DE10132950B4

DE10132950B4 - Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10132950B4
Application number: DE10132950A
Authority: DE
Inventors: Ruprecht Sinnhuber; Thomas Wohllebe; Wilfried Schwant
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2021-07-07
Also published as: DE10132950A1

Abstract

Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen (2) mit einer Einrichtung (8), die bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Frontklappe (4) des Fahrzeugs im Bereich der Windschutzscheibe (6) aus ihrer geschlossenen Position in eine angehobene Position überführt, wodurch zwischen der angehobenen Frontklappe und der Windschutzscheibe ein Zwischenraum entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum mit einer in Richtung auf die Windschutzscheibe (6) verschiebbaren Abdeckung (14) verschließbar ist, die in einer Führung zwischen dem Außen- und Innenblech der Frontklappe (4) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, mit einer Einrichtung, die bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Frontklappe des Fahrzeugs im Bereich der Windschutzscheibe aus ihrer geschlossenen Position in eine angehobene Position überführt, wobei zwischen der angehobenen Frontklappe und der Windschutzscheibe ein Zwischenraum entsteht.
Bekanntlich bilden Fußgänger unter den Verkehrsteilnehmern die in bezug auf Verletzungen am meisten gefährdete Gruppe. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sie bei einem Unfall im Gegensatz zu beispielsweise Fahrzeuginsassen nicht durch ein sie umgebendes, bei einer Kollision energieaufnehmendes Fahrzeuggehäuse geschützt sind. Besonders der ungeschützte Kopf ist bei einem Unfall durch Aufprall auf Außenteile eines beteiligten Fahrzeugs erhöhter Verletzungsgefahr ausgesetzt.
Als Aufschlaggebiet für den Kopf eines von einem Personenkraftfahrzeug angefahrenen Fußgängers kommt dabei vor allem der hintere Teil der Frontklappe des Fahrzeugs mit dem längs der unteren Windschutzscheibenkante verlaufenden Windlauf in Frage. Dieser Windlauf bildet bei den bekannten Fahrzeugen gerade in diesem Bereich zusammen mit dem Trägerflansch für die Windschutzscheibendichtung einen im wesentlichen horizontal über die gesamte Breite des Fahrzeugs verlaufenden, trägerförmigen Rahmen; der relativ starr, unnachgiebig und hart ist.
Um bei einer Kollision eines Fußgängers mit einem Kraftfahrzeug diese Verletzungen, insbesondere im Kopf- und Brustbereich, zu minimieren, sind verschiedene Sicherheitseinrichtungen vorgeschlagen worden.
Aus den jeweils nachveröffentlichten Druckschriften DE 199 35 342 A1 und DE 100 21 143 A1 ist jeweils ein Polster oder ein Airbag bekannt, die unterhalb der Frontklappe vorgesehen sind und bei angehobener Frontklappe den Zwischenraum zur Windschutzscheibe hin verschließen. Aus den weiteren Entgegenhaltungen DE 692 26 655 T2 , DE 27 11 339 A1 und JP 59026370 A ist jeweils eine anhebbare Fronthaube bekannt, die beim Anheben gleichzeitig in Richtung der Windschutzscheibe verschoben wird.
So ist aus der DE 27 37 876 A1 ein von einem Kollisionssensor auslösbares, den vor der Windschutzscheibe liegenden Fronthaubenbereich in der Fahrzeugbreite überspannendes, folien- oder netzartiges Auffangelement bekannt. Dieses Auffangelement soll im Kollisionsfall den Aufprall des Kopfes eines Fußgängers wirkungsvoll und verletzungsmindernd dämpfen.
Auch wurde vorgeschlagen, den fahrtrichtungsabgewandten hinteren Bereich der Frontklappe im Falle einer Kollision anzuheben. Hierdurch wird ein Abstand der Frontklappe zur steifen Unterstruktur des Fahrzeugs (Motor, Federbeinaufnahmen, etc.) erreicht, so dass an der Frontklappe ein Deformationsweg zur Verfügung steht. Beispiele für solche Einrichtungen können beispielsweise den Offenlegungsschriften DE 197 10 417 A1 , DE 28 41 315 A1 , und DE 197 21 565 A1 , sowie der EP 0 926 018 A1 entnommen werden.
