CN104842924B - 包括烟火装置和第一机械结构的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括烟火装置(26,60,86)和第一机械结构(12,58,78)的设备(27,56,68,74)。烟火装置适于在第一位置处直接或间接地影响所述第一机械结构，使得第一机械结构遭受变形和/或移位。第一机械结构在所述第一位置处的所述变形和/或移位适于在不同于所述第一位置的第二位置处通过直接机械影响来改变所述第一机械结构的功能模式和/或连接于所述第一机械结构的第二机械结构(16,70)的功能模式。本发明进一步涉及包括这种设备(27,56,68,74)的车辆(10)。

Description

包括烟火装置和第一机械结构的设备

技术领域

本发明涉及一种发动机罩设备。该设备包括烟火装置和第一机械结构。本发明还涉及一种包括这种设备的车辆。

背景技术

本领域技术人员已知，烟火过程可在短时间内释放大量能量和/或产生气体、光、声音或这些的组合。

烟火装置通常用于获得各种装置的快速触发。作为示例，在汽车工业中，利用烟火装置以便快速触发车辆内的安全装置例如气囊或安全带张紧器。

利用烟火装置的车辆的示例是包括可展开发动机罩的车辆。发动机罩覆盖发动机舱并且通过铰链设备连接于车辆，使得发动机罩可被开启以便通向发动机舱从而维修和/或修理。如果车辆卷入事故，其中车辆的前部撞击脆弱的道路使用者例如行人或骑自行车者，则脆弱的道路使用者被扔到车辆发动机罩上并且脆弱的道路使用者的头部碰撞在发动机罩上是很常见的。为了减少这些事故的严重性，已知使用可展开的发动机罩。通过至少将发动机罩的后部抬升至“碰撞位置”——所谓的展开位置（deployed position）或弹出位置（pop-up position），增加了发动机罩与任何坚硬发动机部分之间的距离。发动机罩可通过被烟火装置触发的可充气构件例如气囊被抬至展开位置。气囊还可用于覆盖挡风玻璃和/或A-立柱的一部分。

烟火装置也可位于铰链设备处以改变铰链设备的功能模式，使得发动机罩能够向展开位置移位。烟火装置例如可被触发以释放释放销钉，藉此使得之前锁定的铰链设备构件相对于彼此移动。

包括可展开发动机罩的车辆可因此包括三个烟火装置，一个用于触发抬升发动机罩的气囊，并且在每个铰链设备处用于改变其功能模式的一个装置，使得发动机罩允许抬升至展开位置。但是，使用三个不同的烟火装置可能使得设备昂贵和/或难以在生产工厂安装在车辆内。

作为使用三个烟火装置的可选方案是使用仅一个烟火装置，例如位于气囊处的烟火装置，其经由例如包括棒、电线和/或释放元件的复杂机械释放系统能改变铰链设备的功能模式，使得发动机罩可处于展开位置。但是，这种机械的释放系统包括很多不同的部件，使得设备很沉重并且可能需要巨大的包装体积，并且使得所述设备昂贵和难以在生产工厂安装在车辆内。

发明内容

本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点或提供有用的可选方案。

通过本发明的技术方案可实现上述目的。

因此，在本发明的第一方面中提供了一种包括烟火装置和第一机械结构的设备。烟火装置适于在第一位置处直接或间接地影响第一机械结构，使得第一机械结构遭受变形和/或移位。在第一位置处第一机械结构的变形和/或移位适于在不同于第一位置的第二位置处通过直接机械影响来改变第一机械结构的功能模式和/或连接于第一机械结构的第二机械结构的功能模式。

所述设备可适用于车辆中。作为可选或补充方案，它可适用于机器、建筑物或结构中。

烟火装置可直接或间接地作用于第一机械结构上。仅作为直接影响的示例，烟火装置可用于作用于铰链设备的构件上，例如机械地连接于铰链构件的烟火活塞。仅作为间接影响的示例，烟火装置可用于给气囊（airbag）充气，所述气囊作用于形成第一机械结构的发动机罩上。烟火装置于是可经由气囊即间接地作用于发动机罩上。

烟火装置的影响令第一机械结构遭受变形和/或移位。第一机械结构可在第一位置处被影响而移位，例如充气的气囊向上推动发动机罩。发动机罩如上所述被向上推动，即移位。同时，由于发动机罩之上的部分例如比发动机罩邻近于铰链的部分抬升的快（因为铰链可限制所述向上运动），所以发动机罩还变形。发动机罩的邻近于铰链的部分位于不同于第一位置的第二位置处。“不同于”意味着两个位置彼此间隔开。所述两个位置可如上述的发动机罩示例中那样均位于发动机罩下侧处但间隔开。作为另一示例，第一位置可在第一机械结构的一侧例如内侧或下侧处，并且第二位置在另一侧例如第一机械结构的外侧或上侧处。

