DE10025784C1 - System für eine gezielte Deformation einer Motorhaube eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Es wird ein System für eine gezielte Deformation eines Deckels (2) einer Motorhaube eines Kraftfahrzeuges (1) vorgestellt. Es soll ein System bereitgestellt werden, welches insbesondere im Hinblick auf den Aktuator (4) und die Motorhaube reversibel ist, keine neuen Gefahrenquellen mit sich bringt, kostenneutral im Vergleich mit herkömmlichen Systemen ist und darüber hinaus den Abstand zwischen Deckel (2) der Motorhaube und Motorblock (5) maximiert. Erreicht wird dies durch ein System, welches eine Sensierung (3), eine modular aufgebaute Motorhaube und wenigstens einen Aktuator (4) umfaßt. Die Sensierung (3) detektiert einen Eingriff infolge einer Kollision und aktiviert den Aktuator (4), wobei der Aktuator (4) den biegeelastischen Deckel (2) der Motorhaube in der Art deformiert, daß der vertikale Abstand zwischen dem biegeelastischen Deckel (2) der Motorhaube und dem Motorblock (5) des Fahrzeuges (1) um einen vorgebbaren Sicherheitsabstand erhöht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein System für eine gezielte Deformation einer Motorhaube eines Kraftfahrzeuges. Der Hintergrund für den Einsatz derartiger Systeme ist der Schutz der Unfallgegner eines Kraftfahrzeuges, insbesondere der Schutz von Fußgängern und Zweiradfahrern.

Fußgänger und Zweiradfahrer, die zu den schwächeren Verkehrsteilnehmern zählen, sind darauf angewiesen, daß ihre häufig stärkeren Unfallgegner, insbesondere Kraftfahrzeuge, Maßnahmen und entsprechende Einrichtungen zu ihrem Schutz bereitstellen. Fahrer und Insassen von Kraftfahrzeugen sind von einer sie schützenden Karosserie umgeben und verfügen darüber hinaus über ein System von zusätzlich im Fahrzeug integrierten Schutzeinrichtungen wie Gurtsysteme und Airbags. Sie haben somit einen ausreichenden, eigenen Schutz, wohingegen Fußgänger und Zweiradfahrer in ihren Möglichkeiten, sich selbst zu schützen, stark eingeschränkt werden und in einer Unfallsituation ohne Zwischenschaltung geeigneter Vorrichtungen meist körperlich direkt betroffen sind. Schutzvorrichtungen im eigentlichen Sinne sind für Fußgänger nicht vorgesehen. Der Fußgänger gilt als der schwächste Verkehrsteilnehmer, der in der Regel darauf angewiesen ist, daß seine Unfallgegner ihn schützende Maßnahmen bzw. Einrichtungen zur Verfügung stellen. Bei Zweiradfahrern stellt sich die Situation nicht wesentlich anders dar. Bei Radfahrern erschöpfen sich die Schutzvorrichtungen im günstigsten Fall in einem Helm, wohingegen bei Zweikrafträdern der gesetzlich vorgeschriebene Schutzhelm durch eine Schutzkleidung ergänzt werden kann.

Diese für Fußgänger und Zweiradfahrer bereitgestellten Schutzvorrichtungen können aber in keiner Weise mit dem breiten Schutz verglichen werden, der den Insassen eines Kraftfahrzeuges durch die sie umgebende Fahrzeugkarosserie gewährt wird.

Aus den genannten Gründen konzentrieren sich die Entwicklungsarbeiten in der Kraftfahrzeugtechnik darauf, die Bereiche des Kraftfahrzeuges, die sich bei Unfällen mit Fußgängern und Zweiradfahrern als die bevorzugten Aufprallzonen herausgestellt haben, konstruktiv so zu gestalten, daß die Verletzungsgefahr der Beteiligten reduziert wird. Unfallstatistiken und Crashversuche weisen als bevorzugte Aufprallzone die Frontpartie und hier insbesondere die Motorhaube des Kraftfahrzeuges als bevorzugten Aufprallbereich und damit als den für Sicherheitsmaßnahmen relevantesten Bereich aus. Neben dieser Anforderung an die Frontpartie wird gleichzeitig die Forderung erhoben, ein Kraftfahrzeug solle einen Frontalaufprall mit geringen Geschwindigkeiten bis 15 km/h unbeschädigt überstehen, wobei beide Ziele in Konkurrenz zueinander treten können. Der der konstruktiven Ausgestaltung des Frontbereiches zugrundeliegende Gedanke ist, daß die bei einem Unfall zwischen einem Kraftfahrzeug und einer im Frontbereich auftreffenden Person freiwerdenden Energie zum größstmöglichen Teil vom Kraftfahrzeug absorbiert werden soll und der kleinere Teil durch Deformation des Körpers der unfallbeteiligten Person selbst. Ziel ist es also, den Frontbereich eines Kraftfahrzeuges so zu gestalten, daß die Fähigkeit im Falle eines Aufpralls, Energie zu absorbieren, optimiert ist. Hierzu finden nach dem Stand der Technik verschiedene Lösungsansätze in der Praxis Anwendung.

