DE10116523C1

DE10116523C1 - Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE10116523C1
Application number: DE2001116523
Authority: DE
Inventors: Wulf Haertel; Hendrik Korinth
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2021-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zum Schutz von Fußgängern und Zweiradfahrern beim Aufprall auf eine Fronthaube (1) eines Personenkraftwagens (Pkw), wobei die Fronthaube (1) bei einem Aufprall von einer Ruheposition (I) in eine Aufprallposition (II) mittels einer von einer Auslösevorrichtung aktivierten Hubvorrichtung (4) verlagerbar ist. Die Hubvorrichtung (4) besteht aus einer sich quer zur Längsrichtung (L) des Pkw erstreckenden Blattfeder (5), die zwischen der Fronthaube (1) und der Karosserie angeordnet ist und die Fronthaube (1) zumindest mittelbar von der Ruheposition (I) in die Aufprallposition (II) verlagert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Fußgän gern und Zweiradfahrern beim Aufprall auf eine Fronthaube eines Perso nenkraftwagens gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Fußgänger sowie Benutzer von Zweirädern (Mofa, Moped, Fahrrad, Motor rad) zählen zu den ungeschützten Verkehrsteilnehmern. In Europa betreffen etwa 20% bis 35% aller tödlichen Verkehrsunfälle Fußgänger. Bei fast 80% der Personenschadenunfälle von motorisierten Zweiradfahrern mit einem zweiten Beteiligten war ein Personenkraftwagen (Pkw) der Unfallgegner. Aus diesen Gründen sind eine Reihe von Maßnahmen am Pkw bekannt, die zur Verletzungsminderung bei der Kollision mit Fußgängern beitragen, und sich auch positiv in den Fällen auswirken, in denen Zweiradfahrer von Pkws an gefahren werden. Kritisch für die gesamte Verletzungsschwere ist der Kopf aufschlag, weshalb in den dafür in Frage kommenden Zonen der Fronthaube ein ausreichender Verformungsweg, das heißt Freiraum unter der Fronthaube, zur Verfügung stehen muss, um die Kopfbeschleunigung beim Auf prall zu reduzieren. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Fronthaube bei einem Aufprall von einer Ruheposition in eine Aufprall position mittels einer von einer Auslösevorrichtung aktivierten Hubvorrich tung verlagerbar ißt. Als Hubvorrichtung eignen sich sowohl Zylinder-Kolben- Einheiten (JP 2 000 033850), aber auch mit einem Treibmittel aufblasbare Gas sackvorrichtungen, die im Ruhezustand unterhalb der Fronthaube angeord net sind (DE 28 14 107 A1).

Allen diesen Lösungen haftet der Nachteil an, dass sie relativ kompliziert und damit anfällig für Störungen sind. Bei Gassackvorrichtungen kommt hinzu, dass diese grundsätzlich nur ein einziges Mal aktiviert werden können und danach komplett ausgetauscht werden müssen. Insbesondere wenn meh rere Gassackvorrichtungen vorgesehen sind, ist der Austausch derartiger Hubvorrichtungen aufwendig und kostspielig. Das gleiche gilt auch für Kol ben-Zylinder-Einheiten, bei denen die Treibladung nach einem Aufprall ebenfalls ausgewechselt werden muss.

Die DE 197 12 961 A1 offenbart ebenfalls eine Hubvorrichtung mit einer Energie speichernden Einrichtung, mit welcher im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger eine Frontklappe nach oben verschwenkt werden kann. Als Energie speichernde Einrichtung kommt hierbei eine me chanische Feder, insbesondere eine metallische Schraubendruckfeder, zum Einsatz. Die Schraubendruckfedern sind zwar kostengünstig herzustellen und besitzen auch eine höhere Funktionssicherheit als Zylinder-Kolben-Ein heiten, allerdings nehmen sie auch nicht unerheblichen Bauraum unterhalb der Fronthaube ein.

Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine Sicher heitseinrichtung zum Schutz von Fußgängern und Zweiradfahrern beim Auf prall auf eine Fronthaube eines Personenkraftwagens zu schaffen, welche bei kompakter Baugröße ein funktionssicheres Verlagern der Fronthaube von einer Ruheposition in eine Aufprallposition gewährleistet.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Im Unterschied zu den im Stand der Technik bekannten Hubvor richtungen für Fronthauben kommt bei dieser Erfindung eine Blattfeder zum Einsatz, die der Fronthaube zugeordnet ist und die Fronthaube zumindest mittelbar von der Ruheposition in die Aufprallposition verlagert. Zweckmäßig ist die Blattfeder zwischen der Fronthaube und der Karosserie eingegliedert. Blattfedern können als langgestreckte Elemente sehr flach und damit platz sparend ausgeführt sein. Sie benötigen daher unterhalb der Fronthaube, das heißt im Motorraum äußerst wenig Bauraum und sind daher leicht in beste hende Fahrzeugkonzepte zu integrieren. Blattfedern sind elastische Form elemente, an welchen beim Spannen Arbeit verrichtet wird, die abgesehen von inneren und äußeren Reibungsverlusten beim Entspannen wieder abge geben wird. Blattfedern können nach dem Entspannen leicht wieder ge spannt werden. Daher ist es grundsätzlich nicht erforderlich, Bauteile der Sicherheitseinrichtung auszuwechseln, wie es bei Gassackvorrichtungen z. B. der Fall ist.

Bevorzugt kommen Blattfedern aus Metall zum Einsatz, insbesondere aus den üblichen Federwerkstoffen, wie z. B. härtbare Kohlenstoffstähle. Die außerordentlich hohe Festigkeit der Federwerkstoffe lässt entsprechend hohe Beanspruchungen zu, so dass Blattfedern verhältnismäßig kleine Ab messungen erhalten können.

Eine Blattfeder kann aufgrund ihrer geringen Bauhöhe sowohl im Motorraum, das heißt an der Karosserie, als auch an der Fronthaube selber befestigt sein. Die von der Blattfeder ausgeübte Federkraft kann unmittelbar an der Fronthaube angreifen, aber auch über einen entsprechenden Mechanismus, insbesondere einen von der Blattfeder ausgelenkten Hebel, mittelbar an der Fronthaube angreifen und diese von der Ruheposition in die Aufprallposition verlagern.

Grundsätzlich kann die Blattfeder jede beliebige Orientierung unterhalb der Fronthaube einnehmen. Es wird jedoch als besonders vorteilhaft angesehen, wenn eine Blattfeder quer zur Längsrichtung des Pkw angeordnet ist. Günstig ist es, wenn eine Blattfeder im hinteren Bereich der Fronthaube an geordnet ist, wobei die Fronthaube mit ihrem vorderen Bereich schwenkbar an der Karosserie gelagert ist. Durch das Anheben des hinteren Bereichs der Fronthaube wird dem Umstand Rechnung getragen, dass bei einem Unfall mit einem durchschnittlichen Mittelklassefahrzeug der Kopf eines Fußgängers bei Stadtverkehrsgeschwindigkeit im Bereich der unteren Front scheibenkante aufschlägt. Für eine Vergrößerung des Verformungswegs in diesem Bereich ist es daher lediglich notwendig, den hinteren Bereich der Fronthaube anzuheben. Hierfür kann eine einzelne Blattfeder ausreichend sein, die vorzugsweise quer zur Längsrichtung des Pkw angeordnet ist. Durch die Quererstreckung der Blattfeder kann sie in günstiger Weise im hinteren Motorraum abgestützt sein, da die Blattfeder hier ein hinreichend starres Widerlager findet.

Eine Fronthaube, die schwenkbar an der Karosserie gelagert ist, ist zweck mäßigerweise über zwei beabstandete Schwenklager mit der Karosserie verbunden. Um ein gleichmäßiges Anheben der Fronthaube zu gewähr leisten, kann eine einzelne Blattfeder in der Mitte des hinteren Bereichs der Fronthaube positioniert sein. Dadurch ergibt sich mit den Schwenklagern eine Dreipunktlagerung (Anspruch 2). In weiterer Ausgestaltung können selbstverständlich auch mehrere Blattfedern im hinteren Bereich der Front haube vorgesehen sein, insbesondere je eine Blattfeder an jeweils einer Ecke der Fronthaube.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Fronthaube von we nigstens zwei Blattfedern im wesentlichen parallel zur Ruheposition anhebbar ist (Anspruch 3). Hierbei ist die Fronthaube nicht schwenkbar an der Ka rosserie gelagert, sondern sie ist insgesamt im wesentlichen parallel zur Ru heposition in die Aufprallposition anhebbar. Dadurch wird auch ein größerer Verformungsweg im vorderen Bereich des Motorraums bzw. der Fronthaube bei einem Aufprall bereitgestellt. Die zum Anheben der Fronthaube erforder lichen Blattfedern können beispielsweise quer zur Längsrichtung des Pkw im vorderen und hinteren Bereich der Fronthaube positioniert sein. Möglich ist auch, wie in Anspruch 4 angegeben, Blattfedern an den sich im wesentlichen in Längsrichtung des Pkw erstreckenden Längsseiten der Fronthaube vorzu sehen. Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen können im übrigen ergänzende Blattfedern im Bereich der Längsseiten der Fronthaube vorge sehen sein, um beispielsweise bei einer einzelnen Blattfeder im hinteren Be reich der Fronthaube, die mit ihrem vorderen Bereich schwenkbar an der Ka rosserie gelagert ist, das Federverhalten im Bereich der Längsseiten der Fronthaube zu verbessern.