第二机械结构可直接或间接地例如通过托架连接于第一机械结构。仅作为示例，作为第二机械结构的铰链设备可连接于作为第一机械结构的发动机罩。

术语“功能模式”此处用于表示运行方式。仅作为示例，上述铰链设备包括在车辆的正常运行期间例如当行驶时或当开启发动机罩以便维修和/或修理时使用的第一功能模式。但是，在出现或检测到与脆弱的道路使用者的碰撞或即将来临的碰撞的情形下，可触发用于展开发动机罩的安全系统。铰链设备随后可将第一功能模式改变为第二功能模式，其中铰链构件的相对移动使得发动机罩能够被抬升至展开位置。

此处使用的术语“直接的机械影响”描述了不使用复杂的机械链接系统。相反，是变形和/或移位自身直接导致了功能模式的改变。例如没有用线缆、棒等传递机械运动来改变功能模式。仅作为涉及上述设备的示例，因为铰链设备连接于发动机罩，发动机罩即第一机械结构自身的变形导致铰链设备处的二次变形，这改变铰链设备的功能模式。第一机械结构由于其变形和/或移位而施加机械影响。

通过使用根据本发明的设备，一个单个的烟火装置可用于不仅在第一位置处而且在第二位置处影响所述设备。因此，可能使用比已知技术更少的烟火装置和/或更简单的机械链接系统。这可导致成本降低和/或更容易安装所述设备。与已知的技术相比，可减少重量和/或包装体积。也可使得所述设备更坚固和/或可靠。

所述设备可以是用于车辆的发动机罩设备。发动机罩设备包括形成第一机械结构的发动机罩、包括气囊和烟火装置的气囊设备和在车辆的发动机罩与主体结构之间提供铰链连接的铰链设备，所述铰链设备形成第二机械结构。所述气囊设备适于一旦触发所述烟火装置则通过对所述气囊充气将所述发动机罩从关闭位置移位至展开位置，所述发动机罩从而在对应于所述气囊的第一位置处遭受变形和/或移位。铰链设备在第一功能模式下在对应于发动机罩关闭位置的第一位置与对应于发动机罩开启位置的第二位置之间可移位，并且在第二功能模式下在对应于发动机罩关闭位置的第一位置与对应于发动机罩展开位置的第三位置之间可移位。发动机罩连接于铰链设备，使得发动机罩的变形和/或移位导致铰链设备从第一功能模式改变为第二功能模式。

此处使用的词汇“前后”与车辆相关，假定“前”是沿正常向前行驶方向首先到达的部分。指代方向（例如纵向、横向（transverse）和竖直方向）的术语也与车辆相关。纵向是沿着正常行驶方向。横向垂直于纵向但处于相同水平面内，即车辆的侧向（sideways）或横侧（laterally）。竖直方向垂直于该平面。用于车辆部分（例如用于发动机罩设备和铰链设备）的指代位置和方向的术语涉及当设备安装在车辆内时。

当充气时气囊还可用于覆盖挡风玻璃和/或A-立柱的一部分。

上述发动机罩设备的铰链设备可包括适于直接或间接地结合于车辆主体的第一铰链构件、具有第一端部和第二端部的第二铰链构件以及适于直接或间接地结合于发动机罩的第三铰链构件。第二铰链构件的第一端部在提供第一功能模式的第一枢轴处枢轴地连接于第一铰链构件，例如使得发动机罩可被开启以便维修和/或修理。第二铰链构件的第二端部在提供第二功能模式的第二枢轴处枢轴地连接于第三铰链构件，使得发动机罩可处于展开位置。第三铰链构件还通过保持构件连接于第二铰链构件，保持构件防止第二铰链构件与第三铰链构件之间沿纵向和/或竖直方向的相对运动。保持构件适于在预定力下停用，该预定力等于或小于当发动机罩由于通过烟火装置触发气囊设备而变形和/或移位时通过第三铰链构件施加于保持构件上的力，并且该预定力大于在车辆正常运行期间和发动机罩在第一功能模式下正常开启期间通过第三铰链构件施加于保持构件上的力。保持构件的停用使得第三铰链构件能够相对于第二铰链构件枢转，因此发动机罩可在第二功能模式下处于展开位置。

第二铰链构件相对于第一铰链构件的运动可为纯旋转，或可为旋转和平移的组合，例如第一枢轴在第一铰链构件和第二铰链构件之一或二者内的狭槽内移动。类似地，第三铰链构件相对于第二铰链构件的运动可为纯旋转或例如在第二铰链构件和第三铰链构件之一或二者内的狭槽内的旋转和平移的组合。

预定力可被选择为使得其大于在车辆正常运行期间例如当行驶在不平坦地面上时通过第三铰链构件施加于保持构件上的力。预定力可被选择为使得它也大于在发动机罩在第一功能模式下正常开度开启以便正常维修和/或修理期间通过第三铰链构件施加于保持构件上的力。此外，期望将预定力被选择为使得它大于当调节发动机罩从而在例如制造或修理期间和/或蓄意盗窃以开启发动机罩期间适配时使用的典型力。