Ein erster Lösungsansatz sieht die Verwendung von Verbundwerkstoffen vor. Diese Werkstoffe, die aus zwei oder mehreren Komponenten bestehen, gestatten über die Kombination verschiedener Materialien die gleichzeitige Kombination ihrer Materialeigenschaften. Entsprechend dem jeweiligen Anforderungsprofil kommt ein hierfür abgestimmter Verbundwerkstoff zum Einsatz. So findet im vorliegenden Fall ein Verbundwerkstoff Anwendung, der sowohl eine ausreichende Festigkeit entsprechend der Forderung nach einer hohen Karosseriesteifigkeit aufweist, daneben aber auch ein hohes Energieabsorptionsvermögen hat. Hervorzuheben sind in diesem Zusammenhang die sogenannten Shape Memory Materials, die nach einer Deformation reversibel die ursprüngliche Form annehmen.

Einen weiteren Lösungsansatz bieten Verbundbauteile. Verbundbauteile sind zunächst mit dem Ziel eingesetzt worden, die Reduzierung des Fahrzeuggewichtes voranzutreiben. Diese Teile bestehen in der Regel aus Kunststoffformteilen mit eingegossenen metallischen Verstärkungen und/oder außen aufliegenden dünnen Abdeckungen. Die Gewichtseinsparungen liegen im Bereich von 20-25%. Die Weiterentwicklung dieser Verbundbauteile erfolgte mit der Zielsetzung, daß diese Verbundbauteile neben ihren Vorteilen hinsichtlich der Gewichtseinsparung auch der Anforderung nach einer hohen Nachgiebigkeit bzw. Energieabsorption bei einem Aufprall genügen sollen. Es wurden Verbundteile entwickelt, die aus mehreren Komponenten bestehen, welche formschlüssig zu einem leichten und hochfesten Bauteil miteinander verbunden werden, und die im Fall eines Aufpralls ihre formschlüssige Verbindung teilweise oder ganz lösen bzw. lockern. Hierdurch soll die Festigkeit des gesamten Verbundbauteils herabsetzt werden. Da die Gesamtfestigkeit des Verbundbauteils auf dem Zusammenwirken seiner einzelnen Komponenten beruht, kann die gewünschte Entfestigung dadurch erreicht werden, daß der Verbund zwischen den einzelnen Komponenten ganz oder teilweise aufgelöst wird, so daß aus dem ursprünglich sehr formsteifen Verbundbauteil ein relativ leicht verformbares Ensemble von mehr oder weniger voneinander getrennten Komponenten entsteht.

Als überaus kritisch bezüglich eines Aufpralls einer Person im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges hat sich die Motorhaube erwiesen. Beim Aufprall einer Person im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges trifft in der Regel der Unfallbeteiligte mit dem Kopf auf die Motorhaube, wodurch schwere Kopfverletzungen hervorgerufen werden. Der Einsatz von nachgiebigen, weichen, elastischen Materialien zur Herstellung der Motorhaube hat hierbei keinen Erfolg gehabt, weil auch bei einer formweichen, flexiblen Motorhaube spätestens der meist mit wenig Abstand unter der Motorhaube befindliche Motorblock eine steife Barriere darstellt. Eine auf eine derartige Motorhaube auftreffende Person würde - eine genügend hohe kinetische Energie vorausgesetzt - bis auf den Motorblock des Fahrzeuges durchschlagen. Die Fertigung der Motorhaube aus weichem Material bedingt, daß die freigesetzte Energie von dem Bauteil nur mit einer entsprechend großen Deformation bzw. großen Wegen absorbiert werden kann. Eine derartige Ausgestaltung der Motorhaube führt somit nur bei Kleinstunfällen zum Erfolg, da der zur Verfügung stehende Deformationsweg - dies ist hier der Abstand zwischen der Unterseite der Motorhaube und dem Motorblock - sehr begrenzt ist.

