DE102005014567A1

DE102005014567A1 - Klappenordnung eines Fahrzeugs mit einer Anhebevorrichtung und einer Fixiereinrichtung

Info

Publication number: DE102005014567A1
Application number: DE200510014567
Authority: DE
Inventors: Ulrich Köstler; Andreas Tietel; Ullrich Juling
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-05

Abstract

Eine Klappenanordnung eines Fahrzeugs mit einer Klappe, die zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung geführt ist, und mit einer Anhebevorrichtung (10), mit der bei einer detektierten Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Klappe gegenüber der geschlossenen Stellung mittels eines Aktuators (14) angehoben werden kann, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixiereinrichtung (32) vorgesehen ist, mittels der die Klappe am Fahrzeug fixiert ist, und die Anhebevorrichtung (10) einen derart gestalteten Aktuator (14) aufweist, dass dieser bei Auslösung der Anhebevorrichtung (10) die Fixiereinrichtung (32) öffnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappenanordnung eines Fahrzeugs mit einer Klappe, die zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung geführt ist, und mit einer Anhebevorrichtung, mit der bei einer detektierten Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Klappe gegenüber der geschlossenen Stellung mittels eines Aktuators angehoben werden kann.

Die oben genannte Klappenanordnung wird im Falle einer Kollision beispielsweise eines Fußgängers an einer Frontklappe eines Fahrzeugs wirksam, indem während der Kollision der Abstand zwischen der Frontklappe und darunterliegenden steifen Elementen des Fahrzeugs in sehr kurzer Zeit vergrößert wird. Mit dem vergrößerten Abstand zwischen den steifen Elementen und der Frontklappe wird erreicht, dass ein ausreichender Deformationsweg der Frontklappe zur Verfügung steht, um den Aufprall des Fußgängers auf ein verträgliches Maß zu verzögern.

Für das derartige Anheben der Klappe werden an dieser in der Regel mehrere Anhebevorrichtungen vorgesehen, mit denen beispielsweise jeweils ein Eckbereich der Klappe wie erläutert angehoben werden kann. Die Anhebevorrichtungen weisen dabei jeweils einen Aktuator auf, mit dem die Anhebekraft bereitgestellt wird.

Bei einer derartigen Klappenanordnung besteht die Problematik, dass einerseits die nicht angehobene Klappe am Fahrzeug sicher gehaltert, zugleich aber jederzeit ein kurzfristiges Anheben der Klappe im Kollisionsfall gewährleistet sein muss. Ferner muss die anzuhebende Klappe einerseits ausreichend geführt, andererseits aber auch ausreichend flexibel sein, um während des Aufpralls einer am Unfall beteiligten Person in ausreichend dämpfender Weise dieser keine überhöhten biomechanischen Kräfte entgegenzusetzen.

Diese Problematik bzw. Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine gattungsgemäße Klappenanordnung eines Fahrzeugs gelöst, bei der eine Fixiereinrichtung vorgesehen ist, mittels der die Klappe beispielsweise zusammen mit einem Klappenscharnier am Fahrzeug fixiert ist, und die Anhebevorrichtung einen derart gestalteten Aktuator aufweist, dass dieser bei Auslösung der Anhebevorrichtung die Fixiereinrichtung öffnet.

Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen und geschlossenen Fixiereinrichtung ist eine lasttragende Fixierung der nicht angehobenen Klappe am Fahrzeug sichergestellt. Die Fixierung hält insbesondere die Klappe in Anheberichtung, d.h. im Wesentlichen in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs, zurück. Dabei kann beispielsweise mit der erfindungsgemäßen Fixiereinrichtung ein Scharnierunterteil des Scharniers der Klappenanordnung an einem Rahmen bzw. einem Chassis des Fahrzeugs fixiert sein. Dazu kann besonders vorteilhaft ein brückenartig gestaltetes Scharnierunterteil durch ein Auflager am stützenden Element des Fahrzeugs angeordnet sein.