可提供一个、两个、三个或更多个保持构件。可通过变化保持构件的尺寸、形状、材料等等选择停用保持构件所需的力。

保持构件可适于沿车辆的横向停用，预定力至少具有横向分量。例如可通过沿横向拉动停用保持构件，例如由于发动机罩变形使得释放销钉脱离铰链设备内的开口。

保持构件还可适于当在工作状态（an active state）下时防止第二铰链构件与第三铰链构件之间沿横向的相对运动。藉此第三铰链构件并且由此连接于其的发动机罩被保持在相对于铰链设备其余部分的固定位置，避免或至少最小化了例如当行驶在不平坦地面上时从发动机罩产生咔嗒噪声的风险。此外，在例如调节发动机罩期间或如果例如由于侧面碰撞而沿横向施加负载时，减少或避免了第三铰链构件相对于第二铰链构件移位的风险。

所述预定力或其横向分量可在0.1-10kN之间，优选0.2-8kN之间，更优选在0.5-5kN之间，并且最优选在0.8-3kN之间。符号kN是千牛顿的缩写。

仅作为示例，如果保持构件适于沿横向停用，例如由于发动机罩变形而使得释放销钉脱离铰链设备内的开口，用于停用的力（即拉力）为大致横向并且预定力被选择为使得其横向分量处于0.1-10kN之间，优选0.2-8kN之间，更优选0.5-5kN之间并且最优选0.8-3kN之间。即使拉力可能偏离横向，在此情形下其纵向和竖直分量小于横向分量。

保持构件可包括分离力为所述预定力的分离单元，例如膨胀销、铆钉、顶推螺母（push nut）、推进式紧固件（push-on fastener）或锁定垫圈。分离力例如可用于拉动膨胀销离开铰链设备内的其开口。作为对于机械分离单元的所述示例的可选或补充方案，可能使用磁性的分离单元，其中克服磁力从而停用保持构件。

第二铰链构件和/或第三铰链构件可包括开口，保持构件穿过所述开口。

第二铰链构件和/或第三铰链构件中的开口可具有闭合的周缘。这有助于当保持构件处于工作状态时使第二铰链构件和第三铰链构件保持在固定的相对位置。

保持构件可位于或邻近于第三铰链构件的与第二枢轴相反的一个端部处。藉此第三铰链构件远离第二枢轴的部分可通过变形的发动机罩在沿离开第二铰链构件的方向上移位。由于发动机罩绕第二枢轴旋转以到达第三位置，通常期望在发动机罩变形时第二枢轴也或多或少地完整。

作为分离单元的可选方案或补充方案，保持构件可包括位于所述第二铰链构件和/或所述第三铰链构件处的摩擦器具，所述摩擦器具适于沿所述纵向和/或竖直方向将所述第三铰链构件保持于所述第二铰链构件，但允许所述第三铰链构件的一部分沿所述横向移离所述第二铰链构件，藉此允许所述第三铰链构件相对于所述第二铰链构件枢转，使得所述发动机罩可处于所述展开位置。

在一个实施例中，所述设备适用于车辆。该实施例中的设备包括用于车辆的铰链设备，所述铰链设备形成第一机械结构和包括烟火装置的烟火活塞，该烟火活塞适于通过作用于铰链设备将发动机罩移位至展开位置。铰链设备在第一功能模式下在对应于发动机罩关闭位置的第一位置与对应于发动机罩开启位置的第二位置之间可移位，并且在第二功能模式下铰链设备在对应于发动机罩关闭位置的第一位置与对应于发动机罩展开位置的第三位置之间可移位。通过触发烟火活塞导致的铰链设备变形导致铰链设备从第一功能模式改变为第二功能模式。

对于类似如上所述的包括第一、第二和第三铰链构件的铰链设备来说，所述设备可被构造为使得第三铰链构件和第二铰链构件在低于预定力的力下即在车辆的正常运行期间例如当驾驶车辆时或发动机罩正常开启期间彼此锁定。这对应于第一功能模式。当烟火活塞被触发时，它作用于铰链设备上以便将发动机罩移位至展开位置。通过烟火活塞在铰链设备上引起的变形用于从第二铰链构件释放第三铰链构件以便允许围绕第二枢轴的旋转。这对应于所述设备的第二功能模式。

在也适用于车辆的另一实施例中，根据该实施例的设备可单独使用或与上述发动机罩设备或前述带有形成第一机械结构的铰链设备的设备组合使用。设备于是包括形成第一机械结构的发动机罩、用于车辆的适于连接于发动机罩并且位于或邻近于发动机罩的第一端部的铰链设备、以及包括烟火装置的烟火活塞。烟火活塞适于通过作用于铰链设备将发动机罩移位至展开位置。烟火活塞被触发并作用于铰链设备上导致的发动机罩变形使得发动机罩的与发动机罩第一端部相反的第二端部移位且可被偏置元件抬升。

第一端部可为后端并且第二端部为前端，或反之亦然。该实施例的发动机罩意图在后端和前端二者处被抬起以便到达展开位置。偏置元件可以是预拉紧弹性元件例如弹簧，其被设置为通过所述发动机罩的变形被释放。藉此仅需要两个烟火活塞在前端和后端处抬升发动机罩，而根据现有技术需要使用四个烟火活塞。

在另一实施例中，所述设备包括：形成所述第一机械结构的机械部件；适于在所述机械部件的内表面处将所述机械部件暴露于增大的内压力下的烟火装置，所述内表面构成所述第一位置；以及位于所述机械部件外表面处的周围结构，所述外表面构成所述第二位置。所述增大的内压力适于导致所述机械部件的变形和/或移位并且使其与所述周围组织锁定接合从而形成组合结构。

