DE10301401A1 - Hubvorrichtung, deren Verwendung sowie Kraftfahrzeug mit einer Fußgängerschutz-Vorrichtung - Google Patents
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Abstract
Eine Hubvorrichtung (5) weist eine Druckgas-Quelle (26, 27, 28), ein gasdruckbetätigtes Hubelement (4) sowie eine Auslöseeinrichtung (20) auf. Letztere ist in einer Gas-Verbindungsleitung (18) zwischen der Druckgas-Quelle (26, 27, 28) und dem Hubelement (4) angeordnet. Abhängig von einem Betätigungssignal beaufschlagt die Auslöseeinrichtung (20) das Hubelement (4) mit Gasdruck. Eine derartige Hubvorrichtung (5), die insbesondere zum Anheben der Motorhaube eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, kann mehrmals und bei Bedarf schnell betätigt werden.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung, deren Verwendung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Fußgängerschutz-Vorrichtung.
- Bei bekannten Kraftfahrzeugen erfolgt das Anheben der Motorhaube in aller Regel manuell. Im Zusammenhang mit der Entwicklung aktiver Systeme für den Fußgängerschutz von Kraftfahrzeugen ist eine Hubvorrichtung zum Anheben der Motorhaube eines Kraftfahrzeuges vorgestellt worden, bei der die Motorhaube mittels pyrotechnischer Zylinder unter der Motorhaube, die beim Aufprall eines Fußgängers gezündet werden, angehoben wird. Hierdurch entsteht eine Knautschzone unter der Motorhaube, die zum Abfangen des Fußgängers benutzt werden kann. Das Risiko tödlicher Fußgängerverletzungen wird hierdurch vermindert. Die bekannte Hubvorrichtung ist allerdings nur zum einmaligen Einsatz bestimmt.
- Aufprall-Dämpfungs-Einheiten für den Fußgängerschutz sind z.B. bekannt aus der
DE 100 02 148 A1 , derDE 199 42 167 A1 , derEP 0 473 955 B1 und derDE 93 10 036 U1 . - Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hubvorrichtung, die insbesondere zum Anheben der Motorhaube eines Kraftfahrzeuges geeignet sein soll, derart weiterzubilden, dass sie mehrfach betätigt werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Hubvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
- Gegenüber der bekannten Hubvorrichtung mit den pyrotechnisch betätigten Zylindern als Hubelement kann die erfindungsgemäße Hubvorrichtung abhängig von der Auslegung der Druckgas-Quelle und der Auslöseeinrichtung mehrfach betätigt werden. Die Hubvorrichtung kann daher nicht nur zum einmaligen Fahrzeugschutz eingesetzt werden, sondern es ist z.B. möglich, ein Fahrzeugschutzsystem zum mehrfachen Einsatz auszulegen. Darüber hinaus kann bei der Anwendung der Hubvorrichtung zum Anheben der Motorhaube eines Kraftfahrzeuges diese so ausgelegt werden, dass sie bei manueller Betätigung, z.B. über einen Betätigungsschalter im Fahrzeugcockpit, die Motorhaube zu Inspektionszwecken anhebt.
- Eine Druckgas-Quelle mit zwei Druckbehältern und einem zwischengeschalteten Druckminderer ermöglicht eine Vielzahl von Betätigungen der Hubvorrichtung.
- Ein elektromagnetisch betätigtes Ventil als Teil der Auslöseeinrichtung lässt sich einfach ansteuern.
- Über ein ansteuerbares Ablassventil, mit dem der Gasdruck im Hubelement reduziert werden kann, kann in einfacher Weise eine Hubverringerung realisiert werden.
- Mit einem Sensor zur Erzeugung des Betätigungssignals lassen sich Betriebssituationen erfassen und somit diejenigen Betriebssituationen auswählen, bei denen, gesteuert durch das Betätigungssignal, ein Anheben der Hubvorrichtung erfolgen soll.
- Ein Hubelement mit einer Mehrzahl von mittels Gasdruck teleskopisch gegeneinander verlagerbaren Gehäuseabschnitten benötigt nur einen geringen Bauraum.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verwendung der erfindungsgemäßen Hubvorrichtung anzugeben.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Verwendung der Hubvorrichtung gemäß Anspruch 7.