Damit die Fronthaube bei der Verlagerung aus der Ruheposition durch eine plötzlich einsetzende Federkraft nicht über die Aufprallposition hinaus ange hoben wird, ist gemäß Anspruch 5 eine Begrenzung vorgesehen, die die Verlagerung der Fronthaube vorgibt, das heißt maximal bis zur Aufprallposi tion, zulässt. Hierbei können Vorrichtungen, beispielsweise entsprechend ausgebildete Getriebe oder Gelenke, zum Einsatz gelangen, welche die Fronthaube in der Aufprallposition halten bzw. von der Ruheposition in eine definierte Aufprallposition führen. Durch eine entsprechende Führung kann die Fronthaube auch in einem gewissen Rahmen horizontal verlagert wer den, insbesondere in Fahrtrichtung, um bei einem Aufprall von vorne noch mehr Freiraum bzw. Verformungsweg zur Verfügung zu stellen. Bei einer im vorderen Bereich schwenkbar an der Karosserie gelagerten Fronthaube kann auch ein einfaches Halteelement, wie z. B. ein Stahlseil, das gegen die Federkraft der Blattfeder gespannt ist, die Aufprallposition der Fronthaube definieren.

Nach Anspruch 6 ist die Blattfeder zweischenklig. Im Unterschied zu ein schenkligen Blattfedern, die grundsätzlich auch zur Lösung der der Erfin dung zugrundeliegenden Aufgabe geeignet sind, besitzen zweischenklige, insbesondere symmetrisch ausgebildete Blattfedern den Vorteil, dass keine Momente aufnehmende Einspannung erforderlich ist. Grundsätzlich kann eine zweischenklige Blattfeder auch aus zwei einschenkligen Blattfedern zusammengesetzt sein, jedoch müsste dann jedes Ende der einschenkligen Blattfeder in einer Aufnahme fixiert sein. Bei einer zweischenkligen Blattfe der, bei der eine Kraft mittig angreift und deren Enden sich auf Loslagern abstützen, herrscht ein Kräftegleichgewicht, wodurch sich eine Momente aufnehmende Einspannung erübrigt. Es reicht vielmehr, dass sich die Enden der Blattfeder an einem Gegenlager abstützen.

Es ist hierbei von Vorteil, wenn der Reibwert zwischen den Enden der Blatt feder und dem Gegenlager reduziert ist (Anspruch 7). Bei einer zweischenk ligen Blattfeder, die im entspannten Zustand bogenförmig gekrümmt ist und im gespannten Zustand gerade, d. h. gestreckt ist, wird der Abstand ihrer En den beim Einfedern größer. Um äußere Reibungsverluste zu minimieren, können die Enden durch Anwendung eines Schmierstoffs gleitend auf dem Gegenlager abgestützt sein. Alternativ können die Enden oder das Gegen lager eine reibwertreduzierende Beschichtung besitzen, wie beispielsweise Teflon. Die Enden der Blattfeder und/oder das Gegenlager können auch eine reibwertreduzierende Kunststoffummantelung aufweisen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Sicherheitseinrichtung mit einer Hubvorrichtung im hinteren Bereich einer Fronthaube und

Fig. 2 die Hubvorrichtung der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Fußgängern und Zweiradfahrern, bei welcher eine Fronthaube 1 mit ih rem vorderen Bereich 2 quer zur Längsachse L eines nicht näher darge stellten Personenkraftwagens an dessen Karosserie gelagert ist. Die Front haube 1 ist in zwei Position dargestellt. Einmal in einer Ruheposition I, die der Position einer geschlossenen Fronthaube 1 während der Fahrt ent spricht, und zweitens einer Aufprallposition II, bei welcher der hintere Bereich 3 der Fronthaube 1 gegenüber der Ruheposition I angehoben ist bzw. um die Schwenkachse S verschwenkt ist. Das Verschwenken erfolgt durch eine Hubvorrichtung 4, die mittig im hinteren Bereich 3 der Fronthaube 1 auf ihrer dem Frontraum zugewandten Seite angeordnet ist.

