf. Zum einen die Verformung der Haut der Fronthaube, die bei Fahrzeugen, deren Antrieb vorne sitzt, erst durch das Anheben der Haube möglich ist, da bei geschlossener Haube praktisch kein Verformungsweg in Folge der unmittelbar darunter liegenden Motorteile gegeben ist. Ein weiterer Mechanismus ist die Ausweichbewegung der angehobenen Motorhaube. Hier muss zum einen die Haube selbst beschleunigt werden. Dieser Beschleunigung wirkt die Masse der Haube entgegen. Die dafür erforderliche Kraft und damit der HIC-Wert kann beispielsweise durch eine deutliche Massereduzierung abgesenkt werden. Als Weiteres ist es erforderlich, die Haube gegen die Kraft der Feder zu beschleunigen. Hier spielt die Federkennlinie eine große Rolle. So hat es sich gezeigt, dass bei vier Aktuatoren an einer Fronthaube mit einer Masse von 15 bis 20 kg die Federkraft einer Feder bei geöffneter Haube unter 200 N, vorzugsweise unter 175 N und besonders bevorzugt 150 N oder darunter betragen sollte. Bei dem Haubengewicht von 20 kg ergibt sich damit eine Restfederkraft von unter 150 N, vorzugsweise unter 125 N und besonders bevorzugt von 100 N, um einen geeigneten HIC-Wert im Bereich von etwa 1000 zu erreichen. Eine Restfederkraft bei vier Aktuatoren von deutlich unter 100 N kann zu einer Erhöhung des HIC-Werts führen.
  • Aus diesen Überlegungen erkennt man problemlos, welchen großen Einfluss die Steifigkeit oder die Härte der Feder auf die Unfallfolgen hat. Bei ansonsten fest vorgegebenen Werten, beispielsweise Gewicht der Haube, Dicke des Haubenmaterials, etc. kann der HIC-Wert über die Auswahl der Feder eingestellt werden. Dabei kann das Kriterium des Fußgängerschutzes bei der Federauswahl so weit gehen, dass der Beitrag der Feder für das Öffnen der Haube bzw. für den Antrieb des Aktuators relativ gering ist oder gar zu vernachlässigen ist und die gesamte Öffnungskraft über die Druckbeaufschlagungseinrichtung zur Verfügung gestellt wird.
  • Vorzugsweise ist das zweite Hubelement der Verlagerungseinrichtung becherförmig, und vorzugsweise ist die gespannte Feder in dem zweiten Hubelement angeordnet. Diese Ausbildung ermöglicht eine sehr kompakte, gekapselte Ausführung des Aktuators. Außerdem kann das Innere des Bechers den Raum für die Druckbeaufschlagung definieren.
  • Vorzugsweise weist die Verlagerungseinrichtung ein Führungselement auf, an dem das zweite Hubelement geführt ist. Dieses Führungselement kann vorzugsweise rohrförmig sein, wobei das zweite Hubelement entweder an der Außenseite des Führungselements oder an der Innenseite des Führungselements geführt sein kann. Bei einem becherförmigen zweiten Hubelement und einer rohrförmigen Führung sind diese teleskopisch verfahrbar miteinander angeordnet und definieren in ihrem Inneren den druckbeaufschlagten Raum. Führung und zweites Hubelement können so ausgebildet sein, dass ein Endanschlag für die Hubbewegung des Aktuators gebildet ist.
