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Die Erfindung betrifft eine Motorhauben-Hebevorrichtung
zum abrupten Anheben der Motorhaube eines Fahrzeugs, mit einem Antrieb
und einem abtriebsseitig des Antriebs vorgesehenen Getriebe.
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Fußgängerschutzvorrichtungen sollen
die Motorhaube bei einer Kollision mit einem Fußgänger oder einem Zweiradfahrer
innerhalb weniger Millisekunden anheben, um den Abstand der Motorhaube von
festen Rahmenteilen oder von Motorteilen zu erhöhen. Es ist bereits bekannt,
zum Anheben der Motorhaube pneumatische, hydraulische, elektromotorische,
federspeicher- oder pyrotechnische Antriebe zu verwenden. Pyrotechnische
Systeme sind nicht reversibel und daher teuer. Hydraulische oder
pneumatische Antriebe benötigen
Zusatzbauteile zur Energieerzeugung und -speicherung.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Motorhauben-Hebevorrichtung zu schaffen, die möglichst kompakt baut.
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Diese Aufgabe wird bei einer Motorhauben-Hebevorrichtung
der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Getriebe ein Exzentergetriebe
ist. Exzentergetriebe zeichnen sich durch ein kompaktes Bauvolumen
und trotz des geringen Bauvolumens gute Variabilität des Übersetzungsverhältnisses
aus. Diese Variabilität
ermöglicht
die kurzfristige Anpassung des Getriebes an neue Anforderungen an
die Vorrichtung.
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Vorzugsweise hat das Getriebe ein
Außengehäuse, in
dem innenseitig ein Hohlradprofil des Exzentergetriebes ausgeformt
ist. Das Exzentergetriebe hat also kein als separates Teil ausgebildetes Hohlrad,
dieses ist vielmehr einstöckig
in dem Getriebeaußengehäuse ausgeführt.
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Das Getriebe ist bevorzugt mit einer
Zykloidenverzahnung ausgeführt,
wie sie beispielsweise vom sogenannten Cyclo®-Getriebe
bekannt ist. Eine solche Verzahnungsform zeichnet sich durch wellenförmige Kurvenprofile
klassischer Zahnprofile aus. Ein Cyclo®-Getriebe
erreicht einen hohen Wirkungsgrad bei hohen Übersetzungsverhältnissen
und ist aufgrund seiner Konstruktion extrem robust, was bei einer
Fußgängerschutzvorrichtung
besonders wichtig ist, denn bei Aufprall des Insassen entstehen
kurzfristig hohe Belastungen, die das Getriebe aufnehmen muß. Ein Getriebe
mit einer Zykloidenverzahnung ermöglicht es sogar, das Getriebegehäuse mit dem
darin ausgeformten Hohlrad als Kunststoffgehäuse auszuführen, was enorme Kosten- und
Gewichtsvorteile mit sich bringt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist das Getriebe ein selbsthemmendes Getriebe. Dies
hat den Vorteil, daß keine
zusätzlichen Verriegelungsmittel
vorgesehen sein müssen,
die die Motorhaube im aufgestellten Zustand lagefixieren. Diese
Lagefixierung wird durch die Selbsthemmung des Getriebes erzielt.
Natürlich
könnte
auch ein anderes selbsthemmendes Getriebe als ein Exzentergetriebe
eingesetzt werden, um diesen wesentlichen Vorteil zu realisieren.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist
der Antrieb ein Elektromotor. Dies hat den Vorteil, daß die Schutzvorrichtung
insgesamt reversibel ausgeführt
ist. Elektromotorische Antriebe hatten bislang oft den Nachteil
eines relativ großen
Bauvolumens. Mittels des Exzentergetriebes und der damit ermöglichten
hohen Übersetzungen
kann der Elektromotor ein geringeres Bauvolumen besitzen.
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Vorzugsweise ist eine mittige Antriebswelle mit
einem Exzenter vorgesehen, bei der die Antriebswelle den Rotor des
Elektromotors bildet. Hierbei kann der Stator des Elektromotors
sogar innerhalb des Außengehäuses des
Getriebes angeordnet sein, was Bauvolumen spart und zu einer kompakten
Antriebseinheit führt.
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Der Elektromotor ist ein bürstenloser,
hochdrehender Gleichstrommotor.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den
nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 ein
Fahrzeug mit einer Motorhaube, die durch mehrere Motorhauben-Hebevorrichtungen nach
der Erfindung abrupt angehoben werden kann,
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2 eine
der in 1 dargestellten
Motorhauben-Hebevorrichtungen nach der Erfindung, und
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3 eine
Ansicht der Innenseite der Oberschale des Außengehäuses des Getriebes.
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In 1 ist
ein Fahrzeug mit einer Motorhaube 10 dargestellt, unterhalb
der vier Motorhauben-Hebevorrichtungen 12 angeordnet sind,
nämlich jeweils
eine Motorhauben-Hebevorrichtung an einem Eck der Motorhaube 10.
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Die Motorhauben-Hebevorrichtungen 12 dienen
dazu, bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Zweiradfahrers die
Motorhaube um mehrere Zentimeter anzuheben, so daß die Motorhaube 10 durch die
aufprallende Person stärker
deformiert werden kann. Die bevorstehende Kollision mit dem Fußgänger wird über Sensoren 13 detektiert,
die mit den Vorrichtungen 12 gekoppelt sind.