仅作为示例，第一机械结构可为内梁并且周围结构可为周围梁，周围梁被设置为使得内梁和周围梁形成梁中梁构造。烟火装置位于内梁内部。在初始状态下，内梁不受周围梁的机械束缚，但位于其内部。所述机械性能由此通过内梁自身的机械性能赋予。

但是，当触发烟火装置时，内梁在其内侧处遭受增大的内压力并且由此朝周围梁向外变形。藉此将内梁外侧上的锁定元件向外推至与周围梁锁定接合。仅作为示例，可通过一个或多个销被推进固定孔内来获得锁定接合。藉此，内梁和周围梁形成具有与内梁或周围梁单独对比时更高机械性能的组合结构。

该实施例的原理可用于快速地改变结构的机械性能。这对车辆的前部结构是有用的，以便改变前部结构以适用于不同的碰撞事故。它在机器、建筑物或构造中也是有用的。刚性的改变例如可用于改变建筑物或构造的共振特性，例如以免结构受到地震的损害。

对所属技术领域的技术人员来说，机械部件可具有任意的截面是显而易见的。可通过摩擦或通过一个或多个锁定元件获得机械部件与周围结构之间的锁定接合。周围结构可完全或仅部分地围绕机械部件。相反的情形也是可能的，即适于通过在其外侧处施加增大的压力或在其内侧处施加减小的压力令周围结构向内变形，从而令周围结构与机械部件锁定接合。

正如根据本发明的设备的不同实施例所示例的，由烟火装置所致的变形和/或移位可用于释放部件，例如在发动机罩设备或前述带有形成第一机械结构的铰链设备的设备中的部件。作为可选或补充方案，变形和/或移位可用于锁定前述实施例所述的部件。

根据本发明的第二方面，提供了包括此处公开的设备的车辆。如上所述的一个或多个实施例可设置在相同的车辆内。

附图说明

下面将通过非限定性示例参照附图进一步说明本发明，其中：

图1a-b是包括根据本发明第一实施例的设备的车辆的前端的示意性侧视图，示出发动机罩的不同位置，

图2a-b示出从挡风玻璃观察时图1a-b的前端，

图3示出根据第一实施例的设备的处于第一位置的铰链设备，

图4示出处于第二位置的铰链设备，

图5示出处于第三位置的铰链设备，

图6a-c示出当气囊展开时在铰链设备处发生的情况，

图7示出根据本发明第二实施例的设备，

图8示出根据本发明第三实施例的设备，以及

图9示出根据本发明第四实施例的设备。

应当注意附图不一定是按比例描绘的并且本发明的某些特征的尺寸为了清楚起见可能被放大了。

具体实施方式

在下文中将通过实施例例示本发明。但是应该认识到，实施例是为了解释本发明的原理与非限定本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求所限定。来自两个或更多实施例的细节可彼此组合。

图1-8中如下所述的实施例示出当安装在车上时根据本发明的设备的不同实施例。但是，还可能在其它机械设备例如机器、结构或建筑物中利用根据本发明的设备，例如图9中所示的设备。

此处使用的词汇“前后”与车辆相关，其中“前”是沿正常向前行驶方向首先到达的部分。代表方向（例如纵向、横向和竖直方向）的术语也与车辆相关。纵向是沿着正常行驶方向。横向垂直于纵向但处于相同水平面内，即车辆的侧向或横侧。竖直方向垂直于该平面。代表用于车辆部分（例如用于发动机罩设备和铰链设备）的位置和方向的术语涉及当安装在车辆内时。

图1a是车辆10（此处为汽车）的前端的示意性侧视图。车辆10具有纵向L、横向T和竖直方向V。车辆10具备发动机罩12，发动机罩12覆盖发动机舱14且能够通向发动机舱14以便维修和/或修理。发动机罩12通过铰链设备16连接于车辆10，通常邻近于发动机罩12的每个横向侧有一个铰链设备16。发动机罩12的后端18指向车辆10的挡风玻璃19。铰链设备16提供了发动机罩12相对于车辆10的主体结构20的铰链连接。铰链设备16位于发动机罩12的后端18附近。通常，发动机罩12处于覆盖发动机舱14的关闭位置A。发动机罩12可移位至能够正常通向发动机舱14以便维修和/或修理的开启位置B。当发动机罩12移位至开启位置B时，车辆10通常是固定的。

发动机罩12连接于致动器（例如气囊设备22），仅在图1a和1b中示意性地示出，其定位在车辆10中的某处，通常在发动机罩12的下面，如图2a和2b所示。气囊设备22包括可充气气囊24和烟火装置26。当触发烟火装置26时气囊24开始充气。通常，一个或多个传感器（未示出）用于检测与脆弱的道路使用者例如行人或骑车者的碰撞或即将来临的碰撞。如果检测到，则启动烟火装置26的触发。气囊设备22被设置为将发动机罩12移位至展开位置C，也称为弹出位置，参见图1b。关闭位置A在图1b中被示为基准。气囊24可被进一步利用以覆盖挡风玻璃19和/或A-立柱的一部分。