Die lasttragende Fixierung wird erfindungsgemäß beim Auslösen der Anhebevorrichtung automatisch bzw. selbsttätig durch deren Aktuator geöffnet und die Klappe dadurch während ihrer Anhebebewegung freigegeben. Die Klappe weist dann ausreichend Freiraum auf, um sich wie gewünscht vom Fahrzeug abzuheben und gegebenenfalls beim Aufprall eines Fußgängers, Radfahrers oder einer anderen am Unfall beteiligten Person entsprechend zu verformen.

Der Aktuator der erfindungsgemäßen Klappenanordnung weist besonders vorteilhaft ein bewegliches Aktuator-Unterteil auf, wobei die Fixiereinrichtung derart gestaltet ist, dass sie vorteilhaft mittels einer Abwärtsbewegung dieses Aktuator-Unterteils geöffnet wird. Zum Öffnen sind aber auch seitliche Bewegungen oder sogar Aufwärtsbewegungen des Aktuator-Unterteils möglich. So kann beispielsweise ein Aktuator-Unterteil überfedert (und im Wesentlichen rahmenfest) am stützenden Element des Fahrzeugs gehaltert sein, welches sich dann durch einen Druckaufbau am Aktuator geringfügig bewegt. Das sich derart bewegende Aktuator-Unterteil kann dann die oben erläuterte Öffnungsbewegung der erfindungsgemäßen Fixiereinrichtung ausführen bzw. bewirken. Als Aktuator-Unterteil kann beispielsweise ein Kolbengehäuse eines pyrotechnischen Aktuators dienen.

Die erfindungsgemäße Fixiereinrichtung kann kostengünstig und zugleich besonders betriebssicher mit mindestens einem Klemmstab und einem zugehörigen Klemmriegel gestaltet sein. Durch eine Bewegung des Klemmriegels am Klemmstab kann die derartige Fixiereinrichtung wie erläutert geöffnet und wieder arretiert werden.

Der Klemmstab ist dabei besonders vorteilhaft elastisch gestaltet, beispielsweise in Form eines Federstahlbandes, welches in eine oder mehrere Richtungen gebogen werden kann. So lassen beispielsweise Federstahlbänder, welche in Längsrichtung des Fahrzeugs biegbar sind, eine Rotation einer Frontklappe eines Fahrzeugs um deren am vorderen Endbereich der Frontklappe angeordnete Frontklappenschlösser zu.

Es ist ferner von Vorteil, wenn an der erfindungsgemäßen Klappenanordnung die Klemmwirkung an der Fixiereinrichtung nur auf einen Teilbereich eines derartigen Klemmstabes begrenzt ist. Auf diese Weise kann z.B. eine Klappe an einem Fahrzeug nur im nahezu vollständig abgesenkten Zustand fixiert werden. Während des Anhebens und im angehobenen Zustand kann der Klappe hingegen erfindungsgemäß auch in einer sich quer zur Anheberichtung erstreckenden Ebene eine Elastizität und Deformierbarkeit gegeben werden. Erfindungsgemäße Klappenanordnungen weisen oftmals eine Anhebevorrichtung auf, die einen so genannten aktiven und einen passiven Hubbereich umfasst. Während des aktiven Hubbereichs wird unmittelbar ein Element der Klappenanordnung vom Aktuator bewegt, während im passiven Hubbereich die beschleunigte Klappe (ohne direkte Krafteinwirkung des Aktuators) allein durch ihre Massenträgheit "gezogen" wird. Der passive Hubbereich wird daher auch als "Freiflugphase" der Klappe bezeichnet. Bei einer derartigen Klappenanordnung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Klemmstab nur im aktiven Hubbereich des Aktuators vom Klemmriegel geklemmt werden kann. Dies kann beispielsweise durch einen Klemmstab erreicht werden, der im passiven Hubbereich tailliert gestaltet ist. Diese Art von Klemmstab ist insbesondere für die oben erläuterte Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Klappenanordnung von Vorteil, bei der die Fixiereinrichtung mittels einer Abwärtsbewegung eines Aktuator-Unterteils geöffnet wird. An einem derartigen Aktuator erfolgt nämlich während des passiven Hubes ein Druckausgleich, wodurch dessen Unterteil (welches sich am Anfang der Aktuatorauslösung nach unten bewegt hatte) wieder angehoben und dadurch der erfindungsgemäß gelöste Klemmriegel wieder in eine klemmende Stellung gebracht wird. Mit dieser Bewegung des Klemmriegels würde dann die Bewegung der Klappe während des passiven Hubbereichs gebremst.

