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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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In Kraftfahrzeugen ist eine aktive Fahrzeugschutzvorrichtung ein wichtiger Bestandteil. Fahrzeugschutzvorrichtungen sind beispielsweise Überrollschutzsysteme, bei denen ein Überrollkörper bei einem Überschlag entriegelt und in Sekundenbruchteilen von einer abgesenkten Bereitschafts- bzw. Normalposition in eine Schutzposition ausgefahren wird, um speziell den Kopfbereich der Insassen zu schützen.
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In der
DE 43 42 400 A1 ist ein weit verbreitetes Prinzip eines aktiven Überrollschutzsystems beschrieben. Dieses weist einen in einem fahrzeugfesten Kassettengehäuse geführten Überrollkörper auf, der im Normalzustand gegen die Vorspannkraft einer Antriebsdruckfeder durch eine Haltevorrichtung in der Bereitschaftsposition gehalten wird und im Überschlagsfall sensorgesteuert unter Lösen der Haltevorrichtung durch die Federkraft in die Schutzposition gelangt.
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Durch die
DE 10 2005 040 706 B4 zählt eine pyrotechnisch auslösbare Haltevorrichtung für Schutzvorrichtungen in Kraftfahrzeugen zum Stand der Technik. Die Schutzvorrichtung weist einen Aufstellkörper auf, der in einem fahrzeugfesten Gehäuse geführt aufgenommen ist. Die Haltevorrichtung bzw. das Entriegelungssystem umfasst eine Rastverbindung zum Niederhalten des Aufstellkörpers in einer Bereitschaftsposition und einen pyrotechnischen Gasgenerator zum Lösen der Rastverbindung im Schutzfall. Der Gasgenerator weist einen wegsprengbaren Außenmantel auf, der im direkten haltenden Formschluss mit den beweglichen Rastelementen der Rastverbindung steht.
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Auch die aus der
DE 10 2008 043 443 A1 bekannte Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung in Form eines Überrollschutzsystems weist einen Überrollkörper auf, der mittels eines Antriebs aus der Bereitschaftsposition in eine Schutzposition verlagerbar ist. In der Schutzposition wird der Überrollkörper durch eine Verriegelungsvorrichtung gegen eine Rückverlagerung gesichert. In der Bereitschaftsposition ist der Überrollkörper von einer Haltevorrichtung fixiert, wobei die Haltevorrichtung ein beweglich angeordnetes Sperrelement bzw. Haltebauteil umfasst, dass von einem pyrotechnischen Aktuator schlagartig außer Eingriff bringbar ist.
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Der Vorteil von pyrotechnisch auslösenden Schutzvorrichtungen bzw. pyrotechnischen Aktuatoren als Energiequelle im Entriegelungssystem ist die hohe Energie, die im Treibsatz gespeichert ist sowie die kurze Auslösezeit. Aufgrund der Brisanz des pyrotechnischen Treibsatzes unterliegen die Systeme aber auch hohen Sicherheitsanforderungen. Pyrotechnische Gegenstände müssen so gestaltet sein, dass sie Gefahren für Gesundheit, Eigentum und Umwelt bei normaler Verwendung möglichst gering halten. In diesem Zusammenhang ist es von Bedeutung, dass Reststücke oder Gehäusebestandteile des Entriegelungssystems, insbesondere des pyrotechnischen Zünders, nicht unkontrolliert freigesetzt werden. Dies gilt sowohl für den betrieblichen Einsatz in einer Crashsituation als auch für die serienmäßig durchzuführenden Zulassungstests für den Einsatz in Kraftfahrzeugen.
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Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung funktional und sicherheitstechnisch zu verbessern.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Kraftfahrzeugschutzvorrichtung gemäß den Merkmalen im Anspruch 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
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Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung weist einen Aufstellkörper auf, der von einer Bereitschaftsposition durch ein Antriebselement in eine Schutzposition überführbar ist. Das Antriebselement ist in der Bereitschaftsposition zumindest mittelbar durch ein Haltebauteil arretiert. Bei dem Antriebselement kann es sich insbesondere um eine Druckfeder handeln. Um die an dem Aufstellkörper angreifenden Kräfte des Antriebselements zu entriegeln, ist ein Entriegelungssystem vorgesehen. Dieses umfasst einen in einem Gehäuse angeordneten pyrotechnischen Zünder. Das Gehäuse weist einen Koppelabschnitt sowie einen Fußabschnitt auf. Der Koppelabschnitt ist mit dem Haltebauteil verbunden. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse nach Auslösen des Zünders in Folge des aus der pyrotechnischen Reaktion resultierenden Druckstoßes entlang einer Trennstelle öffenbar, wodurch die Verbindung zwischen Koppelabschnitt und Haltebauteil gelöst wird. Gleichzeitig ist das Gehäuse durch einen am Fußabschnitt angreifenden Widerlagerkörper einer Bodenplatte gehalten.