在展开位置C，在发动机罩12与发动机的坚硬部分之间形成距离，允许发动机罩12偏移并且避免或最小化脆弱道路使用者的头部或其它身体部分撞击发动机的任何坚硬部分的风险。虽然图1b示出后端18被展开，发动机罩12也可在前端处被抬升，但通常后端18被抬升至更高位置。形成于发动机罩12与发动机的坚硬部分之间的距离典型地在50-130mm之间。

发动机罩12、气囊设备22和一个或两个铰链设备16被包括在发动机罩设备27内，其是根据本发明的设备的第一实施例的示例。

图2a示出当从挡风玻璃观察时图1a和1b的发动机罩设备27，其中发动机罩12处于关闭位置A。在邻近于发动机罩12的每个横向侧处具有铰链设备16。此外，可以看到气囊设备22在发动机罩12的下面。

图2b示出当气囊设备22已被烟火装置26触发的情形。气囊24被充气且向上推动发动机罩12。充气气囊24的力F₁导致发动机罩12变形。连接于相应铰链设备16的发动机罩12部分从而受到至少具有沿横向T的分量的力F₂、F₃。在所示示例中，横向分量是最大的分量，但沿竖直方向V和纵向L也具有分量。力F₂、F₃的影响在下面将进一步描述。铰链设备处的力F₂、F₃在两个横向侧之间可不同，例如取决于气囊相对于铰链设备16的位置和形状，但具有相同的数量级。典型地，力F₂、F₃具有可大于1kN或大于3kN或大于5kN的横向分量。

图3示出铰链设备16处于第一位置，对应于发动机罩12处于关闭位置A。铰链设备16包括第一铰链构件28、第二铰链构件30和第三铰链构件32。图3是示出第一铰链构件28在第二铰链构件30后面并且第二铰链构件30又在第三铰链构件32后面的侧视图。第三铰链构件32因此是位置最接近车辆10纵向中心线的铰链构件。第三铰链构件32经由第二铰链构件30连接于第一铰链构件28。

第一铰链构件28包括用于结合于车辆10的主体结构20的结合部34。第一铰链构件28可通过任何适宜的紧固方式例如通过在结合部34处旋紧或焊接而结合于车辆10的主体结构20。它可直接结合于或经由附加构件（例如托架）结合于主体结构20。第一铰链构件28还包括上部36。位于上部36处的第一枢轴销38提供了第一铰链构件28与第二铰链构件30之间围绕第一枢轴A1的连接。枢轴销38可被固定地结合于第一铰链构件28或第二铰链构件30，或它可为独立的单元。通过围绕第一枢轴A1旋转，铰链设备16可从如图3所示对应于发动机罩12关闭的第一位置（即位置A）移位至如图4所示对应于发动机罩12开启的第二位置（即位置B）。对应于开启发动机罩12以便维修或修理的该移位形成了铰链设备16的第一功能模式。

第二铰链构件30包括基本上沿车辆10的纵向L延伸的铰接臂。其第一端部40在第一枢轴A1处连接于第一铰链构件28。第二铰链构件30的相反端部（即第二端部42）例如通过形成第二枢轴A2的第二枢轴销44枢轴地连接于第三铰链构件32。

第三铰链构件32可通过结合部46中的任何适宜的紧固方式例如通过旋紧或通过焊接固定地结合于发动机罩12。它可直接结合于发动机罩12，或经由附加构件结合于发动机罩。

铰链设备16还包括保持构件48。保持构件48至少防止第三铰链构件32与第二铰链构件30之间沿纵向L和/或竖直方向V的相对运动。在所示实施例中，保持构件48还适于防止沿横向T的相对运动。藉此，第三铰链构件32并且因此与其连接的发动机罩12被保持在相对于铰链设备16其余部分的固定位置，避免或至少最小化了例如当在不平坦地面上行驶时从发动机罩12产生咔嗒噪声的风险。此外，减少或避免了例如在调节发动机罩12期间或例如由于侧面碰撞导致沿横向T施加负载时第三铰链构件32相对于第二铰链构件30移位的风险。

保持构件48适于在预定力下停用。所述预定力以下述方式选择，即，使预定力等于或者小于当由于通过烟火装置26触发气囊设备22导致发动机罩12变形和/或移位时通过第三铰链构件32施加于保持构件48上的力。并且，所述预定力以下述方式选择，即，使它大于车辆10正常运行期间例如当在不平坦地面上行驶时通过第三铰链构件32施加于保持构件48上的力。所述预定力以下述方式选择，即，使预定力还大于发动机罩12在第一功能模式下的正常开启（即在发动机罩12的如图1a中位置A与B所示的开启和关闭位置之间移位）期间通过第三铰链构件32施加于保持构件48上的力。此外，优选地，所述预定力以下述方式选择，即，使它大于当手动调节发动机罩12时和/或意图开启发动机罩12进行盗窃期间的典型力。