An dem erfindungsgemäß vorgesehenen Klemmstab kann ferner vorteilhaft ein Anschlag vorgesehen sein, mit dem die maximale Hubhöhe, d.h. insbesondere die Wegstrecke der Klappe während des oben erläuterten passiven Hubbereichs begrenzt ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch mit einem sonstigen separaten Teil die maximale Hubhöhe begrenzt werden.

Weil bei der erfindungsgemäßen Klappenanordnung die Klappe im angehobenen Zustand nicht vollständig frei bewegbar sein soll, sollte vorteilhaft zwischen dem Aktuator-Unterteil und einem zugehörigen Aktuator-Oberteil eine Führungseinrichtung vorgesehen sein, bei der insbesondere der genannte Klemmstab als Führungselement genutzt werden kann. Dem Klemmstab kann dadurch eine Doppelfunktion zugeordnet werden, wodurch Kosten und Raum gespart werden können.

Damit die erfindungsgemäße Klemmeinrichtung ohne komplexe Schaltfunktionen wirksam werden kann, ist es ferner von Vorteil, wenn die Fixiereinrichtung mittels einer Klemmeinrichtung gestaltet ist, welche bei einer Anhebebewegung des Scharniers selbsthemmend ist, eine Absenkbewegung hingegen im Wesentlichen frei zulässt.

Schließlich sollte an der erfindungsgemäßen Klappenanordnung noch ein sich beim Anheben und/oder Absenken der Klappe verformendes Deformationselement an der Anhebevorrichtung vorgesehen sein, mittels dem die Klappe zunächst in der angehobenen Stellung gehalten werden kann. Die derart hochgehaltene Klappe wird zu einem durch seine Massenträgheit dämpfenden Auffangkörper, der, wie oben erläutert, Aufprallkräfte auf ein biomechanisch verträgliches Maß reduziert.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele einer Anhebevorrichtung für eine erfindungsgemäße Klappenanordnung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anhebevorrichtung,

2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anhebevorrichtung bei geschlossenem Zustand der zugehörigen Klappe, und

3 die Ansicht gemäß 2 bei angehobenem Zustand der zugehörigen Klappe mit einem zugehörigen Deformationselement.

