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Die
Erfindung betrifft eine Energieaufnahmevorrichtung für den Innenraum
eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1.
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Es
ist seit einiger Zeit bekannt, im Innenraum von Kraftfahrzeugen
Elemente anzuordnen, die im Falle eines Aufpralls verfahren werden.
Diese Elemente können
entweder dazu dienen, einen Fahrzeuginsassen während des Aufpralls in eine
bestimmte Richtung zu lenken. Ebenso ist es bekannt, dass die verfahrbaren
Elemente bei einem Kontakt mit dem Insassen Energie absorbieren
und somit die Folgen eines Unfalles mindern.
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So
zeigt die DE 20 2004 008 985 U1 ein relativ zu einer Fahrzeugtür bewegbar
angeordnetes Element, welches mit verschiedensten Mechanismen von
einer Ausgangsposition in eine Endposition überführt werden kann. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
sind Faltenbalganordnungen vorgesehen, die sich ausdehnen, wenn
sie mit Luft gefüllt
werden und dadurch ein Überführen von
einer Ausgangsposition des bewegbar angeordneten Elementes in eine
Endposition sorgen. Des Weiteren sind verschiedene Kniehebelanordnungen
in Verbindung mit einem Linearantrieb offenbart. Bei dem Linearantrieb
kann es sich beispielsweise um eine vorgespannte Feder handeln.
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Die
bekannten Mechanismen zum Überführen des
bewegbaren Elements von einer Ausgangsposition in eine Endposition
beanspruchen auch in der Ausgangsposition einen gewissen Raum, so dass
hinter dem bewegbaren Element entsprechender Bauraum zur Verfügung gestellt
werden muss. Des Weiteren sind neben den reinen Mechanismen, wie
Faltenbalg und Kniehebel zusätzliche
Aktuatoren, wie Gasgenerator oder Linearantrieb notwendig, die ebenfalls
zusätzlichen
Bauraum beanspruchen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Energieaufnahmevorrichtung
für den
Innenraum eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die einfach herzustellen
ist und gleichzeitig wenig Bauraum beansprucht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Energieaufnahmevorrichtung für den Innenraum
eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demnach
zeichnet sich die Erfindung durch zwei relativ zueinander bewegbar
angeordnete Elemente aus, von denen eines fahrzeugfest ist und das andere
von einer Ausgangsposition in eine Endposition überführt werden kann, wobei zwischen
den Elementen ein Aktuator angeordnet ist und eine Aufnahmevorrichtung
zur Befestigung des Aktuators vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die
Aufnahmevorrichtung so ausgebildet, dass sie den Aktuator zumindest teilweise
aufnimmt. Das heißt
mit anderen Worten, dass der Aktuator zumindest teilweise innerhalb
der Elemente angeordnet sein kann. Bei den relativ zueinander bewegbar
angeordneten Elementen kann es sich um flächige Elemente handeln, wie
beispielsweise Teile der Innenverkleidung oder Teile von Sitzen,
Kopfstützen,
Cockpit, etc. Durch das Anordnen der Aktuatoren innerhalb der Elemente
wird erreicht, dass diese zumindest in ihrer Ausgangsposition sehr nah
zueinander, das heißt
mit einem minimalen Abstand zueinander angeordnet werden können. Je nach
dem, wie die Ausmaße
des Aktuators auf die Ausmaße
der Aufnahmevorrichtung abgestimmt sind, kann der Abstand zwischen
den beiden Elementen auf Null schrumpfen.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die relativ zueinander
bewegbar angeordneten Elemente wenig Platz beanspruchen und somit
auf einfache Weise in einen Fahrzeuginnenraum integriert werden
können.
Zum einen wird dazu kein zusätzlicher
Bauraum benötigt
zum anderen lassen sich derartig platzsparende Elemente optisch
anschaulich gestalten und somit unauffällig im Innenraum platzieren.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Es
ist denkbar, dass der Aktuator eine Feder ist. Selbstverständlich können auch
andere in die als Aufnahmevorrichtung fungierenden Ausnahmen integrierbare
Aktuatoren vorgesehen sein, wie beispielsweise Zylinder, kleine
Motoren, Piezoaktuatoren, etc.
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Die
Feder kann beispielsweise als eine aus mindestens einem Schenkel,
mindestens einer Wicklung und mindestens einem weiteren Schenkel
beziehungsweise Bügel
bestehende Feder ausgebildet sein. Dabei können auch zwei Wicklungen vorgesehen
sein, zwischen denen der Bügel
angeordnet ist. Ebenso können
an den dem Bügel
gegenüberliegenden
Seiten der Wicklungen zusätzliche
Schenkel vorgesehen sein. Mit Hilfe einer derartigen Feder lässt sich
eine Vorspannung aufbauen, wenn man den Bügel relativ zu den Schenkeln
bewegt. Die Bewegung erfolgt naturgemäß um eine Schwenkachse die durch
die Wickelungen verläuft.