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Im Crash- bzw. Überschlagsfall wird das Gehäuse durch Auslösen des Zünders entlang der Solltrennstelle auseinandergesprengt. Der Aufstellkörper wird durch die Kraft des Antriebselements in die Schutzposition überführt. Die Verbindung zwischen dem Koppelabschnitt des Gehäuses und dem Haltebauteil wird aufgehoben. Hierdurch wird das System entriegelt und das Antriebselement freigegeben. Der Aufstellkörper fährt in die Schutzposition. Das Gehäuse wird durch den am Fußabschnitt angreifenden Widerlagerkörper der Bodenplatte gehalten. Hierdurch wird eine unkontrollierte Defragmentierung des Gehäuses bzw. ein unkontrolliertes Wegsprengen des Gehäuses vermieden.
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Das Gehäuse kann materialeinheitlich einstückig sein. Die Trennstelle ist dann als Sollbruchfläche im Material des Gehäuses ausgebildet. Möglich ist es auch, das Gehäuse aus Gehäuseteilen, insbesondere zwei Gehäusehälften, zu fertigen, die anschließend stoffschlüssig gefügt werden, insbesondere schweißtechnisch, beispielsweise mittels Ultraschallschweißen zusammengefügt werden. Die Schweißnaht bzw. die Schweißnähte bilden hier die Trennstelle.
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Auch kann das Gehäuse aus mehreren Gehäuseteilen, insbesondere zwei Gehäuseteilen bzw. Gehäusehälften ausgebildet bzw. zusammengesetzt sein. Bei dieser Ausgestaltung ist die Trennstelle zwischen den Gehäuseteilen an deren Kontaktflächen ausgebildet. Die Gehäuseteile sind durch Verbindungselemente gekoppelt. Insbesondere handelt es sich bei den Verbindungselementen um Rastclips.
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Die Trennstelle verläuft vorzugsweise in Längsrichtung des Gehäuses. Bevorzugt verläuft die Trennstelle in bzw. entlang der Mittellängsebene des Gehäuses. Der Innenraum des Gehäuses ist auf den Zünder mit dem Anzünderträger angepasst. Zweckmäßigerweise ist der Innenraum so konfiguriert, dass das Öffnen des Gehäuses beim Entriegelungsvorgang vorteilhaft unterstützt wird.
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Die Funktionalität der Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung kann weiter verbessert werden, wenn in der Bodenplatte eine Aufnahme vorgesehen ist, in welcher der Zünder mit seinem Anzünderträger gehalten ist. Die Innenkontur des Gehäuses ist zur Aufnahme des Zünders und des Anzünderträgers konfiguriert. Die Aufnahme ist so gestaltet, dass die Krafteinleitung bei der Explosion des Zünders das Gehäuse im Fußbereich nicht, jedenfalls nicht nachteilig zerstört. Hierzu kann die Aufnahme Verstärkungsmittel, beispielsweise in Form eines umlaufenden Stützkragens besitzen, welcher den Anzünderträger einfasst.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die das Gehäuse bildenden Gehäuseteile und die Bodenplatte über Scharnierelemente, insbesondere über Filmscharniere, verbunden. Beim Zusammenbau wird der Zünder mit seinem Anzünderträger in die Aufnahme eingesetzt und das Gehäuse durch Zusammenklappen der Gehäuseteile geschlossen. Verbindungselemente koppeln die Gehäuseteile untereinander.
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Der bzw. die Widerlagerkörper an der Bodenplatte sind bevorzugt durch eine Umstellung am Rand der Bodenplatte gebildet. Die Umstellung umgreift den Fußabschnitt bereichsweise entlang dessen äußerem Rand. Insbesondere sind zwei sich gegenüberliegende Seitenränder des Fußabschnitts von durch Umstellungen an der Bodenplatte gebildete Widerlagerkörper eingefasst.
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Bevorzugt ist das Haltebauteil ein Bügel. Dieser ist gut zu montieren und mit dem Antriebselement koppelbar. Der Koppelabschnitt weist Klauen auf, welche Schenkel des Haltebauteils umgreifen. Hierdurch ist das Haltebauteil formschlüssig mit dem Koppelabschnitt verbunden.