Die in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anhebevorrichtung 10 sind im Prinzip sehr ähnlich und werden daher nachfolgend gemeinsam beschrieben.
Die Anhebevorrichtungen 10 weisen jeweils einen Grundrahmen 12 auf, der im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ist und an einem nicht dargestellten Rahmen bzw. Chassis eines zugehörigen Fahrzeugs ortsfest unter einem ebenfalls nicht dargestellten Scharnier einer, wie oben erläutert, anzuhebenden Klappe des Fahrzeugs angeordnet ist.
In dem Grundrahmen 12 ist ein Aktuator 14 angeordnet, mittels dem das eigentliche Anheben der Klappe bei einer Detektion eines Unfalls mit beispielsweise einem Fußgänger erfolgt. Der Aktuator 14 ist im Wesentlichen aus einem Aktuator-Unterteil 16 und einem Aktuator-Oberteil 18 gebildet, wobei das oben genannte Scharnier seinerseits am Aktuator-Oberteil 18 befestigt ist.
Das Aktuator-Unterteil 16 ist mit einer Platte 20 gestaltet, auf der ein im Wesentlichen quaderförmiges Zylindergehäuse 22 aufgesetzt ist. An der Oberseite der Platte 20 ist eine Führungshülse 24 in die Platte 20 eingesetzt, in der ein Führungsstab 26 verschiebbar geführt ist. Ferner ist in dem Zylindergehäuse 22 ein ebenfalls im Wesentlichen quaderförmiges Kolbengehäuse 28 geführt, derart, dass das Kolbengehäuse 28 bezogen auf die Figuren nach oben ausgefahren werden kann und dabei mittels der Führungshülse 24 und dem Führungsstab 26 geführt ist.
Zum Ausfahren des Kolbengehäuses 28 aus dem Zylindergehäuse 22 ist im Inneren des Zylindergehäuses 22 ein Mikrogasgenerator 30 angeordnet, welcher durch ein entsprechendes Signal einer (nicht dargestellten) Steuereinrichtung wie oben erläutert ausgelöst werden kann.
Beim Ausfahren des Kolbengehäuses 28 aus dem Zylindergehäuse 22 fördert das Kolbengehäuse 28 das sich unmittelbar darüber befindende Aktuator-Oberteil 18 mit hoher Geschwindigkeit nach oben und hebt damit das genannte Scharnier mit seiner Klappe derart an, dass der Abstand zwischen der Klappe und (nicht dargestellt) sich darunter befindenden steifen Elementen des Fahrzeugs ausreichend groß ist, um z.B. einen Aufprall eines am Unfall beteiligten Fußgängers auf ein biomechanisch verträgliches Maß abzudämpfen.
Für das derartige Herauskatapultieren der Klappe aus der Außenhaut des Fahrzeugs muss das zugehörige Scharnier einerseits in weitem Maße freigegeben werden und andererseits ausreichend geführt sein, um die gewünschte Dämpfwirkung zu erzielen.
Um diese zu erreichen ist an der Anhebevorrichtung 10 jeweils eine Fixiereinrichtung 32 vorgesehen, mit der einerseits das Aktuator-Oberteil 18 im nicht angehobenen Zustand der Klappe an den Grundrahmen 12 gekoppelt ist (siehe 2) und andererseits der Hub des Aktuator-Oberteils 18 während des Anhebens relativ zum Grundrahmen 12 in seiner Länge begrenzt und geführt ist.
Die Fixiereinrichtung 32 ist dabei mit zwei Klemmstäben 34 gestaltet, welche jeweils in Form eines Federstahlstreifens ausgeführt sind. Die Klemmstäbe 34 erstrecken sich im Wesentlichen in Hubrichtung (d.h. bei der in den Zeichnungen dargestellten Lage der Anhebevorrichtung 10 im Wesentlichen senkrecht) an zwei Seiten des Zylindergehäuses 22. Dabei ragen die Klemmstäbe 34 vom Aktuator-Oberteil 18 nach unten durch das Zylindergehäuse 22, die Platte 20 und den Grundrahmen 12 hindurch und sind teilweise in diesen Elementen (insbesondere in Querrichtung des Fahrzeugs, d.h. in der in 1 dargestellten Y-Achse) geführt. In Längsrichtung des Fahrzeugs (siehe X-Achse in 1) sind die Klemmstäbe 34 hingegen elastisch bzw. biegbar.
Zwischen dem Aktuator-Oberteil 18 und dem Zylindergehäuse 22 sind die Klemmstäbe 34 jeweils von einem Klemmriegel 36 umgeben, der mittels eines Federelements 38 in Gestalt einer Schraubenfeder gegen den Klemmstab 34 federnd vorgespannt ist. Die Klemmriegel 36 sind derart mit dem Zylindergehäuse 22 und dem Grundrahmen 12 gekoppelt, dass bei der in 2 dargestellten nicht angehobenen Lage des Aktuator-Oberteils 18 dieses Aktuator-Oberteil 18 mit Hilfe der Klemmstäbe 34 und der Klemmriegel 36 an den Grundrahmen 12 ortsfest gekoppelt ist. Die Befestigung der Klemmriegel 36 ist ferner dergestalt, dass die genannte Fixierung der Klemmstäbe 34 mittels der Klemmriegel 36 beim Auslösen des Aktuators 14 selbsttätig gelöst wird.
Um dies zu erreichen ist die Platte 20 an Führungsstiften 40 in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs (Z-Achse in 1) geringfügig verschiebbar. Ferner ist jeweils an den Klemmriegeln 36 ein Betätigungsstab 42 vorgesehen, mittels dem durch eine Abwärtsbewegung der Platte 20 die Klemmriegel 36 an den Klemmstäben 34 entriegelt werden.
Die dazu erforderliche (bezogen auf die Figuren) nach unten gerichtete Bewegung der Platte 20 wird dadurch erreicht, dass beim Auslösen des Aktuators 14 dessen Aktuator-Unterteil 16 mittels des Kolbengehäuses 28 vom Aktuator-Oberteil 18 relativ nach unten gedrängt wird. Mit diesem vom Aktuator 14 erzeugten Schub wird eine geringe Bewegung der Platte 12 entlang der Führungsstifte 40 nach unten ermöglicht und dann mittels der Betätigungsstäbe 42 die Klemmriegel 36 entriegelt. Somit ist die Bewegung des Aktuator-Oberteils 18 mit den daran befestigten Klemmstäben 34 nach oben ermöglicht, wobei zugleich diese Bewegung mittels der zumindest im Grundrahmen 12 geführten Klemmstäbe 34 geführt ist.
Damit das derart angehobene Aktuator-Oberteil 18 zumindest bis zum eventuellen Aufprall einer am Unfall beteiligten Person auf die zugehörige Klappe in angehobener Stellung verbleibt ist an der Anhebevorrichtung 10 jeweils ein Deformationselement 44 vorgesehen, welches im Wesentlichen zick-zack-förmig gestaltet ist und beim Anheben plastisch verformt wird.
Um ferner die Hubbewegung des Aktuator-Oberteils 18 in Z-Richtung über den Weg des aktiven Anhebens mittels des Kolbengehäuses 28 in einen passiven Hubbereich hinein zu ermöglichen und andererseits das Gesamtmaß des Anhebens der zugehörigen Klappe nach oben zu begrenzen sind an den Klemmstäben 34 am unteren Endbereich Anschläge 46 vorgesehen, die am Ende des Anhebevorgangs unter dem Grundrahmen 12 anschlagen.