Mit einer solchen Feder kann das beweglich angeordnete Element relativ zu
dem fest angeordneten Element von seiner Ausgangsposition in eine
Endposition überführt werden, indem
der Bügel
eine Schwenkbewegung um die durch die Wicklungen verlaufende Schwenkachse durchführt. Dazu
ist es erforderlich, dass ein Teil der Feder, zum Bespiel die Wicklungen
mit den Schenkeln, an einem Element befestigt sind und der Bügel sich
bei der Schwenkbewegung an dem anderen Element abstützt. Über diese
Abstützfunktion
kann er eine relative Bewegung zwischen den zwei Elementen auslösen. Eine
solche Bewegung kann auch durch jede andere Art von Feder, wie beispielsweise eine
Schraubenfeder durchgeführt
werden. Bei dem Einsatz von Federn als Aktuatoren ist es denkbar über die
Federkraft ein bestimmtes Maß an
Energieabsorbtion einzustellen. Somit können die relativ zueinander
bewegbar angeordneten Elemente im Falle eines Aufpralls bei Kontakt
mit einem Insassen ein gewisses Maß an Energie absorbieren.
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Die
als Aufnahmevorrichtung fungierende Ausnahme kann einen Stift aufweisen.
Bei diesem Stift kann es sich um ein separates Bauteil handeln. Er
kann aber durch eine einstückige
Ausbildung des Elementes gebildet sein. Der Stift kann parallel
zur Erstreckungsrichtung des Elementes ausgerichtet sein. In diesem
Fall ist die Ausnahme als U-förmige Ausnahme
gestaltet.
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Wenn
die Feder relativ zu der Aufnahmevorrichtung derart angeordnet ist,
dass sie mit einer Wicklung den in der Ausnahme angeordneten Stift umschließt, ist
eine besonders einfache Art der Befestigung beziehungsweise der
Arretierung der Feder relativ zu einem der relativ zueinander bewegbar
angeordneten Elemente geschaffen.
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Es
ist denkbar, einen Anschlag vorzusehen, der eine Bewegung der Feder
begrenzt. Somit ist eine gezielte Bewegung der relativ zueinander
bewegbar angeordneten Elemente umsetzbar. Falls die Bewegung der
relativ zueinander bewegbar angeordneten Elemente über eine
Schwenkbewegung eines Bügels
hervorgerufen wird, ist es denkbar den Anschlag derart zu positionieren,
dass die Bewegung bei Erreichen der maximalen Distanz der beiden
Elemente zueinander gestoppt wird. Über die Positionierung des
Anschlags und die Begrenzung einer Bewegung der Feder lässt sich
auf besonders einfache Art und Weise das Maß der Energieabsorbtion einstellen.
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Bei
dem Anschlag kann es sich beispielsweise um einen an einem der Elemente
angeordneten Vorsprung handeln. Der Vorsprung kann -ebenso wie der
Stift- als separates Bauteil ausgeführt sein oder als ein einstückig mit
dem Element geformter Vorsprung.
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Die
beiden Elemente können über Fixierelemente
miteinander in Verbindung stehen. Diese Fixierelemente sind so ausgeführt, dass
sie in einer bestimmten Fahrzeugsituation gelöst werden können. Durch das Lösen der
Fixierelemente wird der Aktuator freigegeben. Wenn es sich bei dem
Aktuator um eine vorgespannte Feder handelt, wird durch das Lösen der
Fixierelemente die Bewegung der vorgespannten Feder initiiert. Wenn
es sich bei dem Aktuator um einen Motor oder einen Piezoaktuator
handelt, kann dieser auch über
ein Signal einer Steuereinrichtung ausgelöst werden.
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Es
ist denkbar, die beiden relativ zueinander bewegbar angeordneten
Elemente in einer Hülle
anzuordnen. Wenn die Hülle
gasundurchlässig
ausgeführt
ist, kann in der Hülle
ein Vakuum erzeugt werden, welches -sollen sich die beiden Elemente
relativ zueinander bewegen- aufgehoben werden kann. Zum Erzeugen
des Vakuums kann an die Hülle
eine Vakuumpumpe angeschlossen werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand den in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung;
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2 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung
gemäß 1 entlang
der Linie II-II in einer Ausgangsposition;
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3 eine
Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Energieaufnahmevorrichtung
gemäß 2 in
einer Hülle;
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4 eine
Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Energieaufnahmevorrichtung
gemäß 2 in
einer Endposition;
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5 eine
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Energieaufnahmevorrichtung
mit drei relativ zueinander bewegbaren Elementen;
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6 eine
erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung
als Türverkleidung
sowie
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7 eine
erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung
als Teil einer Kopfstütze.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung 1 für den Innenraum
eines Kraftfahrzeugs dargestellt. In der Draufsicht sieht man ein
Element 2 von zwei relativ zueinander bewegbar angeordneten
Elementen. Das Element 2 kann fahrzeugfest angeordnet sein.