  • Vorzugsweise ist das erste Hubelement der Verlagerungseinrichtung im einsatzbereiten Zustand von der gespannten Feder gehalten. Ebenso bevorzugt ist, wenn eine separate Haltefeder zum Halten des ersten Hubelements im einsatzbereiten Zustand vorgesehen ist. Das Vorsehen einer Feder zum Halten des ersten Hubelements im einsatzbereiten Zustand ermöglicht einerseits, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung das erste Hubelement gegen die Kraft der Feder relativ problemlos verlagern kann. Außerdem ist sichergestellt, dass das erste Hubelement und damit die Anlagefläche im einsatzbereiten Zustand sicher gehalten sind. So sollte die Feder so ausgelegt sein, dass sie das erste Bauteil bei dem typischen bei Fahrzeugbetrieb auftretenden Belastungen sicher in Position hält. So ist es insbesondere günstig, diese Feder so auszulegen, dass sie bei Beschleunigung des Fünffachen, Zehnfachen, Zwanzigfachen und besonders bevorzugt Dreißigfachen der Erdbeschleunigung einen sicheren Halt des ersten Hubelements gewährleistet.
  • Vorzugsweise ist das erste Hubelement der Verlagerungseinrichtung topfförmig ausgebildet und auf einem Führungselement, vorzugsweise einem Führungszapfen verschieblich geführt, wobei ein Raum zwischen Führungszapfen und topfförmigem ersten Hubelement ausgebildet ist und die Druckbeaufschlagungseinrichtung an diesen Raum angeschlossen ist. Weiterhin sind vorzugsweise in den seitlichen Topfwänden Überströmöffnungen vorgesehen, durch welche sich der Druck in einen Hubraum ausbreiten kann, der von dem zweiten Hubelement und dem Führungselement definiert ist. Dabei sind die Überströmöffnungen so ausgebildet, dass diese ein wesentliches Überströmen dann zulassen, wenn die mit dem ersten Hubelement verbundene Anlagefläche seine Bewegung im Wesentlichen abgeschlossen hat und das Verriegelungselement freigegeben hat. Diese Konstruktion – stellt sicher, dass nach der Druckbeaufschlagung in jedem Fall zuerst die Entriegelung erfolgt, bevor der Hubraum druckbeaufschlagt wird, um die eigentliche Bewegung des Aktuators auszuführen.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug aufweisend einen einer Fronthaube zugeordneten Fußgängerschutz-Aktuator gemäß einem der vorangehenden Ansprüche. Vorzugsweise ist der Fußgängerschutz-Aktuator mit einem Schloss für die Fronthaube derart verbunden, dass betriebsmäßig nach einer Druckbeaufschlagung der Verlagerungseinrichtung des Aktuators das Schloss der Fronthaube geöffnet und die Fronthaube freigegeben wird.
  • Die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es gilt:
  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Fußgängerschutz-Aktuators gemäß der vorliegenden Erfindung in betriebsbereitem Zustand;
  • 2 einen Fußgängerschutz-Aktuator gemäß 1 kurz nach der Entriegelung;
  • 3 den Fußgängerschutz-Aktuator gemäß 1 in ausgefahrenem Zustand; und
  • 4 eine alternative Ausführungsform eines Fußgängerschutz-Aktuators gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt einen Fußgängerschutz-Aktuator in der betriebsbereiten Position. Man erkennt eine Feder 4 im gespannten Zustand, die von einer Verriegelungseinrichtung 6 in der gespannten Position gehalten ist. Man erkennt ferner eine Druckbeaufschlagungseinrichtung 8 in der Form eines pyrotechnischen Elements sowie eine druckbeaufschlagbare Verlagerungseinrichtung 10. Die Verriegelungseinrichtung 6 weist eine Anlagefläche 12 auf, die ein Verriegelungselement 14 in Position hält.