10: Anhebevorrichtung
12: Grundrahmen
14: Aktuator
16: Aktuator-Unterteil
18: Aktuator-Oberteil
20: Platte
22: Zylindergehäuse
24: Führungshülse
26: Führungsstab
28: Kolbengehäuse
30: Mikrogasgenerator
32: Fixiereinrichtung
34: Klemmstab
36: Klemmriegel
38: Federelement
40: Führungsstift
42: Betätigungsstab
44: Deformationselement
46: Anschlag

Claims

Klappenanordnung eines Fahrzeugs mit einer Klappe, die zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung geführt ist, und mit einer Anhebevorrichtung (10), mit der bei einer detektierten Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger die Klappe gegenüber der geschlossenen Stellung mittels eines Aktuators (14) angehoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixiereinrichtung (32) vorgesehen ist, mittels der die Klappe am Fahrzeug fixiert ist, und die Anhebevorrichtung (10) einen derart gestalteten Aktuator (14) aufweist, dass dieser bei Auslösung der Anhebevorrichtung (10) die Fixiereinrichtung (32) öffnet.
Klappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (14) ein bewegliches Aktuator-Unterteil (16) aufweist und die Fixiereinrichtung (32) mittels einer Abwärtsbewegung des Aktuator-Unterteils (16) zu öffnen ist.
Klappenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (32) mit mindestens einem Klemmstab (34) und einem zugehörigen Klemmriegel (36) gestaltet ist.
Klappenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmstab (34) elastisch gestaltet ist.
Klappenanordnung nach Anspruch, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmwirkung an der Fixiereinrichtung (32) nur auf einen Teilbereich des Klemmstabes (34) begrenzt ist, insbesondere derart, dass der Klemmstab (34) nur im aktiven Hubbereich des Aktuators (14) vom Klemmriegel (36) geklemmt werden kann.
Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (46) am Klemmstab (34) vorgesehen ist, mit dem die maximale Hubhöhe der Anhebevorrichtung (10) begrenzt ist.
Klappenanordnung nach einem der Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungseinrichtung zwischen einem Aktuator-Unterteil (16) und einem Aktuator-Oberteil (18) vorgesehen ist, bei der insbesondere der genannte Klemmstab (34) als Führungselement genutzt ist.
Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (32) mittels einer Klemmeinrichtung (34, 36) gestaltet ist, welche bei einer Anhebebewegung des Scharniers selbsthemmend ist, eine Absenkbewegung hingegen im Wesentlichen frei zulässt.
Klappenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich beim Anheben und/oder Absenken der Klappe verformendes Deformationselement (44) an der Anhebevorrichtung (10) vorgesehen ist.