Bei dem Element 2 kann es sich aber auch um ein Element
handeln, welches relativ zu dem fahrzeugfesten Teil bewegbar angeordnet
ist.
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In
das Element 2 sind als Aufnahmevorrichtung fungierende
Ausnahmen 4 eingebracht. Die Ausnahmen 4 sind
U-förmig.
Somit entsteht an der einen Seite der Ausnahme 4 ein Dorn
beziehungsweise Stift 5. Des Weiteren ist ein Aktuator
in Form einer Feder 6 zu erkennen. Die Feder 6 weist
zwei Schenkel 7, zwei Wicklungen 8 sowie einen
Bügel 9 auf.
Der Bügel 9 ist
zwischen den zwei Wicklungen 8 angeordnet. Auf der Außenseite
jeder Wicklung 8 schließt sich jeweils ein Schenkel 7 an.
In der dargestellten Konfiguration, das heißt, wenn die Schenkel 7 und
der Bügel 9 auf
einer Seite der Wicklungen angeordnet sind, steht die Feder 6 unter
Vorspannung.
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Für jede Feder 6 sind
zwei Ausnahmen 4 vorgesehen. Die Ausnahmen 4 sind
jeweils so zueinander angeordnet, dass die in den Ausnahmen 4 angeordneten
Stifte 5 auf den einander zugewandten Seiten der Ausnahmen 4 angeordnet
sind. Mit anderen Worten weisen die offenen Seiten des U's der Ausnahmen 4 zueinander.
Die Federn 6 sind in den Ausnahmen 4 so angeordnet,
dass ihre Wicklungen 8 den Stift 5 umschließen. Die
Schenkel 7 sind dann auf der Seite der Ausnahmen 4 angeordnet,
die keinen Stift 5 aufweisen. Der Bügel 9 schließt sich
an der Seite der Ausnahmen 4 an, an der der Stift 5 angeordnet
ist. Selbstverständlich
ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar. Somit ist eine konstruktiv sehr
einfache Aufnahmevorrichtung für
die Federn 6 geschaffen.
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Auf
dem dargestellten Element 2 sind eine Vielzahl von Federn 6 angeordnet.
Diese sind in der ersten Reihe alle in die gleiche Richtung ausgerichtet,
das heißt,
dass ihre Schenkel 7 und Bügel 9 alle in die
gleiche Richtung weisen. In der darunter angeordneten Reihe sind
die Federn 6 spiegelverkehrt zu den Federn 6 der
ersten Reihe angeordnet, das heißt, dass ihre Schenkel 7 und
Bügel 9 in
die entgegengesetzte Richtung weisen.
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An
die zweite Reihe schließt
sich eine dritte Reihe an, in der die Federn genauso ausgerichtet sind,
wie in der ersten Reihe. Das Gleiche gilt für die sich daran anschließende vierte
Reihe im Vergleich zur zweiten Reihe.
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Zwischen
den Ausnahmen 4 ist jeweils eine weitere Ausnahme 11 vorgesehen.
Diese Ausnahme ist im dargestellten Ausführungsbeispiel viereckig und
wird im Zusammenhang mit den folgenden Figuren noch näher beschrieben.
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In 2 ist
ein Querschnitt durch das soeben beschriebene Ausführungsbeispiel
entlang der Linie II-II in 1 dargestellt.
Die untere Platte stellt das fahrzeugfest angeordnete Element 2 und
die obere Platte das von einer Ausgangsposition in eine Endposition überführbar angeordnete
Element 3 dar. Weiterhin sind Federn 6 zu erkennen,
die zwischen den Elementen 2 und 3 angeordnet
sind. Von den Federn 6 sind die Wicklungen 8 sowie
der Bügel 9 zu sehen.
Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde
darauf verzichtet, die Ausnahmen 4 darzustellen. Die Ausnahmen 4 befinden
sich jedoch, wie in 1 dargestellt, auf Höhe der Wicklungen 8 und
ragen mit ihrem Stift 5 in die Wicklungen 8 der
Federn 6 hinein. In dem Element 3 sind ebenfalls
Ausnahmen für
die Wicklungen 8 vorgesehen. Diese Ausnahmen weisen jedoch
keine Stifte 5 auf, die in die Wicklungen 8 hineingreifen.