  • Insbesondere ist das Verriegelungselement 14 als ein Verriegelungsstift 16 ausgebildet, der in einer Führung 18 geführt ist. Die Führung 18 ist fest mit einem in der Formeiner Grundplatte 20 ausgebildeten Basiselement verbunden. Die Verlagerungseinrichtung 10 weist ein erstes Hubelement 22 in der Form eines Topfes 24 auf, zudem ein zweites Hubelement 26 in der Form eines becherförmigen Hubtopfes 28. Der becherförmige Hubtopf 28 ist in einer rohrförmigen Führung 30, die an der Grundplatte 20 angeschlossen ist, geführt. Eine Dichtung 32 dichtet den Aktuator 2 zwischen Hubtopf 28 und Führung 30 im einsatzbereiten Zustand ab. Der Topf 24 ist auf einem Führungszapfen 32 verschieblich gelagert. Der Führungszapfen 32 weist an seinem unteren Ende einen Flansch 34 (siehe 3) auf, gegen den die gespannte Feder 4 einen aufgebogenen Rand 36 des Topfes 24 hält. Damit stellt die gespannte Feder 4 sicher, dass der Topf 24 bzw. das erste Hubelement der Verlagerungseinrichtung 10 im betriebsbereiten Zustand so festgelegt ist, dass es durch betriebsübliche Erschütterungen nicht verlagert werden kann.
  • Man erkennt, dass die Anlagefläche 12 an einem sich verjüngenden Stift 38 vorgesehen ist, der an dem ersten Hubelement 22 angeschlossen ist. Ferner erkennt man einen auf der Oberseite des ersten Hubelements 22 befestigten Gummiklotz 40, der die Bewegung des ersten Hubelements nach oben dämpft.
  • Man erkennt ferner, dass der Führungszapfen 32 im Wesentlichen massiv ausgebildet ist. Zwischen dem Führungszapfen 32 und dem Topfboden bzw. den Seitenwänden des Topfes 24 ist ein erster Hubraum 44 definiert, in den die Druckbeaufschlagung durch einen Einströmkanal 42 erfolgen kann.
  • In der 2 ist der Aktuator 2 gemäß 1 kurz nach der Auslösung gezeigt. Man erkennt insbesondere, dass das erste Hubelement bzw. der Topf 24 durch die Druckbeaufschlagung des Raums 44 nach oben bewegt wurde, wodurch die Feder 4 zusätzlich komprimiert wurde. Mit dieser Bewegung des Topfes 24 nach oben wurde auch der Stift 38 nach oben bewegt, so dass die Zusammenwirkung von Anlagefläche 12 und Verriegelungselement 14 aufgehoben wurde und der Hubtopf 28 und damit die Feder 4 freigegeben sind. Es sei darauf hingewiesen, dass in der Darstellung der 2 und noch besser in der Darstellung der 3 die umfangsmäßig um den Hubtopf 28 verlaufende Ausnehmung 46 sichtbar ist, in die das Verriegelungselement 14 im betriebsbereiten Zustand eingreift. Es sei darauf hingewiesen, dass umfangsmäßig mehrere Verriegelungselemente 14 vorgesehen sein können.
  • Durch das Aufheben der Verriegelung des Hubtopfes 28 und der Feder 4 ist in der Darstellung der 2 die teleskopische Bewegung des Hubtopfes 28 in der Führung 30 freigegeben. In der Darstellung der 2 erkennt man ferner Überströmkanäle 48 in dem Topf 24, durch die der Gasdruck aus dem Raum 44 an den Federwindungen vorbei nach oben in den großen Hubraum 50 im Hubtopf 28 strömen kann. Der sich dadurch schlagartig erhöhende Druck in dem großen Hubraum 50 im Hubtopf 28 bewirkt eine explosive teleskopische Verlagerung des Hubtopfes 28 in der Führung 30 nach oben.
  • In der 3 erkennt man, wie dieser teleskopischen Bewegung des Hubtopfes 28 nach oben durch einen Anschlag 52 eine Grenze gesetzt ist. Allerdings ist der Hubtopf 28 in dieser ausgefahrenen Position nicht verriegelt. Eine Bewegung gegen die Kraft der Feder 4 nach unten, die beispielsweise durch den Aufprall eines Fußgängers auf die Motorhaube ausgelöst wird, ist möglich.