Bei Lösungsansätzen aus der jüngsten Vergangenheit kommen Systeme zum Anheben und Absenken der Motorhaube des Kraftfahrzeuges zum Einsatz. Mit Hilfe dieser Systeme läßt sich der in der Regel geringe Abstand zwischen Motorhaube und Motorblock vergrößern, so daß die Gefahr des Durchschlagens des Kopfes bis zum Motorblock vermindert wird. Als Aktuatoren für das Anheben der Motorhaube wurden zunächst nicht reversible Systeme, wie z. B. pyrotechnische Treibsätze, verwendet, die nach Aktivierung durch einen Sensor die Motorhaube in die bevorzugte Position verfahren haben. Die Weiterentwicklungen dieses Lösungsansatzes haben zum Einsatz von reversiblen Systemen als Aktuatoren geführt. Diese Aktuatoren haben die Motorhaube nach einem Aufprall bzw. bei einer fehlerhaft hervorgerufenen Aktivierung des Systems die Motorhaube in ihre ursprüngliche Position gebracht. Die verfügbaren Systeme zum Anheben der gesamten Motorhaube leiden zudem unter dem Nachteil, daß sich die Motorhaube unter ihrem Eigengewicht bei den hohen erforderlichen Beschleunigungen irreversibel verformt. Die irreversible Deformation kann einer Zerstörung der Motorhaube gleichgesetzt werden. Im Hinblick auf die Kosten ist eine solche Lösung wenig befriedigend, gerade auch dann, wenn eine fehlerhafte Aktivierung des Systems berücksichtigt wird. Zum anderen wird die Motorhaube durch das Anheben in eine Position gebracht, die das Risiko einer Intrusion der Motorhaube durch die Windschutzscheibe in die Fahrgastzelle wesentlich erhöht. Gerade das Letztere ist unter dem Aspekt der Sicherheit nicht akzeptabel. Es ist hervorzuheben, daß insbesondere Bemühungen zur Steigerung der Sicherheit nicht sinnvoll sein können, bei denen neue Gefahrenquellen entstehen.

In der DE 196 15 744 C1 ist ein Kraftfahrzeug mit mehreren Karosserieteilen offenbart, wobei zum Schutz eines aufprallenden Objektes auf einen Außenhautbereich des Kraftfahrzeuges, dieser Bereich mittels einer Gassackvorrichtung dem Aufprallpartner entgegen verlagerbar ist. Erreicht wird dies durch die Anordnung eines geschlossenen Hohlraumes in den Karosserieteilen, wobei der Aufprallbereich mittels einer pyrotechnischen Treibladung und in den Hohlraum eingeleitete Gase schlagartig nach außen expandiert wird. Dieses System ist aber nicht reversibel.

Die JP 09/315266 A zeigt eine Schutzvorrichtung zur Erhöhung des Deformationsweges im Bereich der Motorhaube eines Kraftfahrzeuges. Dabei wird die Motorhaube am Scharnier im Bereich der Windschutzscheibe angehoben, wodurch der Deformationsweg, insbesondere der Abstand zwischen Motorhaube und Motorblock, wie bereits oben in anderem Zusammenhang beschrieben, vergrößert wird. Die Nachteile dieser Vorrichtung wurden bereits erläutert.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System für eine gezielte Deformation eines Deckels einer Motorhaube eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, welches reversibel ist insbesondere im Hinblick auf den Aktuator und die Motorhaube selbst, keine neuen Gefahrenquellen mit sich bringt - wie die nach dem Stand der Technik bekannte, im Ganzen angehobene Motorhaube, kostenneutral im Vergleich mit herkömmlichen Systemen ist und darüber hinaus die Erhöhung des Abstandes zwischen Deckel der Motorhaube und Motorblock optimiert.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein System mit

• - wenigstens einer Sensierung, mittels derer ein Eingriff infolge einer Kollision des Fahrzeuges mit einem Hindernis sensierbar und ein entsprechendes Signal generierbar ist, und
• - einer modular aufgebauten Motorhaube mit einem starren Rahmen, einem biegeelastischen Deckel, Führungselementen, mittels derer der biegeelastische Deckel der Motorhaube während der Deformationbewegung geführt wird, und Verriegelungselementen, mittels derer der biegeelastische Deckel im deaktivierten Ruhezustand fest mit dem starren Rahmen verbunden ist, und
• - wenigstens einem Aktuator, der den biegeelastischen Deckel der Motorhaube auf Ansteuerung durch das einen Eingriff infolge einer Kollision anzeigende Signal der Sensierung unter Aufbau von Biegespannungen in der Art deformiert, daß der vertikale Abstand zwischen dem biegeelastischen Deckel der Motorhaube und dem Motorblock des Fahrzeugs um einen vorgebbaren Sicherheitsabstand erhöht wird, wobei der Aktuator auf ein Ausbleiben einer Kollision auf Ansteuerung durch ein weiteres Signal deaktiviert wird und der unter Vorspannung stehende biegeelastische Deckel automatisch unter Abbau seiner Biegespannungen in seinen deaktivierten Ruhezustand zurückkehrt.