保持构件48的停用使得第三铰链构件32能够相对于第二铰链构件30在第二枢轴A2处旋转至如图5所示铰链设备16的第三位置，第三位置对应于发动机罩12展开的位置，即位置C。移位通常始于如图3所示的第一位置，其对应于发动机罩12处于关闭位置A。该移位形成铰链设备16的第二功能模式。当与图4比较时，可看出铰链设备16已经围绕第一枢轴A1和第二枢轴A2二者旋转到达第三位置。

在图3-5所示的实施例中，保持构件48包括膨胀销50和空心轴52。膨胀销50被插入空心轴52内。膨胀销50被构造为使得将其与空心轴52分离所需的力被选定为上述预定力。保持构件48作为分离单元，分离力为所述预定力。通过使保持构件48受到大于预定力的拉力将膨胀销50与空心轴52分离来获得保持构件48的停用。沿横向进行分离，因此力F₂的横向分量大于预定力。第二铰链构件30包括开口51并且第三铰链构件32包括开口53，保持构件48穿过具有闭合周缘的开口51、53。

当保持构件48工作时，例如在车辆10的正常运行期间，空心轴52防止第三铰链构件32与第二铰链构件30之间沿纵向L和竖直方向V的相对运动。膨胀销50防止第三铰链构件32与第二铰链构件30之间沿横向T的相对运动。因此，当就位时，保持构件48防止发动机罩12移入展开位置C。

所述分离单元类型的可选保持构件是本领域技术人员已知的，例如铆钉、顶推螺母、推进式紧固件或锁定垫圈。它们在一定力下是可释放的，其大小可通过变化保持构件的尺寸、形状、材料选择。还可能使用磁性的分离单元。

图6a-6c示出当气囊24展开时从俯视图观察铰链设备16处发生了什么。请参见图2a和2b。

图6a示出铰链设备16处于第一位置的初始状态，对应于发动机罩12处于关闭位置A。

图6b示出在气囊24展开期间发生了什么。由于发动机罩12的变形，铰链设备16受到至少具有沿横向T的分量的力F₂。由于力F₂大于预定力，特别是力F₂的横向分量大于预定的横向力，保持构件48停用，该情况下通过将膨胀销50从空心轴52分离来实现。藉此铰链设备16围绕第二枢轴A2自由地旋转，即铰链设备16处于其第二功能模式。

图6c示出铰链设备16处于第三位置，对应于发动机罩12处于展开位置C。在从如图6a所示的第一位置移位期间，铰链设备16已经围绕第一枢轴A1和第二枢轴A2二者旋转。此外，铰链设备16已经沿横向T被拉动，使得第三铰链构件32的远离第二枢轴A2的部分54已经沿离开第二铰链构件30的方向移位。

虽然未示出，下面这种情况也是可能的，即，第二铰链构件30相对于第一铰链构件28的移动是例如在第一铰链构件28和第二铰链构件30中任一个或二者中的狭槽中的旋转和平移的组合。类似地，第三铰链构件32相对于第二铰链构件30的移动可为例如在第二铰链构件30和第三铰链构件32中任一个或二者中的狭槽中的旋转和平移的组合。

图7示出根据本发明第二实施例的设备56。设备56包括铰链设备58和烟火活塞60。烟火活塞60适于在检测到与脆弱道路使用者的碰撞或即将碰撞的情形下能够将发动机罩12抬至展开位置，参见图1b的位置C。铰链设备58包括第一铰链构件62、第二铰链构件64和第三铰链构件66，类似于结合图3如上所述的铰链设备。在烟火活塞60的触发期间，第三铰链构件66从第二铰链构件64被释放以便能够围绕第二枢轴A2旋转。根据已知的技术，这可通过任何适宜的机械系统实现，例如烟火活塞60可推动预拉紧插座，其可将一个部分从另一部分释放。

第三铰链构件66和第二铰链构件64优选被构造为在低于预定力的力下即在车辆的正常运行期间例如当驾驶车辆时或发动机罩12正常开启期间彼此锁定。这对应于第一功能模式。

当烟火活塞60被触发时，它作用于铰链设备58以便将发动机罩12移位至展开位置C。根据本发明的第二实施例，通过烟火活塞60给予到铰链设备58上的变形用于从第二铰链构件64释放第三铰链构件66以便允许绕第二枢轴A2旋转。这对应于设备56的第二功能模式。

图8示出根据本发明第三实施例的设备68。设备68包括发动机罩12、例如类似图7的铰链设备58的铰链设备或根据已知技术的铰链设备以及烟火活塞例如类似图7的烟火活塞60。车辆还包括发动机罩12前端72处的发动机罩锁扣装置70。在第三实施例中，发动机罩12意图在后端18和前端72处被抬起以便到达展开位置C，从而在发动机罩12与任何坚硬发动机部分之间提供预定距离。

根据已知的技术，这可通过在每个铰链设备处、发动机罩12的一个端部处以及每个发动机罩锁扣装置处、发动机罩12的另一端部处使用烟火活塞即至少四个烟火活塞来实现。

当烟火活塞60被触发时，它作用于铰链设备58以便将发动机罩12移位至展开位置C。根据本发明的第三实施例，在发动机罩后端18处在铰链设备58上引起的变形使得包括其前端72的发动机罩12变形和移位，因此前端72可被偏置元件例如预拉紧弹性元件如弹簧所抬升。这对应于第二功能模式，而正常使用中的发动机罩12处于第一功能模式。因此仅使用两个烟火活塞60。