- Die Vorteile einer derartigen Verwendung ergeben sich aus den Vorteilen, die oben hinsichtlich dieser Verwendung im Zusammenhang mit der Hubvorrichtung angesprochen wurden. Insbesondere lässt sich ein schnelles Anheben der Motorhaube auch bei der erfindungsgemäß gasdruckbetätigten Hubvorrichtung realisieren.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer Fußgängerschutz-Vorrichtung derart weiterzubilden, dass die Fußgängerschutz-Vorrichtung gleichzeitig zum Anheben einer Motorhaube des Kraftfahrzeugs im Rahmen eines normalen Inspektionsvorgangs eingesetzt werden kann.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Fußgängerschutz-Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs B.
- Die Vorteile eines derartigen Kraftfahrzeugs mit einer Fußgängerschutz-Vorrichtung ergeben sich aus den Vorteilen, die oben im Zusammenhang mit der Hubvorrichtung sowie mit der Verwendung von dieser angesprochen wurden. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann so ausgelegt wer den, dass es einen erhöhten Komfort hinsichtlich des Anhebens der Motorhaube aufweist.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 eine Seitenansicht des Frontbereichs eines Kraftfahrzeugs -
2 eine zur1 ähnliche Ansicht, bei der eine Motorhaube des Kraftfahrzeugs angehoben ist; -
3 eine Hubvorrichtung zum Anheben der Motorhaube des Kraftfahrzeugs; -
4 eine alternative Hubvorrichtung zum Anheben der Motorhaube des Kraftfahrzeugs; und -
5 und6 Momentaufnahmen eines alternativen Hubelements, welches bei den Ausgestaltungen der Hubvorrichtungen nach den3 und4 einsetzbar ist. - Die
1 und2 zeigen verschiedene Positionen einer Motorhaube1 eines Kraftfahrzeugs2 , z.B. eines PKW. In der Ansicht der1 liegt die Motorhaube1 in geschlossener Position vor.2 zeigt die Motorhaube1 in teilgeöffneter Position. In dieser Position ist eine z.B. an die Unterseite der Motorhaube1 angeschweißte Halterung3 sichtbar. Diese verbindet einen der Frontscheibe des Kraftfahrzeugs2 benachbarten Abschnitt der Motorhaube1 mit einem gasdruckbetätigten Hubelement4 einer Hubvorrichtung5 . Diese dient dazu, den frontscheibenseitigen Endabschnitt der Motorhau be1 , die um einen kühlerseitigen Endabschnitt um ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Gelenk drehbar ist, anzuheben. - Das Hubelement
4 ist mit der Halterung3 über einen drehbaren Anlenk-Einsatz6 verbunden, der in einem Anlenk-Kopf7 des Hubelements4 aufgenommen ist. Letzterer ist mit einer Kolbenstange8 verbunden, die in einem hohlzylindrischen einseitig verschlossenen Kolbengehäuse9 läuft. An dem Endabschnitt des Kolbengehäuses9 , welcher dem Anlenk-Kopf7 benachbart ist, ist im Kolbengehäuse9 ein Gleitlager10 für die Kolbenstange8 aufgenommen. Eine Umfangsnut11 im Kolbengehäuse9 dient dazu, das Gleitlager10 gegen ein axiales Verrutschen im Kolbengehäuse9 zu sichern. Zusätzlich sichert die Umfangsnut11 die letzte Windung einer die Kolbenstange8 benachbart zum Gleitlager10 umgebenden Endlagenfeder12 gegen ein axiales Verrutschen im Kolbengehäuse9 . Am vom Anlenk-Kopf7 abgewandten Ende weist die Kolbenstange8 einen Hubkolben13 auf. Der Hubkolben13 ist über einen als O-Ring ausgeführten Kolbenring14 dicht gegen die Innenwand des Kolbengehäuses9 abgedichtet. Zwischen dem Hubkolben13 und einer Bodenwand15 des Kolbengehäuses9 ist eine zweite, als Schraubenfeder ausgeführte Endlagenfeder16 für den Hubkolben13 angeordnet. Die Bodenwand15 ist an einem nicht dargestellten Fahrzeugrahmen des Kraftfahrzeugs2 festgelegt. - In der zylindrischen Seitenwand des Kolbengehäuses