  • Man erkennt, dass es relativ leicht möglich ist, nach dem Auslösen des Aktuators 2 diesen durch ein Zusammendrücken der Feder 4 und ein kurzfristiges Eindrücken des Stifts 28 wieder in den betriebsbereiten Zustand zu verbringen. Nach dem Austauschen der Druckbeaufschlagungseinrichtung 8 ist der Aktuator 2 dann wieder einsatzbereit.
  • Man erkennt, dass sich insbesondere bei Verwendung einer pyrotechnischen Druckbeaufschlagungseinrichtung 8 in dem Raum 44 sehr schnell ein sehr hoher Druck aufbaut, so dass das erste Hubelement 22 und damit der Stift 28 mit relativ großer Kraft nach oben bewegt werden. Diese Kraft ist bei Weitem mehr, als für das Entriegeln der Verriegelungseinrichtung 6 erforderlich ist. So ist es möglich, an den Stift 28, beispielsweise an dessen unteres Ende, einen Bowdenzug oder einen Mechanismus anzuschließen, der mit dem Schloss für die Fronthaube des Kraftfahrzeugs verbunden ist, so dass im Verlauf der Auftaktbewegung", d.h. der Feder-Entriegelungsbewegung, gleichzeitig das Fronthaubenschloss entriegelt wird.
  • Wie in den Figuren gezeigt, kann der schnelle Druckaufbau in dem Aktuator noch dadurch verstärkt werden, dass die Hubräume 47, 50 durch geeignete Volumen-reduzierende Bauteile, wie beispielsweise den Klotz 40 sowie den Führungszapfen 32 deutlich verringert werden können. Der Druckaufbau in derart kleinen Räumen 44, 50 erfolgt besonders schnell.
  • In der 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Fußgängerschutz-Aktuators 2 gezeigt. Insbesondere erkennt man eine gespannte Feder 4, die von einer Verriegelungseinrichtung 6 in Position gehalten ist, und eine von einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 8 beaufschlagbare Verlagerungseinrichtung 10. Man erkennt ferner zwei Anlageflächen 12 sowie zwei Verriegelungselemente 14. Die Druckbeaufschlagungseinrichtung 8 ist wieder vorzugsweise als pyrotechnisches Element ausgebildet. Die druckbeaufschlagte Verlagerungseinrichtung 10 weist ein erstes Hubelement 22 und ein relativ dazu verlagerbares zweites Hubelement 26 auf. Ferner erkennt man eine Basisstruktur 60 mit Befestigungsöffnungen 62 zum Befestigen des Aktuators 2. An der Basisstruktur 60 ist ein im Wesentlichen zylinderförmiges Führungselement 30 angeschlossen, in dem der außen an dem Führungselement 30 geführte Hubtopf 28 bzw. das zweite Hubelement 26 geführt ist. Eine vorgespannt dargestellte Dichtung 64 ist ringförmig ähnlich wie die Dichtung 32 der ersten Ausführungsform vorgesehen, um ein Eindringen von Schmutz, Wasser und Staub in das Innere des Aktuators 2 im betriebsbereiten Zustand zu verhindern.
  • An der Führung 30 ist ein in Draufsicht leiterartiges Element 64 befestigt. Dieses leiterartige Element 64 besteht aus zwei in der Darstellung der 4 hintereinander angeordneten Streben 66 und den beiden Verriegelungselementen 14, die wie Leitersprossen zwischen den beiden Streben 66 vorgesehen sind. Zwischen den Sprossen bzw. den Verriegelungselementen 14 und den seitlich davon vorgesehenen Anlageflächen 12 sind die beiden Enden eines U-förmigen Federelements 68 festgelegt, wobei die Verdickungen 70 an den Enden der Schenkel des U-förmigen Federelements eine Bewegung des Federelements 68 verhindern. Das U-förmige Federelement ist beispielsweise mit Nieten 72 an dem Hubtopf 28 bzw. dem zweiten Hubelement 26 angeschlossen.