Die DE 197 12 961 A1 offenbart eine Anordnung einer Frontklappe an einem Fahrzeug, bei der die Scharniereinrichtung einer hinten angeschlagenen Frontklappe eines Kraftfahrzeuges über einen schwenkbar gelagerten Scharnierträger so an der Karosserie befestigt ist, dass im Falle einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Frontklappe über eine energiespeichernde Einrichtung, bspw. eine mechanische Feder, eine Gasfeder oder aber pyrotechnische Einrichtungen nach oben verschwenkt werden kann.
Zusätzlich zu diesen Losungen offenbaren beispielsweise die Offenlegungsschriften DE 26 13 748 A1 , DE 28 21 156 A1 , DE 27 11 338 A1 sowie die EP 0 967 128 A2 die Möglichkeit, den Windlaufbereich im Falle einer Kollision mit einem Luftsack (Airbag) abzudecken, wobei der Airbag auch dazu dienen kann, den Fronthaubenrand anzuheben (crashaktives Anheben), um so einige Zentimeter zusätzliche Nachgiebigkeit im hinteren Bereich der Fronthaube zu gewinnen.
Beim crashaktiven Anheben der Frontklappe entsteht ein zusätzlicher Spalt zwischen Haube und Windschutzscheibe, in den bei einer Kollision der Kopf des Fußgängers eintauchen kann, was zu schweren Verletzungen führen kann. Die bisher vorgeschlagenen Lösungen zum Schließen dieses Spalts haben den Nachteil, dass sie erhebliche Zusatzkosten verursachen.
Bei Fahrzeugen, bei denen die Frontklappe nach vorne hin schmaler wird, besteht zudem das Problem, daß zwischen angehobener Frontklappe und den seitlichen Kotflügelbereichen des Fahrzeugs ein zusätzlicher Spalt entsteht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, zur Verfügung zu stellen, die einerseits einen wirkungsvollen Schutz des mit dem Fahrzeug kollidierenden Fußgängers bewirkt und andererseits möglichst geringe Mehrkosten verursacht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch eine Sicherheitseinrichtung, bei der der zwischen Frontklappe und Windschutzscheibe entstehende Zwischenraum durch eine in Richtung auf die Windschutzscheibe verschiebbare Abdeckung verschließbar ist.
Eine weitere Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß der Zwischenraum zwischen Frontklappe und den seitlichen Kotflügelbereichen mit einer in Richtung auf den Kotflügelbereich verschiebbaren Abdeckung verschließbar ist.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verschieben der Abdeckung automatisch durch die Überführung der Frontklappe in die angehobene Position auslösbar. Hierbei kann die Abdeckung in einer Führung der Frontklappe angeordnet sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Abdeckung durch eine Gelenkkonstruktion, insbesondere ein Drei- oder Sechsgelenk, verschiebbar. Dies hat den Vorteil, dass der Aufbau relativ unkompliziert, kostengünstig und nicht zuletzt weniger störanfällig wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Abdeckung durch einen Bowdenzug erreicht, der über eine Hebelmechanik mit der Abdeckung verbunden sein kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das mittlere Gelenk des Dreigelenks eine Teleskopführung auf, die beim Öffnen der Frontklappe eine Verschiebung der Abdeckung gewährleistet.
Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Einrichtung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt
1 schematisch die Funktionsweise einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2A schematisch die Funktionsweise einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2B einen Schnitt entlang der Linie A-A von 2A;
3 schematisch ein Fahrzeug mit einer sich nach vorne verschmälernden Frontklappe;
4A schematisch die Funktionsweise einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4B einen Ausschnitt aus 4A.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung. Ein Fahrzeug 2 weist eine Frontklappe 4 und eine Windschutzscheibe 6 auf. Die Frontklappe besitzt eine Einrichtung 8, bspw. eine Feder, die mittels eines Kontaktsensors ausgelöst wird, mit deren Hilfe im Falle einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger (nicht gezeigt) die Frontklappe an ihrer an die Windschutzscheibe 6 angrenzenden Seite in Richtung des Pfeils angehoben wird. Zusätzlich weist das Fahrzeug 2 ein Dreigelenk 10 auf, dessen mittleres Gelenk eine Teleskopführung 12 beinhaltet. In der Frontklappe 4 ist zwischen Außen- und Innenblech eine Abdeckung 14 angeordnet, die mittels der Teleskopführung 12 beim Anheben der Frontklappe in Richtung auf die Windschutzscheibe 6 verschoben wird. Dadurch wird der Spalt zwischen Frontklappe 4 und Windschutzscheibe 6 verschlossen. Die Teleskopführung 12 im mittleren Gelenk des Dreigelenks 10 gewährleistet dabei auch beim Öffnen der Frontklappe 4 die Verschiebung der Abdeckung 14. In 1 ist die Position des Dreigelenks bei geschlossener Frontklappe gestrichelt und bei angehobener Frontklappe durchgezogen gezeichnet.
Wie bereits erwähnt, kann die Frontklappe z. B. durch eine Feder angehoben werden. Dabei kann es sich bspw. um eine Vertikal- bzw. eine Horizontalspiralfeder oder um eine Drehfeder handeln, die z. B. das Dreigelenk betätigen. Mit dem Federhub ist dann die verschiebbare Abdeckung automatisch aus der Führung in der Frontklappe ausfahrbar.
Die Federn sollen im wesentlichen dazu dienen, die Frontklappe nach oben zu beschleunigen und dabei die Abdeckung auszuschieben. Wenn sich die Frontklappe in der angehobenen Position befindet, soll möglichst nur noch die Massenträgheit als Widerstand für den Kopfimpactorteil dienen, daher der Freigang der Feder nach der Beschleunigungsphase oder das ”nach-außen-drücken” des Dreigelenks bei der Verwendung einer horizontalen Feder, die im mittleren Gelenk des Dreigelenks angreift. Bei diesem ”nach-außen-drücken” koppelt die Teleskopführung dann vom mittleren Gelenk z. B. ab (”Knackfroscheffekt”). Die Beschleunigung eines kleinen 2,5 kg Kopfimpactors wird durch die Massenträgheit und Steifigkeit der Frontklappe, durch die Abstützkraft der angehobenen Frontklappe und Frontklappenkontakt mit darunter liegenden Aggregaten bestimmt. Bei einer schweren Frontklappe kann die Massenträgheit der Frontklappe schon so groß sein, dass die Funktion a(t) des Kopfimpactors alleine dadurch schon zu einem hohem HIC (head injury criteria) führt.
Beim Anheben der Frontklappe ist eine andere Federkennung erforderlich als beim Absenken der Frontklappe durch den Kopfimpactor. Daher sollte die Feder nur so lang sein, dass die Frontklappe beschleunigt wird und sich dann frei weiter aufstellt und dabei die Abdeckung ausfährt. Beim Absenken der Frontklappe ist anfänglich keine Abstützkraft (oder nur eine geringe Abstützkraft) notwendig, bis die Feder wieder gespannt wird (durch Druck oder Zug).
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Verwendung eines Dreigelenks beschränkt. Auch andere Gelenkkonstruktionen, bspw. eine Trennung von Hub- und Längsbewegung können verwendet werden. Des weiteren können statt Gelenken Laufräder eingesetzt werden. Außerdem ist die Abdeckung auch mit Hilfe pyrotechnischer Anordnungen verschiebbar, und es kann auch ein getrenntes pyrotechnisches Anheben und Verschieben erfolgen.
Die Abdeckung 14 besteht bevorzugt aus Stahl oder Aluminium. Es können aber auch andere Materialien, wie bspw. Kunststoffe verwendet werden.
Eine weitere Möglichkeit des Verschließens des Zwischenraums zwischen Frontklappe 4 und Windschutzscheibe 6 ist in 2A und 2B gezeigt.