9 ist nahe der Bodenwand15 eine Speiseöffnung17 ausgeführt, über die eine Gas-Speiseleitung18 in einen bodenseitigen Arbeitsraum19 im Kolbengehäuse9 mündet. Ein erster Speiseleitungsabschnitt der Gas-Speiseleitung18 verbindet das Kolbengehäuse9 mit einer Auslöseeinrichtung20 . Diese weist ein elektromagnetisch betätigbares Auslöseventil21 mit einem Auslöse-Ventilelement21a sowie ein ebenfalls elektromagnetisch betätigbares Ab lass-Ventil22 mit einem Ablass-Ventilelement22a und einer Ablassleitung22b auf. Mit dem Auslöse-Ventilelement21a und dem Ablass-Ventilelement22a kann der Gasdruck im Arbeitsraum19 eingestellt werden. Hierzu dient eine Steuereinheit23 , welche ebenfalls Teil der Auslöseeinrichtung20 ist, und mittels der das Auslöse-Ventilelement21a und das Ablass-Ventilelement22a gesteuert geöffnet und geschlossen werden können. Über eine Signalleitung24 steht die Steuereinheit23 der Auslöseeinrichtung20 mit einem Betätigungselement25 in Verbindung. Hierbei kann es sich um einen Sensor, z.B. einen Beschleunigungssensor, und/oder um einen Betätigungsschalter handeln. - Über einen weiteren Abschnitt der Gas-Speiseleitung
18 steht die Auslöseeinrichtung20 mit einem ersten Druckbehälter26 in Verbindung, der einen Vorratsbehälter für Gas mit einem typischen Vorratsdruck von 50 bar darstellt. Der erste Druckbehälter26 steht über einen weiteren Abschnitt der Gas-Speiseleitung18 , in dem ein Druckminderer27 angeordnet ist, mit einem zweiten Druckbehälter28 in Verbindung. Dieser stellt einen Vorratsbehälter für Gas dar, in dem dieses mit einem maximalen Vorratsdruck von 300 bar vorliegt. Als Druckminderer27 kann z.B. ein für Luftpistolen oder Luftgewehre bekanntes Druckminderungssystem eingesetzt werden. - Die Hubvorrichtung
5 arbeitet folgendermaßen:
Ausgehend von einer eingezogenen Position des Hubelements4 , die in3 mit durchgezogenen Linien wiedergegeben ist und in der das Hubelement4 in1 vorliegt, kann das Hubelement4 über das Betätigungselement25 betätigt werden. Die Betätigung wird von der Steuereinheit23 der Auslöseeinrichtung20 erfasst, die das Auslöseventil21 öffnet. - Bei geöffnetem Auslöseventil
21 strömt Gas aus dem ersten Druckbehälter26 in den Arbeitsraum19 , wodurch der Kolben13 und die mit diesem verbundene Kolbenstange8 angehoben werden. Je nach der in den Arbeitsraum19 strömenden Gasmenge kann das Hubelement3 stufenlos in eine Mehrzahl von Hubpositionen gestellt werden. Derartige Hubpositionen sind in3 strichpunktiert und in2 angedeutet. Wenn die maximal angehobene Hubposition des Hubelements4 erreicht wird, wird die Axialbewegung des Hubkolbens13 über die Endlagenfeder12 abgebremst. Das im Zuge der Betätigung des Hubelements4 aus dem ersten Druckbehälter26 abfließende Gas wird dem ersten Druckbehälter26 über den zweiten Druckbehälter28 , geregelt durch den Druckminderer27 , wieder zugeführt. - Aus einer angehobenen Position kann das Hubelement
4 durch Betätigen des Ablassventils22 wieder in eine weiter in das Kolbengehäuse9 eingezogene Position gebracht werden. Hierbei öffnet das Ablassventil22 , gesteuert durch die Steuereinheit23 . Gas entweicht dann aus dem Arbeitsraum19 und wird über die Ablassleitung22b in die Umgebung abgelassen. In der Folge senkt sich der Hubkolben9 ab. In der am weitesten in das Kolbengehäuse9 eingezogenen Position wird der Hubkolben13 durch eine zweite Endlagenfeder16 abgebremst. - Die Hubvorrichtung
5 hat verschiedene Betätigungsmodi:
Ein erster Betätigungsmodus dient zum Anheben der Motorhaube1 zu Inspektionszwecken des Kraftfahrzeugs2 . Hierbei wird das Betätigungselement25 über einen Betätigungsschalter manuell ausgelöst. Damit eine Inspektion möglich ist, wird das Hubelement4 in die maximal ausgefahrene Position gebracht, so dass der Motorraum des Kraftfahrzeugs2 zugänglich ist. Nach erfolgter Inspektion wird der Betätigungsschalter des Betäti gungselements25 erneut betätigt und das Hubelement4 wieder in die maximal eingezogene Position gebracht. - Ein zweiter Betätigungsmodus der Hubvorrichtung
5 dient dem aktiven Fußgängerschutz beim Zusammenstoß des Kraftfahrzeuges2 mit einem Fußgänger. Wird z.B. durch den Beschleunigungssensor des Betätigungselements25 ein derartiger Zusammenstoß detektiert, wird das Hubelement4 , gesteuert über die Steuereinheit23 der Auslöseeinrichtung20 , derart betätigt, dass die Motorhaube in Sekundenbruchteilen in der in2 dargestellten teilgeöffneten Position vorliegt, Dies erfolgt derart schnell, dass der Körper und insbesondere der Kopf des Fußgängers auf die Motorhaube1 erst dann aufschlägt, wenn diese in der in2 dargestellten teilgeöffneten Position vorliegt. Da die Motorhaube1 dann angehoben ist, liegt unter ihr ein Luftpolster vor, welches zum Abbremsen des Körpers und des Kopfes des Fußgängers und damit zum Reduzieren der auf diesen wirkenden Maximalkräfte benutzt werden kann. Die Gefahr schwerster Verletzungen des Fußgängers wird reduziert. Zusätzlich kann, ebenfalls gesteuert über die Steuereinheit23 , ein gedämpftes Nachgeben der Motorhaube1 beim Aufprall des Fußgängers durch gezieltes Ablassen von Gas durch das Ablassventil22 realisiert werden. Hierdurch wird der vom Fußgänger auf die Motorhaube1 übertragene Kraftstoß gedämpft, was zu einer weiteren Reduzierung der auf den Fußgänger übertragenen Maximalkraft führt. - Bei der vorstehend beschriebenen Hubvorrichtung
5 ist ein Hubelement4 zum Anheben der Motorhaube1 vorgesehen. Alternativ können auch mehrere Hubelemente4 , z.B. zwei frontscheibenseitige Hubelemente4 oder ein front- und ein kühlerseitiges Hubelement4 , gegebenenfalls mit den jeweiligen Motorhauben-Positionen zugeordneten individuellen Maximal-Hüben vorgesehen sein. Diese Hubelemente können auch unabhängig voneinander ansteuerbar sein. - Je nach der bei den Betätigungen des Hubelements
4 erforderlichen Volumenänderungen des Arbeitsraum19 und der Größenauslegung der Druckbehälter26 ,28 lassen sich z.B. 70 bis 80 Betätigungen der Hubvorrichtung5 realisieren. - Statt eines aktiv ansteuerbaren Ablassventils
22 können zur Dämpfung eines Kraftstoßes, der auf die Kolbenstange8 in Richtung in das Kolbengehäuse9 hinein ausgeübt wird, in der Gas-Speiseleitung18 und/oder in der Auslöseeinrichtung20 Ablassöffnungen vorgesehen sein. Insbesondere beim Betätigungsmodus „Fahrzeugschutz" kann dadurch bei einem Aufprall auf die Motorhaube1 zusätzlich zur Dämpfung über die elastische Verformung der Motorhaube1 eine weitere Dämpfung realisiert werden. - Die
4 bis6 zeigen weitere Ausgestaltungen einer Hubvorrichtung (4 ) bzw. eines Hubelements für eine Hubvorrichtung (5 und6 ). Komponenten, die denjenigen entsprechen, die schon unter Bezugnahme auf die1 bis3 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert. - Anstelle zweier Druckbehälter
26 ,28 mit einem dazwischen angeordneten Druckminderer27 weist die Hubvorrichtung5 beim Ausführungsbeispiel nach4 nur einen einzigen Druckbehälter29 auf. Mit der Gasfüllung des Druckbehälters29 ist eine einmalige Betätigung des Hubelements4 entsprechend dem oben zur Hubvorrichtung5 der1 bis3 Ausgeführten möglich. -