Um die gewünschte Deformation des Deckels der Motorhaube mittels herkömmlicher Aktuatoren zu erzielen, wird mehr Zeit benötigt als ein am Kraftfahrzeug angeordneter konventioneller Sensor bereitzustellen fähig ist, der erst im Moment des Kontaktes mit dem Unfallgegner und somit erst beim Ereignis des zu sensierenden Unfalls selbst aktiv wird. In diesem Fall verbleiben nur 50 bis 100 Millisekunden vom ersten Kontakt bis zum Aufprall der unfallbeteiligten Person. Der konventionelle Sensor bzw. die herkömmlichen Aktuatoren sind hierfür zu langsam. Vor dem Aufprall muß die Motorhaube bzw. der Deckel der Motorhaube in der gewünschten Endstellung abschließend positioniert sein. Eine Bewegung der Motorhaube im Rahmen der Deformationsbewegung während des Aufprallvorganges der Person ist unter allen Umständen zu vermeiden. Die Relativbewegung bzw. -geschwindigkeit zwischen Deckel und Person kann im ungünstigsten Fall die Auftreffgeschwindigkeit und somit die Verletzungsgefahr der Person erhöhen. Einerseits können die erforderlichen Zeitspannen für die Positionierung der Motorhaube durch den Einsatz eines sogenannten Pre-Crashsensor realisiert werden, der über einen bevorstehenden Eingriff infolge einer Kollision beispielsweise etwa 0,5 bis 1 Sekunde vor dem ersten Kontakt Auskunft gibt. Dieser Pre-Crashsensor sorgt für die zur Aktivierung des Systems notwendige Zeit. Die so erzielte Vergrößerung der zur Verfügung stehenden Zeitspanne ist zwingend erforderlich für die eingesetzten heutigen Aktuatoren, die aufgrund ihres Funktionsprinzips entsprechende Zeiten - u. a auch Ansprechzeiten - benötigen. Zum anderen können die bei der Deformation am Deckel auftretenden Beschleunigungen gering gehalten werden, da für die zurückzulegenden Strecken beim Bewegen des Deckels mehr Zeit bereitgestellt wird. Die geringeren Beschleunigungen implizieren geringere Trägheitskräfte. Die Belastung des Deckels bzw. des ihn bildenen Materials und der eventuell am Deckel angeordneten Elemente wird herabgesetzt. Im Rahmen dieser Erfindung soll aber auch berücksichtigt werden, daß bei der Verwendung schneller Aktuatoren, die in der Lage sind, den Deckel in kürzeren Zeitabständen zu positionieren, herkömmliche Sensoren, die bei Kontakt ein Signal generieren, ausreichend sein können. Die Verwendung eines Pre- Crashsensors als geeignete Sensierung ist nur eine Möglichkeit, die aber nicht als Beschränkung angesehen werden soll.

Erfindungsgemäß ist eine modular aufgebaute Motorhaube, die u. a. einen Rahmen und ein an diesem Rahmen befestigten Deckel aufweist, Bestandteil des vorgestellten Systems. Vorteilhaft an dieser Ausführung der Motorhaube ist, daß jedes Teil der Motorhaube aus einem anderen Material entsprechend den jeweiligen Anforderungen des Teils gefertigt werden kann und daß nicht die gesamte Motorhaube zur Erzielung einer Schutzwirkung bewegt werden muß. Der Rahmen wird zur Erzielung der notwendigen Steifigkeit der Motorhaube entsprechend starr ausgeführt und konventionell aus beispielsweise Profilen, Blechen etc. gefertigt. Der Rahmen dient in erster Linie als Träger für den Deckel und sorgt für eine ausreichende Steifigkeit der Karosserie im Bereich der Motorhaube. Er zählt bei dem erfindungsgemäßen System nicht zu den bewegten Teilen, so daß seine Masse ohne Einfluß auf die auftretenden Trägheitskräfte und die von den Aktuatoren zu bewirkenden Kräfte bleibt. Dieser Effekt unterstützt die oben beschriebene Reduzierung der Trägheitskräfte durch die Vergrößerung der zur Verfügung stehenden Zeit infolge Verwendung eines Pre-Crashsensors. Im wesentlichen ist der Deckel bei dem vorliegenden System das zu bewegende Bauteil und soll aus diesem Grunde als leichte Abdeckung ausgeführt werden, die nur ein geringes Eigengewicht hat. Bevorzugt sind Materialien zu verwenden, die bei Deaktivierung des Systems unter Abbau ihrer Biegespannungen in ihre Ausgangslage von selbst - ohne äußeres Zutun - zurückkehren und dabei keine Beschädigungen davontragen, was hier als reversibel im Hinblick auf den biegeelastischen Deckel angesehen werden soll. Kunststoffe, die solche Eigenschaften aufweisen, sind seit kurzem verfügbar. Das geringe Gewicht von aus diesen Materialien gefertigten Teilen - hier der biegeelastische Deckel - hat darüberhinaus den Vorteil, daß einerseits die bei der Deformation des Deckels von den Aktuatoren aufzubringende Kraft gering gehalten wird und andererseits die auf den Deckel und der an ihm angeordneten Elemente wirkenden Trägheitskräfte reduziert werden.

Die modular aufgebaute Motorhaube muß des weiteren über Führungselemente verfügen, um die Bewegung des Deckels relativ zum Rahmen während der Deformation in vorgebbarer Weise festlegen zu können.