Hierbei wird über einen Bowdenzug 28 der sich vergrößernde Abstand zwischen der Frontklappe 4 und dem restlichen Rohbau benutzt, um über eine Hebelmechanik 30 eine sich unter der Frontklappe 4 befindliche, in Führungen gelagerte Abdeckung 14 in den Zwischenraum zwischen Frontklappe 4 und Windschutzscheibe 6 zu verschieben. Über die Hebelmechanik 30 wird dabei sichergestellt, dass eine Synchronisierung der Bewegungen Hub und horizontales Schieben gewährleistet ist.
Des weiteren ist es möglich, einen zweiten Bowdenzug (nicht gezeigt) vorzusehen, der parallel von dem sich an der gegenüberliegenden Seite befindlichen Hubsystem die Schiebebewegung der Abdeckung 14 unterstützt und dabei eine gleichmäßige Belastung der beiden Hubsysteme bewirkt.
Bei innenliegenden Frontklappen können gleichzeitig zur Verschiebung der Abdeckung nach hinten in Richtung der Windschutzscheibe seitliche Abdeckungen mit ausgefahren werden, damit auch die seitlichen Fugen der Frontklappe abgedeckt werden. Dies kann bspw. durch eine Dreiteilung der Abdeckung erfolgen, wobei der mittlere Teil lediglich eine Translationsbewegung ausführt und die Seitenteile nach außen drehen.
3 zeigt schematisch ein Fahrzeug, bei dem die Frontklappe 18 nach vorne hin schmaler wird. Wird bei einem solchen Fahrzeug die Frontklappe zur Unfallmilderung angehoben, so entsteht zwischen Frontklappe und seitlichem Kotflügelbereich ein Zwischenraum. Die seitlichen Bereiche 20 über dem Kotflügel sind daher nicht in der Lage, genügend Energie zu absorbieren.
Wie in 4A und 4B gezeigt, wird daher eine Energie absorbierende Abdeckung 22, die bspw. aus einem flachen Blech bestehen kann, in Richtung auf den Kotflügelbereich 20 verschoben und so der Zwischenraum verschlossen.
Dabei wird durch die Längsbewegung eines Bauteils der weiter oben beschriebenen Vorrichtung zum Anheben der Frontklappe, bspw. ein Drei- oder Sechsgelenk 32, dessen Bewegungsrichtung beim Öffnen der Frontklappe 18 durch den Pfeil in 4B angedeutet ist, über ein Verbindungsgestänge 26 die Abdeckung 22 um einen Drehpunkt 24 herum geschwenkt. Die Anbindung ist dabei geometrisch so ausgeführt, dass erst nach einem bestimmten Öffnungsspalt zwischen der Frontklappe 18 und dem seitlichen Kotflügelbereich 20, d. h., bei einem bestimmten Öffnungswinkel der Frontklappe 18 die Abdeckung 22 den Spaltbereich durchläuft. Dabei kann die Abdeckung 22 bei geeigneter Ausführung eine ebene Fläche mit der Frontklappe 18 bilden.
Bezugszeichenliste

2: Fahrzeug
4: Frontklappe
6: Windschutzscheibe
8: Einrichtung zum Anheben der Frontklappe
10: Dreigelenk
12: Teleskopführung
14: Abdeckung
16: Klappe
18: Frontklappe
20: Kotflügelbereich
22: Abdeckung
24: Drehpunkt
26: Verbindungsgestänge
28: Bowdenzug
30: Hebelmechanik
32: Sechsgelenk

Claims

Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen (2) mit einer Einrichtung (8), die bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Frontklappe (4) des Fahrzeugs im Bereich der Windschutzscheibe (6) aus ihrer geschlossenen Position in eine angehobene Position überführt, wodurch zwischen der angehobenen Frontklappe und der Windschutzscheibe ein Zwischenraum entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum mit einer in Richtung auf die Windschutzscheibe (6) verschiebbaren Abdeckung (14) verschließbar ist, die in einer Führung zwischen dem Außen- und Innenblech der Frontklappe (4) angeordnet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschieben der Abdeckung (14) automatisch durch die Überführung der Frontklappe (4) in die angehobene Position auslösbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (14) aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff besteht.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (14) durch eine Gelenkkonstruktion verschiebbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkkonstruktion ein Dreigelenk (10) ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mittlere Gelenk des Dreigelenks (10) eine Teleskopführung (12) zur Führung der Abdeckung (14) aufweist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (14) pyrotechnisch verschiebbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Abdeckung (14) weitere, nach außen verschiebbare Abdeckungen zum Abdecken der seitlichen Fugen der Frontklappe (4) vorgesehen sind.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bowdenzug (28) zum Verschieben der Abdeckung (14) vorgesehen ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug (28) über eine Hebelmechanik (30) mit der Abdeckung (14) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug an der Einrichtung (8) zur Überführung der Frontklappe (4) aus ihrer geschlossenen Position in eine angehobene Position befestigt ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Bowdenzug vorgesehen ist.
Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen (2), welche eine in Fahrtrichtung sich verschmälernde Frontklappe (18) aufweisen, mit einer Einrichtung (8), die bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Frontklappe (18) des Fahrzeugs im Bereich der Windschutzscheibe (6) aus ihrer geschlossenen Position in eine angehobene Position überführt, wodurch zwischen der angehobenen Frontklappe (18) und einem seitlichen Kotflügelbereich (20) des Fahrzeuges (2) ein Zwischenraum entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung eine in Richtung auf den Kotflügelbereich (20) verschiebbare Abdeckung (22) aufweist, mittels der der Zwischenraum verschließbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Abdeckung (22) um ein flaches Blech handelt.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (22) um einen Drehpunkt (24) schwenkbar angeordnet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (22) über ein Verbindungsgestänge (26) mit der Einrichtung (8) zur Überführung der Frontklappe aus ihrer geschlossenen in eine angehobene Position verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung so ausgeführt ist, dass die Abdeckung (22) erst dann ausschwenkbar ist, wenn die Frontklappe (18) des Fahrzeugs (2) um einen bestimmten Winkel angehoben wurde.
Verfahren zum Verschließen eines Zwischenraums zwischen der Frontklappe (4) und der Windschutzscheibe (6) eines Fahrzeugs, der durch die Überführung der Frontklappe (4) aus einer geschlossenen in eine angehobene Position nach der Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger entstanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Überführung der Frontklappe (4) in die angehobene Position die Verschiebung einer in einer Führung zwischen dem Außen- und Innenblech der Frontklappe (4) angeordneten Abdeckung (14) in Richtung auf die Windschutzscheibe (6) des Fahrzeugs ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung und die Verschiebung durch Federkraft bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft dazu dient, die Frontklappe (4) nach oben zu beschleunigen.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung durch ein Dreigelenk bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung durch ein Sechsgelenk bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung durch einen Bowdenzug (28) bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug (28) über eine Hebelmechanik (30) mit der Abdeckung (14) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Verschiebung der Abdeckung (14) in Richtung auf die Windschutzscheibe (6) weitere Abdeckungen (22) in Richtung der Seiten des Fahrzeugs (2) verschoben werden.
Verfahren zum Verschließen eines Zwischenraums zwischen der Frontklappe (4) und einem seitlichen Kotflügelbereich (20) eines Fahrzeugs (2), der durch die Überführung der Frontklappe (18) aus einer geschlossenen in eine angehobene Position nach der Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger entstanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Überführung der Frontklappe (4) in die angehobene Position die Verschiebung einer Abdeckung (22) in Richtung auf den seitlichen Kotflügelbereich (20) des Fahrzeugs (2) ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung durch die Längsbewegung eines Bauteils der Einrichtung zur Überführung der Frontklappe (18) aus ihrer geschlossenen in eine angehobene Position ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (22) um einen Drehpunkt (24) geschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkung erst dann ausgeführt wird, wenn die Frontklappe (18) des Fahrzeugs (2) um einen bestimmten Winkel angehoben ist.