5 und6 zeigen eine Variante eines Hubelements4 , die bei den Hubvorrichtungen5 der3 und4 zum Einsatz kommen kann. Ein Kolbengehäuse30 des Hubelements4 der5 und6 weist neben einem ersten Gehäuseabschnitt31 , in welchen die Gas-Speiseleitung18 mündet, noch einen teleskopisch in diesem abgedichtet geführten zweiten Gehäuseabschnitt32 auf. Letzterer durchtritt eine obere Stirnwand des ersten Gehäuseabschnitts31 durch eine zum Außendurchmesser des zweiten Gehäuseabschnitts32 komplementär ausgeführte stirnseitige Durchtrittsöffnung33 . Im zweiten Gehäuseabschnitt32 wiederum ist der Hubkolben13 mit der Kolbenstange8 geführt. -
5 zeigt das Hubelement4 in einer praktisch vollständig teleskopisch ausgefahrenen Position.6 zeigt das Hubelement4 in einer praktisch vollständig teleskopisch eingefahrenen Position. Der Hub zwischen diesen beiden Positionen entspricht demjenigen zwischen der ausgefahrenen und der eingefahrenen Position des Hubelements4 nach den3 und4 . Da die beiden Gehäuseabschnitt31 ,32 eine geringere Bauhöhe haben als das Kolbengehäuse9 der ersten Variante des Hubelements4 und da die beiden Gehäuseabschnitte31 ,32 in der eingezogenen Position größtenteils ineinander eingefahren sind, weist das Hubelement4 in der in6 gezeigten eingefahrenen Position eine wesentlich geringere Bauhöhe auf als das Hubelement4 nach den3 und4 . - Bei einer Beaufschlagung des in der eingezogenen Position nach
6 vorliegenden Hubelements4 mit Gasdruck durch in den Arbeitsraum19 einströmendes Gas wird einerseits der zweite Gehäuseabschnitt32 aus dein ersten Gehäuseabschnitt31 und andererseits der Hubkolben13 aus dein zweiten Gehäuseabschnitt32 ausgefahren, bis die Position des Hubelements4 nach5 erreicht ist. Ansonsten entspricht die Funktion des Hubelements4 der5 und6 derjenigen, die unter Bezugnahme auf das Hubelement4 nach den1 bis4 erläutert wurde.
Claims (8)
- Hubvorrichtung (
5 ) a) mit einer Druckgas-Quelle (26 ,27 ,28 ), b) mit einem gasdruckbetätigten Hubelement (4 ) und c) mit einer Auslöseeinrichtung (20 ), die in einer Gas-Verbindungsleitung (18 ) zwischen der Druckgas-Quelle (26 ,27 ,28 ) und dem Hubelement (4 ) angeordnet und derart ausgeführt ist, dass sie abhängig von einem Betätigungssignal das Hubelement (4 ) mit Gasdruck beaufschlagt. - Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgas-Quelle (
26 ,27 ,28 ) einen ersten Druckbehälter (26 ), einen zweiten Druckbehälter (28 ) und einen zwischen den Druckbehältern (26 ,28 ) angeordneten Druckminderer (27 ) umfasst. - Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (
20 ) mindestens ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (21 ,22 ) aufweist. - Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein ansteuerbares Ablassventil (
22 ), mit dem der Gasdruck im Hubelement (4 ) reduziert werden kann. - Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Sensor (
25 ) zur Erzeugung des Betätigungssignals. - Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von mittels Gasdruck teleskopisch gegeneinander verlagerbaren Gehäuseabschnitten (
31 ,32 ) des Hubelements (4 ). - Verwendung der Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Anheben der Motorhaube (
1 ) eines Kraftfahrzeugs (2 ). - Kraftfahrzeug mit einer Fußgängerschutz-Vorrichtung, umfassend: – eine Motorhaube (
1 ), – eine Hubvorrichtung (5 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – eine erste Befestigungseinrichtung (6 ,7 ) zur Befestigung der Hubvorrichtung (5 ) an der Motorhaube (1 ) sowie – eine zweite Befestigungseinrichtung (15 ) zur Befestigung der Hubvorrichtung (5 ) am Fahrzeugrahmen des Kraftfahrzeugs (2 ).
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