Ebenfalls erforderlich sind Verriegelungselemente, die den Deckel im normalen Fahrbetrieb bei Deaktivierung des Schutzsystems in ausreichender Weise mit dem Rahmen verbinden, so daß ein feste bauliche Einheit mindestens bestehend aus Deckel und Rahmen entsteht.

Vorteilhaft sind Systeme, bei denen als Führungselemente mindestens zwei Führungselemente dienen, wobei mindestens ein Führungselement auf der Seite des rechten Kotflügels und mindestens ein Führungselement auf der Seite des linken Kotflügels jeweils im Bereich der während der Deformationsbewegung in Fahrzeuglängsrichtung verfahrbaren und gegenüberliegenden Ecken des biegeelastischen Deckels angeordnet ist.

Diese Führungelemente sind mit ihrem einen Ende an dem biegeelastischen Deckel befestigt und laufen mit ihrem anderen Ende in einer Führungsschiene, die entweder am Rahmen befestigt ist oder direkt Teil des Rahmens ist. Eine geeignete Ausformung des Kopfes des in der Führungsschiene sitzenden Endes des Führungselementes verhindert das Herausspringen des Führungselementes aus der Führungsschiene und reduziert so die Störanfälligkeit.

Zu bevorzugen sind insbesondere Systeme, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Führungselemente in der Art ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig als Verriegelungselemente dienen.

Besonders vorteilhaft sind Systeme, bei denen der biegeelastische Deckel konstruktiv in der Art gestaltet ist, daß seine Biegesteifigkeit lokal variiert und somit eine gezielte Deformation des biegeelastischen Deckels ermöglicht wird.

Dies ermöglicht die Berücksichtigung der räumlichen Anordnung des Motors relativ zu dem darüber befindlichen Deckel. Findet die Deformation des Deckels beispielsweise in der Art statt, daß zwei gegenüberliegende Seitenkanten des Deckels aufeinander zu bewegt werden, wird sich bei einem im wesentlichen in allen Bereichen gleichartig ausgebildeten Deckel - ähnlich eines dünnen Metallbleches - eine symmetrische Verformung ausbilden. Der höchste Punkt des sich bogenförmig ausbildenen Deckels wird in der Regel mittig angeordnet sein. Zu beiden Seiten nimmt die Höhe des Deckels in gleichem Maße ab. Da es eine Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist, den Abstand zwischen Motorblock und Deckel zu erhöhen, ist bei der Auslegung des Schutzsystems die Lage von Motorblock und Deckel zueinander von Bedeutung. Wie oben ausgeführt, wird sich der biegeelastische Deckel ohne weiteres Zutun für gewöhnlich in der Mitte am stärksten wölben. Der Motorblock wird aber nicht immer mittig unterhalb des Deckels angeordnet sein. Somit kann es wünschenswert sein, den Deckel konstruktiv so zu gestalten, daß er sich außermittig - günstigstenfalls direkt über dem Motorblock - am stärksten wölbt. Eine Einflußnahme auf das Verformungsverhalten des Deckels ist möglich über eine lokale Variation der Biegesteifigkeit. Dies kann direkt über die dreidimensionale Ausgestaltung des Deckels erfolgen.

Vorteilhaft sind beispielsweise Systeme, bei denen die dreidimensionale Ausgestaltung dadurch realisiert wird, daß der biegeelastische Deckel lokal unterschiedliche Materialdicken aufweist, so daß seine Biegesteifigkeit lokal variiert.

Bevorzugte Systeme kennzeichnet das Merkmal, daß der biegeelastische Deckel ein Netz von Querstreben aufweist, deren Ausbildung selbst und deren räumliche Anordnung am Deckel die Biegesteifigkeit des Deckels vorgebbar beeinflussen, so daß die Biegesteifigkeit des Deckels lokal variiert.

Diese Querstreben können seperat angefertigt werden und anschließend am Deckel befestigt werden oder Teil des Deckels selbst sein. Im letzteren Fall bestehen Deckel und Querstreben aus demselben Material und werden in einem Formgebungsprozeß gefertigt.

Ein überaus günstige Ausführungsform des Systems ist dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel konstruktiv in der Art gestaltet ist bzw. seine Biegesteifigkeit lokal in der Weise variiert, daß der durch die Deformation herbeigeführte vertikale Abstand zwischen dem biegeelastischen Deckel der Motorhaube und dem Motorblock des Fahrzeugs und das Lot vom höchsten Punkt des deformierten Deckels in derselben senkrecht zur Fahrzeuglängsachse stehenden Ebene liegen.

Mit anderen Worten gesagt, ist der vertikal am höchsten gelegene Punkt der gewölbten Motorhaube idealerweise über dem Motorblock angeordnet, da der hier vorliegende Abstand maximiert werden soll. Diese Ausführungsform ist die bereits oben erwähnte Ausbildung des Deckels, bei der sich der Deckel am stärksten direkt über dem Motorblock wölbt bzw. deformiert.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Systems hinsichtlich des mindestens einen zu verwendenen Aktuators können den Unteransprüchen entnommen werden.