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In
der Mitte einer jeden Feder 6 ist an dem Element 3 ein
Vorsprung 12 zu erkennen. In der in 2 dargestellten
Ausgangsposition der erfindungsgemäßen Energieaufnahmevorrichtung 1 ragen
die Vorsprünge 12 in
die viereckigen Ausnahmen 11 hinein. Dadurch wird eine
Bewegung der Elemente 2 und 3 parallel zu ihrer
Erstreckungsrichtung verhindert. Zudem ermöglichen die viereckigen Ausnahmen 11,
dass die Elemente 2 und 3 in ihrer Ausgangsposition
mit einem minimalen Abstand zueinander zu liegen kommen. Die Vorsprünge 12 fungieren
als Anschlag für
den Bügel 9 der
Federn 6. Dies ist in 4 zu erkennen,
in der die erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung 1 in
ihrer Endposition dargestellt ist. Die Endposition zeichnet sich
dadurch aus, dass die Bügel 9 der
Federn 6 eine Schwenkbewegung um eine nicht dargestellte
durch die Wicklungen 8 der Federn 6 verlaufende
Achse vollzogen haben. Dabei haben sie eine Kraft von dem Element 2 auf
das Element 3 ausgeübt,
wodurch dieses eine Bewegung ausgeführt hat. Die Bewegung hat den
Abstand zwischen den Elementen 2 und 3 vergrößert. Um
die Bewegung des Elementes 3 relativ zum Element 2 zu
begrenzen, sind die Vorsprünge 12 vorgesehen,
die eine Begrenzung für
die zuvor beschriebene Schwenkbewegung des Bügels 9 darstellen.
Je nach dem an welcher Position die Vorsprünge 12 relativ zu
den Wicklungen 8 der Feder angeordnet sind, wird die Bewegung
der Bügel 9 nach einem
vorbestimmten Öffnungswinkel
unterbunden und somit der Abstand der Elemente 2 und 3 in
ihrer Endposition definiert.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird eine
Energieaufnahmevorrichtung 1 geschaffen, die sehr wenig
Bauraum in Anspruch nimmt. Das wird dadurch erreicht, dass der Aktuator
in der Ausgangsposition im Wesentlichen im Überdeckungsbereich mit den
Elementen 2 und 3 angeordnet ist. Er erstreckt
sich nämlich
mit seinen Wicklungen 8 ausschließlich in den Ausnahmen 4,
so dass sich die Gesamthöhe
der Energieaufnahmevorrichtung 1 aus den Dicken a und b
der Elementen 2 und 3, sowie aus einem Abstand
c der Elemente 2 und 3 zueinander zusammensetzt.
Dieser Abstand c entspricht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der Dicke des Bügels 9 der
Federn 6. Wenn in die Elemente 2 und 3 noch
zusätzliche,
nicht dargestellte Aufnahmen für die
Schenkel 7 und den Bügel 9 vorgesehen
sind, kann der Abstand c in der Ausgangsposition der Elemente 2 und 3 bis
auf Null minimiert werden, so dass sich die Dicke der Energieaufnahmevorrichtung 1 nur noch
aus den Dicken a und b der Elemente 2 und 3 zusammensetzt.
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Das
in 3 dargestellt Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass
die Elemente 2 und 3 in einer Hülle 13 angeordnet
sind. Die Hülle 13 ist
gasundurchlässig
ausgeführt,
so dass in ihr mit Hilfe des Ventils 14 und einer nicht
dargestellten Vakuumpumpe ein Vakuum eingerichtet werden kann. Auf
diese Weise stellt die Hülle 13 ein
Mittel zur Verfügung,
mit welchem die Elemente 2 und 3 in ihrer Ausgangsposition
fixiert werden können.
Sobald eine Steuereinrichtung ein Signal gibt, dass das Element 3 relativ
zu dem Element 2 in die Endposition überführt werden soll, wird das Ventil 14 geöffnet, das
Vakuum in der Hülle 13 entfernt
und die Bewegung für den
Bügel 9 der
Federn 6 freigegeben, die das Element 3 in die
Endposition überführen.
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In 5 ist
ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung 1 dargestellt,
welches sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch unterscheidet,
dass ein zusätzliches
Element 3' vorgesehen
ist, welches relativ beweglich zu dem Element 3 angeordnet
ist, wobei das Element 3 wiederum relativ beweglich zu dem
Element 2 angeordnet ist. Zwischen den Elementen 2 und 3 beziehungsweise 3 und 3' sind wie im
Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen Federn 6 angeordnet,
die ein Überführen von
der Ausgangsposition in die Endposition bewirken.
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Die 6 und 7 zeigen
Anwendungsbeispiele für
die erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung 1,
so ist es beispielsweise denkbar dies an einer Tür 15 anzuordnen, wobei
das von einer Ausgangsposition in eine Endposition überführbare Element 3 ein
Stück einer
Türverkleidung
darstellt und die Federn 6 zwischen dem Element 3 und der
Tür angeordnet
sind. Ebenso ist es denkbar die erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung 1, wie
in 7 dargestellt, als Teil einer Kopfstütze 16 auszubilden.