在图8所示的示例中，铰链设备58位于发动机罩12的后端18处并且发动机罩锁扣装置70位于前端72处，但在包括根据本发明设备的其它车辆中可以相反，即，铰链设备58在前端72处，发动机罩锁扣装置70在后端18处。

结合图1-8如上所述的第一至第三实施例的共同之处在于由烟火装置所致的变形和/或移位用于释放一部件。但是，变形和/或移位也可用于锁定结合图9所述的第四实施例的部件。

图9a-c示出包括梁中梁（beam-in-beam）76。内梁78位于周围结构内，此处为周围梁80的形式。内梁78包括位于其外侧84（即面对周围梁80的那侧）上的锁定元件82，例如一个或多个销。设备74还包括位于内梁78内的烟火装置86。

在如图9a和9b所示的初始状态下，内梁78不锁定于周围梁80。因此机械性能由内梁78自身的机械性能给予。

但是，当触发烟火装置86时，内梁78遭受在其内侧88处的增大的内压力并且因此朝周围梁80向外变形。因此锁定元件82被向外推至与周围梁80锁定接合。仅作为示例，一个或多个销可被推入固定孔90内。因此，内梁78和周围梁80形成与内梁78或周围梁80单独相比具有更好机械性能的组合结构。

该原理可用于快速地改变结构的机械性能。这对车辆的前部结构是有用的，以便改变前部结构以适用于不同的碰撞事故。它在机器、建筑物或结构中也是有用的。刚性的改变例如可用于改变建筑物或结构的共振特性，例如以免受到地震的损害。

对所属技术领域的技术人员来说，梁可具有任意的截面是显而易见的。作为可选或补充方案，可通过摩擦或通过特殊设计的锁定元件82获得梁78与周围梁80之间的锁定接合。周围结构可完全包围内部结构或仅其一部分。相反的情形也是可能的，即周围结构适于通过在其外侧处施加增大的压力和/或在其内侧处施加减小的压力而向内变形，使得周围结构与内部结构锁定接合。

在所附权利要求范围内的本发明进一步改进是可行的。因而，不应该认为本发明受到此处描述的实施例和附图的限制。相反地，本发明的全部范围应该参照说明书和附图由所附权利要求所确定。

Claims (18)

1.一种用于车辆（10）的发动机罩设备（27,56,68,74），包括：

-烟火装置（26,60,86），和

-第一机械结构（12,58,78），

所述烟火装置（26,60,86）适于直接或间接地在第一位置处影响所述第一机械结构（12,58,78），使得所述第一机械结构（12,58,78）遭受变形和/或移位，

其中，所述第一机械结构（12,58,78）在所述第一位置处的所述变形和/或移位适于在不同于所述第一位置的第二位置处通过直接机械影响来改变所述第一机械结构（12,58,78）的功能模式和/或连接于所述第一机械结构（12,58,78）的第二机械结构（16,70）的功能模式；

其中，所述发动机罩设备（27）还包括：

-发动机罩（12），所述发动机罩（12）形成所述第一机械结构，

-气囊设备（22），所述气囊设备包括气囊（24）和所述烟火装置（26），以及

-在所述车辆（10）的所述发动机罩（12）与主体结构（20）之间提供铰链连接的铰链设备（16），所述铰链设备（16）形成所述第二机械结构，

所述气囊设备（22）适于在触发所述烟火装置（26）时通过对所述气囊（24）充气将所述发动机罩（12）从关闭位置（A）移位至展开位置（C），所述发动机罩（12）藉此在对应于所述气囊（24）的第一位置处遭受变形和/或移位，

所述铰链设备（16）在第一功能模式下能在对应于所述发动机罩（12）的所述关闭位置（A）的第一位置与对应于所述发动机罩（12）的开启位置（B）的第二位置之间移位，并且，在第二功能模式下能在对应于所述发动机罩（12）的所述关闭位置（A）的所述第一位置与对应于所述发动机罩（12）的所述展开位置（C）的第三位置之间移位，

其中，所述发动机罩（12）连接于所述铰链设备（16），使得所述发动机罩（12）的所述变形和/或移位导致所述铰链设备（16）从所述第一功能模式改变为所述第二功能模式；