Zu bevorzugen sind Systeme, bei denen der wenigstens eine Aktuator ein Elektromotor, ein hydraulischer Antrieb, ein pneumatischer Antrieb oder ein Seilzug ist.

Ein Elektromotor benötigt beispielsweise etwa 200 Millisekunden für eine translatorisch abzufahrende Strecke - zum Beispiel der Deckelkante - von etwa 120 mm. An dieser Stelle wird ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems sichtbar. Bei dem vorliegenden System kann schon durch kleine Verschiebungen bzw. Abfahren von kleineren Strecken ein ausreichend großer Sicherheitsabstand zwischen Deckel und Motorblock erzielt werden. Im Gegensatz hierzu muß bei den herkömmlichen Systemen zum Anheben der gesamten Motorhaube in der Regel ein Weg zurückgelegt werden, der mit dem zu erzielenden Abstand in der Größenordnung vergleichbar ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Systems zeichnen sich dadurch aus, daß zwei Seilzüge als Aktuatoren dienen, wobei ein Seilzug auf der Seite des rechten Kotflügels und ein Seilzug auf der Seite des linken Kotflügels angeordnet ist, deren freies Ende jeweils im Bereich der während der Deformationsbewegung in Fahrzeuglängsrichtung verfahrbaren und gegenüberliegenden Ecken des biegeelastischen Deckels befestigt ist.

Insbesondere Systeme, bei denen die beiden Ecken die Ecken der Kante des Deckels sind, die unterhalb der Frontscheibe verläuft, sind als günstig anzusehen, weil dieses System den Aufprallbereich besonders günstig ausbildet. So liegt der durch die Deformation der Motorhaube bzw. durch das Verschieben der Deckelkante freigegebene Bereich des Motorraumes auf der Rückseite der Aufprallzone und folglich ist der Motorraum auch bei deformierter Motorhaube im Frontbereich geschlossen. Eine Verminderung der Verletzungsgefahr ist die Folge.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles gemäß den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht des Frontbereiches eines Kraftfahrzeuges mit dem implementierten System im deaktivierten Zustand, teilweise geschnitten,

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht des Frontbereiches eines Kraftfahrzeuges mit dem implementierten System im aktivierten Zustand, teilweise geschnitten, und

Fig. 3 schematisch ein Führungs- bzw. Verriegelungselement mit einem Deckelabschnitt in der Perspektive, und

Fig. 4 schematisch eine im Rahmen der Motorhaube angeordnete Führungsschiene in der Perspektive.

In Fig. 1 ist schematisch der Frontbereich eines Kraftfahrzeuges 1 und das hier implementierte System für eine gezielte Deformation des biegeelastischen Deckels 2 einer Motorhaube eines Kraftfahrzeuges 1 mit seinen wesentlichen Komponenten anschaulich dargestellt. Im einzelnen sind dies sowohl der Pre- Crashsensor 3, die modular aufgebaute Motorhaube mit einem starren Rah­ men 7 und einem biegeelastischen Deckel 2, als auch die Führungs- bzw. Verriegelungselemente 8, 9, und zwei als Aktuatoren 4 dienende Seilzüge 4'. Der am Stoßfänger 6 befestigte Pre-Crahsensor 3 überwacht den für einen Frontalaufprall relevanten Bereich und sendet bei einer unmittelbar bevorstehenden Kollision ein zu generierendes Signal für die Ansteuerung der Aktuatoren 4 ab. Das vorliegende System ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Seilzüge 4' als Aktuatoren 4 dienen, wobei ein Seilzug 4' auf der Seite des rechten Kotflügels und ein Seilzug 4' auf der Seite des linken Kotflügels angeordnet ist. Das freie Ende jedes Seilzuges 4' ist jeweils im Bereich der gegenüberliegenden Ecken 10 des biegeelastischen Deckels 2 befestigt, die während der Deformationsbewegung in Fahrzeuglängsrichtung verschoben werden. Der auf der Seite des linken Kotflügels angeordnete Seilzug 4' ist mit seinem freien Ende an der Ecke 10, die auf der Seite des linken Kotflügels liegt, befestigt, d. h. der linke Seilzug 4' ist an der linken Ecke 10 befestigt. Entsprechend ist der Seilzug 4', der auf der Seite des rechten Kotflügels angeordnet ist mit seinem freien Ende an der Ecke 10 befestigt, die auf der Seite des rechten Kotflügels liegt. Bei den beiden Ecken 10 handelt es sich um die Ecken 10 der Kante des Deckels 2, die unterhalb der Frontscheibe 12 verläuft. Im deaktiviertem Zustand wird der biegeelastische Deckel 2 mittels zweier Verriegelungselemente 9 fest mit dem starren Rahmen 7 verbunden. Die Verriegelungselemente 9 sind ebenfalls im Bereich dieser unterhalb der Frontscheibe 12 verlaufenden Kante des Deckels 2 angeordnet und werden mit dieser während des Deformationsvorganges verschoben. Darüber hinaus dienen im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verriegelungselemente 9 gleichzeitig als Führungselemente 8, die den biegeelastischen Deckel 2 während der Deformationsbewegung in Führungsschienen führen. Deutlich zu erkennen ist der geringe Abstand zwischen dem biegeelastischen Deckel 2 und dem Motorblock 5. Eine auf die Motorhaube auftreffende Person würde schon bei geringen Aufprallgeschwindigkeiten nach einer geringfügigen Deformation der Motorhaube bis auf den Motorblock 5 des Fahrzeuges 1 durchschlagen. Der Motorblock 5 stellt für die am Unfall beteiligte Person eine starre, steife und unnachgiebige Barriere dar und birgt eine hohe Verletzungsgefahr.