  • Das erste Hubelement 22 ist bei 74 an der Basisstruktur bzw. bei 76 an dem Führungselement 30 verschieblich gelagert, wobei mit 78 ein Dichtungsring zwischen dem ersten Element 22 und der Führung 30 bezeichnet ist. Eine Haltefeder 80 stützt sich zum einen an dem Basiselement 60 und zum anderen an einem Bund 82 des ersten Hubelements ab und drückt das erste Hubelement in Richtung nach oben in der 4. Die Aufgabe der Haltefeder 80 bei der Ausführungsform gemäß 4 ist es, zu verhindern, dass sich bei dem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs und den dabei auftretenden Erschütterungen das erste Hubelement 22 nach unten bewegt und somit unbeabsichtigt die Verriegelung der Feder 4 aufhebt. In ähnlicher Weise ist bei der Ausführungsform der 1 bis 3 die Feder 4 so angeordnet, dass sie eine entsprechende Bewegung des ersten Hubelements 22 verhindert.
  • Ein Hubraum 84 ist von den Seitenwänden der Führung 30, dem Hubtopf 28 und dem ersten Hubelement 22 gebildet, wobei zwischen dem Hubtopf 28 und der Führung 30 die Dichtung 64 und zwischen der Führung 30 und dem ersten Hubelement 22 die Dichtung 78 diesen Hohlraum abdichtet.
  • Bei einer Druckbeaufschlagung dieses Hubraums 84 durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung 8 in Richtung des Pfeils Z erfolgt zunächst eine Bewegung des zweiten Hubelements 22 nach unten entgegen der Richtung des Pfeils Z, bis die Anlageflächen 12 nach unten unterhalb der Verriegelungselemente 14 bzw. Sprossen bewegt sind. Dadurch werden die verdickten Enden 70 des Uförmigen Halteelements 68 freigegeben, und die Feder 4 und der sich aufbauende Druck in dem Hubraum 84 bewegen das zweite Hubelement bzw. den Hubtopf 28 nach oben. Bei dieser Bewegung wird wieder die Fronthaube des Fahrzeugs angehoben. Die Bewegung endet, wenn der umgebogene Rand 86 am unteren Ende des Hubtopfes 28 mit dem umgebogenen Rand 88 am oberen Ende der Führung 30 in Anlage kommt.
  • Die Bewegung des ersten Hubelements 22 kann über eine geeignete Mechanik wieder zur Öffnung der Schlösser der Fronthaube des Fahrzeugs eingesetzt werden. Die Bewegung des ersten Hubelements 22 nach unten endet, wenn der Bund 90 an dem ersten Hubelement mit dem umgebogenen Rand 92 des Basiselements 60 in Anlage kommt.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform ist es möglich, den Aktuator im ausgefahrenen Zustand gegen die Federkraft einzudrücken, so dass der Aufprall eines Fußgängers abgemildert werden kann. Ferner ist es auch möglich, den Aktuator 2 wieder durch Vorspannen der Feder 4 und Ineingriffbringen der Verriegelung sowie durch den Austausch der Druckbeaufschlagungseinrichtung 8 in den betriebsbereiten Zustand zurückzusetzen.
  • Die gezeigten Ausführungsformen des Fußgängerschutz-Aktuators besitzen eine im Wesentlichen rotationssymmetrische bzw. zylinderförmige Gestalt. Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, an Stelle davon eine andere z.B. mehreckige oder rechteckige bzw. quadratische Konfiguration vorzusehen.
  • Es ist auch möglich, bei der Ausführungsform gemäß 4 Volumen reduzierende Bauteile in dem Hubraum 84 vorzusehen, um einen schnelleren Druckanstieg zu realisieren.