Die Hubvorrichtung 4 umfasst eine im entspannten Zustand bogenförmige zweischenklige Blattfeder 5, die sich quer zur Längsrichtung L des Pkw un terhalb der Fronthaube 1 erstreckt. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel weisen die Enden 6 der Blattfeder 5 von der Fronthaube 1 weg, so dass die Blattfeder 5 die Fronthaube 1 mit ihrem Scheitelpunkt 7 kontaktiert. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Blattfeder 5 umge kehrt positioniert ist, das heißt, dass ihre Enden der Fronthaube 1 zuge wandt sind.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung die Hubvorrichtung 4 mit der Blatt feder 1 jeweils in der Ruheposition 1 (gestrichelt dargestellt) und der Aufprall position II. Die Enden 6 der Blattfeder 5 stützen sich auf einem Gegenlager 8 ab, das hier als durchgängiger Streifen dargestellt ist. Das Gegenlager 8 muss nicht zwingend durchgängig von einem Ende 6 der Blattfeder 5 zu ih rem anderen Ende reichen. Vielmehr ist es ausreichend, dass ein Gegen lager 8 an den Kontaktbereichen 9 der Enden 6 mit dem Gegenlager 8 vor handen ist. Die Kontaktbereiche 9 bestimmen sich durch die Verlagerung der Enden 6 der Blattfeder 5, die im entspannten Zustand der Blattfeder 5 (Auf prallposition II) näher zusammen liegen als in der vorgespannten Position (Ruheposition I). Die Höhendifferenz des Scheitelpunkts 7 in der Ruheposi tion I und der Aufprallposition II bestimmt den Hub H der Hubvorrichtung 4.

Die Blattfeder ist von einem nicht näher dargestellten Auslösemechanismus unmittelbar oder mittelbar in der Ruheposition I gehalten. Bei einem Aufprall gibt der Auslösemechanismus die vorgespannte Blattfeder 5 und/oder die Fronthaube 1 frei. Hierzu kann im Bereich des Scheitelpunkts 7 eine Klinke angeordnet sein, die eine Arregierung der Blattfeder 5 löst.

Der Auslösemechanismus kann ferner eine Verriegelung der Fronthaube 1 am der Schwenkachse S gegenüberliegenden Ende 10 freigeben. Durch die Kraft der Blattfeder 5 bewegt sich dann die Fronthaube 1 selbsttätig, jedoch kontrolliert geführt von der Ruheposition I in die Aufprallposition II.

Bezugszeichenaufstellung

1

Fronthaube

2

vorderer Bereich v.

1

3

hinterer Bereich v.

1

4

Hubvorrichtung

5

Blattfeder

6

Enden v.

5

7

Scheitelpunkt

8

Gegenlager

9

Kontaktbereich v.

6

,

8

10

Ende v.

1

L Längsrichtung v. Pkw
I Ruheposition
II Aufprallposition
H Hub
S Schwenkachse

Claims

1. Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Fußgängern und Zweiradfahrern beim Aufprall auf eine Fronthaube (1) eines Personenkraftwagens (Pkw), wobei die Fronthaube (1) bei einem Aufprall von einer Ruheposition (I) in eine Aufprallposition (II) mittels einer von einer Auslösevorrichtung akti vierten Hubvorrichtung (4) verlagerbar ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die Hubvorrichtung (4) wenigstens eine der Fronthaube (1) zugeordnete, die Fronthaube (1) zumindest mittelbar von der Ruheposition (I) in die Aufprallposition (II) verlagernde Blattfeder (5) aufweist, wobei wenigstens eine Blattfeder (5) quer zur Längsrichtung (L) des Pkw angeordnet ist.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens eine Blattfeder (5) im hinteren Bereich (3) der Fronthaube (1) angeordnet ist, wobei die Fronthaube (1) mit ihrem vorderen Bereich (2) schwenkbar an der Karosserie gelagert ist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Fronthaube (1) von wenigstens zwei Blattfedern (5) parallel zur Ruheposition (I) anhebbar ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Blattfedern an sich in Längsrichtung (L) des Pkw erstreckenden Längsseiten der Fronthaube (1) vorgesehen sind.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung der Fronthaube (1) in die Aufprallposition II begrenzt ist.

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (5) zweischenklig ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Enden (6) der Blattfeder (5) an einem Gegenlager (8) abgestützt sind, wobei der Reibwert zwischen den Enden (6) und dem Gegenlager (8) reduziert ist.