Fig. 2 zeigt schematisch den Frontbereich eines Kraftfahrzeuges 1 in der Seitenansicht und das implementierte System im aktivierten Zustand. Unmittelbar nach der Sensierung einer bevorstehenden Kollision durch den Pre-Crashsensor 3 werden die Aktuatoren 4 durch ein zu generierendes Signal angesteuert, woraufhin sie den biegeelastischen Deckel 2 der Motorhaube unter Aufbau von Biegespannungen deformieren. Die zwei als Aktuatoren 4 dienenden Seilzüge 4', die mit ihren freien Enden jeweils im Bereich der Ecken 10 der unterhalb der Frontscheibe 12 verlaufenden Deckelkante befestigt sind, verschieben diese Deckelkante durch Verkürzen der freien Seillänge. Die unterhalb der Frontscheibe 12 verlaufende Deckelkante wird in der Weise verschoben, daß sie sich auf die gegenüberliegende Deckelkante, die parallel zum vorderen Stoßfänger 6 verläuft, zubewegt. Hierdurch wird der biegeelastische Deckel 2 unter Aufbau von Biegespannungen so deformiert, daß der vertikale Abstand zwischen biegelastischem Deckel 2 der Motorhaube und dem Motorblock 5 des Fahrzeuges 1 vergrößert wird. Diese Vergrößerung des Abstandes zwischen Deckel 2 und Motorblock 5 verschafft dem Deckel 2 einen wesentlich größeren freien Deformationsweg und somit - durch die Möglichkeit einer umfangreicheren Deformation - die Fähigkeit, größere Energien abzubauen bzw. zu absorbieren. Die Gefahr, daß beim Aufprall einer Person im Frontbereich des Kraftfahrzeuges 1 diese Person mit dem Kopf auf die Motorhaube aufschlägt und anschließend auf den Motorblock 5 durchschlägt, wird erheblich verringert.

Fig. 3 zeigt ein Verriegelungselement 9 mit einem Fragment des biegeelastischen Deckels 2, an dem es befestigt ist. Das vorliegende Verriegelungselement 9 ist dadurch gekennzeichnet, daß es gleichzeitig die Funktion eines Führungselementes 8 übernimmt. Diese Doppelfunktion beinhaltet demnach sowohl das Führen des biegeelastischen Deckels 2 während der Deformationsbewegung als auch das feste Verbinden des biegeelastischen Deckels 2 mit dem starren Rahmen 7 im deaktivierten Zustand. Ermöglicht wird dies durch die besondere konstruktive Ausgestaltung des Elementes 8, 9. Das L-förmig ausgebildete Element 8, 9 übernimmt im wesentlichen mit seinem senkrecht zum Deckel 2 stehenden Schenkel die Führungsaufgabe, d. h. die Führung des Deckels 2. Hingegen wird die Verriegelungsaufgabe im wesentlichen von dem parallel zum Deckel 2 verlaufenden Schenkel des Elementes 8, 9 übernommen, indem dieser Schenkel in ein entsprechend ausgeformtes zweites Verriegelungselement eingreift, so daß eine Bewegung senkrecht zur Deckeloberfläche unterbunden wird. Dieses zweite Verriegelungselement ist vorzugsweise wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel Teil einer Führungsschiene, die in Fig. 4 dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Führungsschiene 11, in der beispielsweise das in Fig. 3 gezeigte Führungs- bzw. Verriegelungselement 8, 9 angeordnet ist. Diese Führungsschiene 11 wird vorzugsweise im Rahmen 7 der Motorhaube angeordnet. Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeweils eine solche Führungsschiene 11 auf der Seite des rechten und des linken Kotflügels im Rahmen 7 positioniert. Der Doppelpfeil in Fig. 4 veranschaulicht die Bewegungsrichtung des in Fig. 3 gezeigten Führungs- bzw. Verriegelungselementes 8, 9. in der Führungsschiene 11 während des Deformationsvorganges. Die feste Verbindung des Deckels 2 mit dem Rahmen 7 wird dadurch erzielt, daß das Verriegelungselement mit seinem zum Deckel 2 parallel verlaufenden Schenkel unter der rechteckigen, bilderrahmenähnlichen Führungsschiene 11 hindurchgreift.