其中，所述铰链设备（16）包括：

-适于直接或间接地结合于所述车辆（10）的所述主体结构（20）的第一铰链构件（28），

-具有第一端部（40）和第二端部（42）的第二铰链构件（30），以及

-适于直接或间接地结合于所述发动机罩（12）的第三铰链构件（32），

所述第二铰链构件（30）的所述第一端部（40）在提供所述第一功能模式的第一枢轴（A1）处枢轴地连接于所述第一铰链构件（28），

所述第二铰链构件（30）的所述第二端部（42）在提供所述第二功能模式的第二枢轴（A2）处枢轴地连接于所述第三铰链构件（32），

所述第三铰链构件（32）还通过保持构件（48）连接于所述第二铰链构件（30），

所述保持构件（48）防止所述第二铰链构件（30）与所述第三铰链构件（32）之间沿纵向（L）和/或竖直方向（V）的相对运动，

所述保持构件（48）适于在预定力下停用，该预定力等于或小于当所述气囊设备（22）被所述烟火装置（26）触发而导致所述发动机罩（12）变形和/或移位时由所述第三铰链构件（32）施加于所述保持构件（48）上的力（F₂，F₃），并且该预定力大于在所述车辆（10）的正常运行期间以及在所述第一功能模式下所述发动机罩（12）的正常开启期间由所述第三铰链构件（32）施加于所述保持构件（48）上的力，所述保持构件（48）的所述停用使得所述第三铰链构件（32）能够相对于所述第二铰链构件（30）枢转，从而使所述发动机罩（12）可在所述第二功能模式下处于所述展开位置（C）；

其中，所述保持构件（48）适于沿所述车辆（10）的横向（T）被停用，所述预定力至少具有横向分量。

2.根据权利要求1所述的发动机罩设备（27），其中，所述保持构件（48）还适于防止所述第二铰链构件（30）与所述第三铰链构件（32）之间沿所述横向（T）的相对运动。

3.根据权利要求1所述的发动机罩设备（27），其中，所述预定力在0.1-10kN之间。

4.根据权利要求1所述的发动机罩设备（27），其中，所述预定力在0.2-8kN之间。

5.根据权利要求1所述的发动机罩设备（27），其中，所述预定力在0.5-5kN之间。

6.根据权利要求1所述的发动机罩设备（27），其中，所述预定力在0.8-3kN之间。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的发动机罩设备（27），其中，所述保持构件（48）包括分离单元，所述预定力是所述分离单元的分离力。

8.根据权利要求7所述的发动机罩设备（27），其中，所述分离单元是膨胀销（50）、铆钉、顶推螺母或锁定垫圈。

9.根据权利要求7所述的发动机罩设备（27），其中，所述分离单元是推进式紧固件。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的发动机罩设备（27），其中，所述第二铰链构件（30）和/或所述第三铰链构件（32）包括开口（51,53），所述保持构件（48）穿过所述开口（51,53）。

11.根据权利要求10所述的发动机罩设备（27），其中，所述开口具有闭合的周缘。

12.根据权利要求1-6任意一项所述的发动机罩设备（27），其中，所述保持构件（48）位于或邻近于所述第三铰链构件（32）的与第二枢轴（A2）相反的端部。

13.根据权利要求1-6任意一项所述的发动机罩设备（27），其中，所述保持构件（48）包括位于所述第二铰链构件（30）和/或所述第三铰链构件（32）处的摩擦器具，所述摩擦器具适于沿所述纵向（L）和/或竖直方向（V）将所述第三铰链构件（32）保持于所述第二铰链构件（30），但允许所述第三铰链构件（32）的一部分沿所述横向（T）移离所述第二铰链构件（30），藉此允许所述第三铰链构件（32）相对于所述第二铰链构件（30）枢转，使得所述发动机罩（12）可处于所述展开位置（C）。

14.根据权利要求1所述的发动机罩设备（56），其中，所述发动机罩设备（56）包括：

-烟火活塞（60），所述烟火活塞（60）包括所述烟火装置，所述烟火活塞（60）适于通过作用于所述铰链设备上而将所述发动机罩（12）移位至所述展开位置（C），

其中，通过触发所述烟火活塞（60）导致的所述铰链设备的变形导致所述铰链设备从所述第一功能模式改变为所述第二功能模式。

15.根据权利要求1所述的发动机罩设备（68），其中，-所述铰链设备适于连接于所述发动机罩（12）且位于或邻近于所述发动机罩（12）的第一端部（18），

所述发动机罩设备（68）包括烟火活塞（60），所述烟火活塞（60）包括所述烟火装置，所述烟火活塞（60）适于通过作用于所述铰链设备而将所述发动机罩（12）移位至所述展开位置（C），

其中，所述烟火活塞（60）被触发并作用于所述铰链设备上所导致的所述发动机罩（12）的所述变形适于引起所述发动机罩（12）的与所述发动机罩（12）的第一端部（18）相反的第二端部（72）移位并能被偏置元件抬升。

16.根据权利要求15所述的发动机罩设备（68），其中，所述偏置元件是被设置为通过所述发动机罩（12）的所述变形释放的预拉紧弹性元件。

17.根据权利要求1所述的发动机罩设备（74），其中，所述发动机罩设备（74）包括：

-形成所述第一机械结构的机械部件（78），

-烟火装置（86），所述烟火装置适于使所述机械部件（78）遭受在所述机械部件（78）的内表面（88）处的增大的内压力，所述内表面（88）构成所述第一位置，以及

-位于所述机械部件（78）的外表面（84）处的周围结构（80），所述外表面（84）构成所述第二位置，

其中，所述增大的内压力适于导致所述机械部件（78）变形和/或移位并使所述机械部件（78）与所述周围组织（80）锁定接合从而形成组合结构。

18.一种包括根据权利要求1-17任意一项所述的发动机罩设备（27,56,68,74）的车辆（10）。