  • Typischerweise sind vier Aktuatoren 2 für die Fronthaube vorgesehen, wobei die einzelnen Aktuatoren 2 jeweils im Wesentlichen an einer der Eckbereiche der Fronthaube angeordnet sind. Im einsatzbereiten Zustand beträgt der Abstand von dem Aktuator 2 zu der geschlossenen Haube etwa 10 mm. Damit ist sichergestellt, dass bei einem kraftvollen Schließen der Haube diese nicht gegen den Aktuator stößt. Der Aktuator ist typischerweise so ausgelegt, dass er einen Hub von ca. 30 bis 100 mm, vorzugsweise einen Hub von etwa 50 mm ausführt, so dass die Haube vorzugsweise etwa 30 bis 70 mm, besonders bevorzugt etwa 40 mm, angehoben wird.

Claims (13)

  1. Fußgängerschutz-Aktuator (2) zum Verlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs in eine relativ zu der Normalposition angehobene Schutzposition, aufweisend eine gespannte Feder (4), die von einer Verriegelungseinrichtung (6) in der gespannten Position gehalten ist, und eine von einer Druckbeaufschlagungseinrichtung (8) druckbeaufschlagbare Verlagerungseinrichtung (10), die zur Unterstützung der Feder (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (6) ein mit einer Anlagefläche (12) zusammenwirkendes Verriegelungselement (14) aufweist, und dass die Anlagefläche (12) derart an der Verlagerungseinrichtung (10) vorgesehen ist, dass betriebsmäßig nach einer Druckbeaufschlagung der Verlagerungseinrichtung (10) die Anlagefläche (12) von der Verlagerungseinrichtung (10) derart verlagert wird, dass die gespannte Feder (4) freigegeben wird.
  2. Aktuator (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung (8) ein pyrotechnisches Element ist.
  3. Aktuator (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungseinrichtung (10) ein erstes Hubelement (22) und ein relativ dazu verlagerbares zweites Hubelement (26) aufweist, und die Anlagefläche (12) an dem ersten Hubelement (22) vorgesehen ist, wobei bei einer Druckbeaufschlagung zuerst das erste Hubelement (24) verlagert wird, bis die Anlagefläche (12) das Verriegelungselement (14) und die gespannte Feder (4) freigibt, und sich im weiteren Verlauf das zweite Hubelement (26) und die Feder (4) im Wesentlichen gemeinsam bewegen.
  4. Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endanschlag für die Feder (4) vorgesehen ist.
  5. Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (4) eine Schraubendruckfeder ist.
  6. Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Hubelement (26) der Verlagerungseinrichtung (10) becherförmig ist und die gespannte Feder (4) in dem zweiten Hubelement (26) angeordnet ist.
  7. Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungseinrichtung (10) ein Führungselement (30) aufweist, an dem das zweite Hubelement (28) geführt ist.
  8. Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hubelement (24) der Verlagerungseinrichtung (10) im einsatzbereiten Zustand von der gespannten Feder (4) gehalten ist.
  9. Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltefeder () zum Halten des ersten Hubelements (22) der Verlagerungseinrichtung (10) im einsatzbereiten Zustand vorgesehen ist.
  10. Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass erste Hubelement (22) der Verlagerungseinrichtung (10) topfförmig ist und und auf einem Führungselement (32) geführt ist, wobei ein Raum (44) zwischen Führungselement (32) und topfförmigem ersten Hubelement (22) gebildet wird und die Druckbeaufschlagungseinrichtung (8) an diesen Raum (44) angeschlossen ist.
  11. Aktuator (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den seitlichen Topfwänden Überströmöffnungen (48) vorgesehen sind, durch welche sich der Druck in einen Hubraum (50) ausbreiten kann, der von dem becherförmigen zweiten Hubelement (28) und dem Führungselement (30) definiert ist.
  12. Kraftfahrzeug aufweisend einen einer Fronthaube zugeordneten Fußgängeschutz-Aktuator (2) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
  13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungseinrichtung (10) mit einem Schloss für die Fronthaube derart verbunden ist, dass betriebsmäßig nach einer Druckbeaufschlagung der Verlagerungseinrichtung (10) das Schloss der Fronthaube geöffnet und die Fronthaube freigegeben wird.
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