Bezugszeichenlisten

1

Fahrzeug

2

Biegeelastischer Deckel

3

Pre-Crashsensor

4

Aktuator

4

' Seilzug

5

Motorblock

6

Stoßfänger

7

Rahmen

8

Führungselement

9

Verriegelungselement

10

Ecke

11

Führungsschiene

12

Frontscheibe

Claims (14)

1. System für eine gezielte Deformation eines Deckels (2) einer Motorhaube eines Kraftfahrzeuges (1) mit
wenigstens einer Sensierung (3), mittels derer ein Eingriff infolge einer Kollision des Fahrzeuges (1) mit einem Hindernis sensierbar und ein entsprechendes Signal generierbar ist, und
einer modular aufgebauten Motorhaube mit einem starren Rahmen (7), einem biegeelastischen Deckel (2), Führungselementen (8), mittels derer der biegeelastische Deckel (2) der Motorhaube während der Deformationbewegung geführt wird und Verriegelungselementen (9), mittels derer der biegeelastische Deckel (2) im deaktivierten Ruhezustand fest mit dem starren Rahmen (7) verbunden ist, und
wenigstens einem Aktuator (4), der den biegeelastischen Deckel (2) der Motorhaube auf Ansteuerung durch das einen Eingriff infolge einer Kollision anzeigende Signal der Sensierung (3) unter Aufbau von Biegespannungen in der Art deformiert, daß der vertikale Abstand zwischen dem biegeelastischen Deckel (2) der Motorhaube und dem Motor­ block (5) des Fahrzeugs (1) um einen vorgebbaren Sicherheitsabstand erhöht wird, wobei der Aktuator (4) auf ein Ausbleiben einer Kollision auf Ansteuerung durch ein weiteres Signal deaktiviert wird und der unter Vorspannung stehende biegeelastische Deckel (2) automatisch unter Abbau seiner Biegespannungen in seinen deaktivierten Ruhezustand zurückkehrt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungselemente (8) mindestens zwei Führungselemente (8) dienen, wobei mindestens ein Führungselement (8) auf der Seite des rechten Kotflügels und mindestens ein Führungselement (8) auf der Seite des linken Kotflügels jeweils im Bereich der während der Deformationsbewegung in Fahrzeuglängsrichtung verfahrbaren und gegenüberliegenden Ecken (10) des biegeelastischen Deckels (2) angeordnet ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (8) in der Art ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig als Verriegelungselemente (9) dienen.

4. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der biegeelastische Deckel (2) konstruktiv in der Art gestaltet ist, daß seine Biegesteifigkeit lokal variiert und somit eine gezielte Deformation des biegeelastischen Deckels (2) ermöglicht wird.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der biegeelastische Deckel (2) lokal unterschiedliche Materialdicken aufweist, so daß seine Biegesteifigkeit lokal variiert.

6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der biegeelastische Deckel (2) ein Netz von Querstreben aufweist, deren Ausbildung selbst und deren räumliche Anordnung am Deckel (2) die Biegesteifigkeit des Deckels (2) vorgebbar beeinflussen, so daß die Biegesteifigkeit des Deckels (2) lokal variiert.

7. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) konstruktiv in der Art gestaltet ist bzw. seine Biegesteifigkeit lokal in der Weise variiert, daß der durch die Deformation herbeigeführte vertikale Abstand zwischen dem biegeelastischen Deckel (2) der Motorhaube und dem Motorblock (5) des Fahrzeugs (1) und das Lot vom höchsten Punkt des deformierten Deckels (2) in derselben senkrecht zur Fahrzeuglängsachse stehenden Ebene liegen.

8. System nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Aktuator (4) ein Elektromotor ist.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Aktuator (4) ein hydraulischer Antrieb ist.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Aktuator (4) ein pneumatischer Antrieb ist.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Aktuator (4) ein Seilzug (4') ist.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Seil­ züge (4') als Aktuatoren (4) dienen, wobei ein Seilzug (4') auf der Seite des rechten Kotflügels und ein Seilzug (4') auf der Seite des linken Kotflügels angeordnet ist, deren freies Ende jeweils im Bereich der während der Deformationsbewegung in Fahrzeuglängsrichtung verfahrbaren und gegenüberliegenden Ecken (10) des biegeelastischen Deckels (2) befestigt ist.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ecken (10) die Ecken (10) der Kante des Deckels (2) sind, die unterhalb der Frontscheibe (12) verläuft.

14. System nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensierung mindestens einen Pre-Crashsensor beinhaltet.