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Eine Motorhauben-Hebevorrichtung 12 ist
in der Explosionsansicht nach 2 besser
zu erkennen. Die Vorrichtung ist eine kompakte Einheit, bestehend
aus einem Elektromotor 14 in Form eines bürstenlosen,
hochdrehenden Gleichstrommotors und einem abtriebsseitig vorgesehenen
Exzentergetriebe 16. Das Getriebe 16 hat ein aus
einer Unterschale 18 und einer Oberschale 20 bestehendes
Außengehäuse,
in den der Elektromotor 14 integriert ist. Die Unterschale 18 hat
einen innenseitig vorstehenden, einstückig angeformten Lagerzapfen 22,
auf dem zwei Lagerringe 24 aufgesetzt werden, bevor anschließend ein
hohler Rotor 26 des Gleichstrommotors auf den Zapfen 22 gesteckt
wird. Der Rotor 26 kann sich auf dem Zapfen 22 drehen.
Zur Oberschale 20 hin besitzt der Rotor 26 einen
stirnseitig vorspringenden, exzentrisch zum Zapfen 22 und
der rückseitigen
Aufnahmeöffnung
im Rotor 26 angeordneten Antriebsfortsatz 28,
der mit einer Exzenterscheibe 30 gekoppelt ist. Die Exzenterscheibe 30 und
der Antriebsfortsatz 28 sind koaxial zueinander angeordnet.
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Der Rotor 26 wird von einem
ringförmigen Stator 32 des
bürstenlosen
Gleichstrommotors 14 umgeben. Der Stator 32 ist über mehrere
Schrauben 34 an der Unterschale 18 befestigt,
wobei für
die Schrauben 34 Ausnehmungen in der Unterschale 18 ausgeformt
sind.
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Die Exzenterscheibe 30 wird
von einer ringförmigen
Kurvenscheibe 36 mit einer außenseitigen zykloidenförmigen Mantelfläche und
mehreren Mitnehmeröffnungen
umgeben. Die Exzenterscheibe 30 sitzt drehbar in einer
zentrischen Öffnung
in der Kurvenscheibe 36. In die Mitnehmeröffnungen
greifen Mitnehmerbolzen ein, die von einer Abtriebsscheibe 40 vorstehen.
Die Abtriebsscheibe 40 hat rückseitig einen axial abstehenden
Fortsatz 42, an dem zwei Bohrungen vorgesehen sind. Dieser
Fortsatz 42 ragt durch ein Lagerauge 44 in der
Oberschale 20. Ein Hebel 46 wird über Schrauben 48,
die in die Öffnungen
im Fortsatz 42 eingedreht werden können, drehfest mit der Abtriebsscheibe 40 verbunden.
Zwischen einzelnen Teilen vorgesehene, gezeigte Lagerringe müssen hier
nicht extra erläutert
werden.
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Die Konstruktion des Exzentergetriebes
ist in der dargestellten Ausführungsform
einem Cyclo®-Getriebe
entsprechend ausgeführt.
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Das feststehende Hohlrad, beim Cyclo®-Getriebe
auch Ring mit Außenrollen
genannt, wird in der Oberschale 20 einstückig ausgeformt,
wie 3 zeigt.
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Innenseitig ist in der Oberschale 20 nämlich ein
zykloidenförmiges
Hohlradprofil ausgeformt.
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Die Unter- und Oberschale 18 bzw. 20 können im
Spritzgußverfahren
hergestellt werden. Sie sind vorzugsweise aus Kunststoff, können aber
auch aus Metall sein.
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Die Funktionsweise der Fußgängerschutzvorrichtung
wird im folgenden erläutert.
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Wird durch Sensoren 13 die
Kollision mit einem Gegenstand, insbesondere einem Fußgänger detektiert
oder läßt sich
vorausberechnen, daß ein solcher
Aufprall kurz bevorsteht und nicht mehr zu verhindern ist, wird
der Gleichstrommotor 14 unter Strom gesetzt. Der Rotor 26 dreht
extrem schnell hoch, womit auch der exzentrische Antriebsfortsatz 28 umläuft. Er
treibt die Exzenterscheibe 30 an, die wiederum die Kurvenscheibe 36 nach
außen
drückt, so
daß diese
sich entlang des inneren Umfangs des feststehenden Hohlrades 50 abwälzt. Die
entstehende Bewegung ist ähnlich
der einer Scheibe, die sich innerhalb eines Ringes dreht. Nacheinander
greifen Kurvenabschnitte, die "Zähne" einer Zykloidenverzahnung
bilden, in Kurvenabschnitte im Hohlrad 50 ein und erzeugen
so eine Rotation mit verminderter Geschwindigkeit. Jede volle Umdrehung
des Rotors bewegt die Kurvenscheibe 36 um einen kleinen Abschnitt
weiter. Das Übersetzungsverhältnis ins
Langsame wird durch die Anzahl der Kurvenabschnitte der Kurvenscheibe 36 bestimmt.
Die Kurvenscheibe 36 hat mindestens einen Kurvenabschnitt
weniger als das Hohlrad 50. Über andere Kurvenscheiben 36 lassen
sich damit sehr leicht andere Übersetzungsverhältnisse
erzielen. Bei der Drehung der Kurvenscheibe 30 nimmt diese über die
Mitnehmerbolzen 30 die Abtriebsscheibe 40 mit,
so daß diese
sich dreht und der Hebel 46 schwenkt.
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Das Exzentergetriebe ist selbsthemmend, d.h.
nach dem Aufstellen des Hebels 46 hält das Getriebe 16 seine
Position selbständig,
selbst bei äußerer Krafteinwirkung.