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Praktisch besonders vorteilhaft ist, wenn das Haltebauteil drehbar oder schwenkbar im Koppelabschnitt gelagert ist. Diese bewegliche Lagerung ermöglicht ein zerstörungsfreies Lösen des Ausstellkörpers zu Testzwecken.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
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1a eine Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung in der Bereitschaftsposition;
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1b den Ausschnitt A der 1 in vergrößerter Darstellungsweise;
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2a die Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung mit der Darstellung des Aufstellkörpers in der Schutzposition;
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2b den Ausschnitt A der 2 in vergrößerter Darstellungsweise;
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3 in perspektivischer Darstellungsweise das Entriegelungssystem der Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung;
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4 das Entriegelungssystem mit teilweise aufgeschnittenem Gehäuse;
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5 Bauteile des Entriegelungssystems in explosionsartig auseinandergezogener Darstellungsweise;
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6 einen technisch schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Gehäuses eines Entriegelungssystems;
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7a und 7b das Entriegelungssystem beim Entriegelungsvorgang;
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8 in perspektivischer Darstellungsweise das Entriegelungssystem einer Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung mit einer zweiten Ausführungsform eines Gehäuses;
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9 das Entriegelungssystem entsprechend der 8 mit teilweise aufgeschnittenem Gehäuse;
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10 das Entriegelungssystem entsprechend den 8 und 9 beim Zusammenbauvorgang und
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11a und 11b das Entriegelungssystem entsprechend den 8 bis 10 beim Ent riegelungsvorgang.
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Gleiche oder einander entsprechende Bauteile bzw. Bauteilkomponenten sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1a sowie 2a zeigen eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung 1. Die Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung 1 weist ein fahrzeugfestes Modul 2 mit einer oberen Lagerkassette 3 auf. Im fahrzeugfesten Modul 2 und der Lagerkassette 3 ist ein Aufstellkörper 4 in Form eines Überrollbügels verlagerbar angeordnet. Im Normalzustand befindet sich der Aufstellkörper 4 in einer unteren Bereitschaftsposition B, wie in der 1a zu erkennen ist. Der Aufstellkörper 4 ist im Modul 2 aufgenommen. Durch ein Antriebselement 5 ist der Aufstellkörper 4 in eine obere Schutzposition S überführbar. Bei dem Antriebselement 5 handelt es sich um eine Druckfeder, die auf einer hier nicht näher zu erkennenden Führungsstange angeordnet ist. Im Normalzustand ist der Aufstellkörper 4 gegen die Vorspannkraft der Druckfeder durch ein Haltebauteil 6 in der unteren Bereitschaftsposition B arretiert (siehe hierzu 1b). Das Haltebauteil 6 steht in Wirkverbindung mit einem Entriegelungssystem 7, über welches die Arretierung des Aufstellkörpers 4 in der unteren Bereitschaftsposition B aufhebbar ist.
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Zur Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung 1 gehören direkte und indirekte Detektoren und eine Sensorik sowie die Steuerung für die Schutzvorrichtung 1, welche nicht näher dargestellt sind. Ermittelt das Steuergerät auf Basis von Signalen von Crashsensoren, beispielsweise Beschleunigungs- und/oder Neigungssensoren und/oder Raddrehzahlsensoren, einen drohenden Überschlag oder Aufprall wird die Schutzvorrichtung 1 aktiviert. Die Arretierung des Antriebselements 5 wird durch Freigabe des Haltebauteils 6 aufgehoben und der Aufstellkörper 4 in Sekundenbruchteilen in die aufgestellte Schutzposition S überführt. Die Schutzposition S ist in der 2a zu erkennen. Die 2a zeigt einen bodenseitigen Ausschnitt der Schutzvorrichtung 1 nach dem Auslösen des Entriegelungssystems 7. In der Schutzposition S wird der Aufstellkörper 4 durch Verriegelungsmittel verriegelt, um eine Rückverlagerung gegen ein Einschieben zu sichern.
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Die Freigabe der an dem Aufstellkörper 4 angreifenden Kraft des Aufstellelements 5 um den Aufstellkörper 4 auszufahren, erfolgt über das Entriegelungssystem 7. Das Entriegelungssystem 7 umfasst einen pyrotechnischen Zünder 8, der in einem Gehäuse 9 (3 bis 7) bzw. einem Gehäuse 10 (8 bis 11) angeordnet ist. Das anhand der 3 bis 7 beschriebene Entriegelungssystem 7 und das anhand der 8 bis 11 beschriebene Entriegelungssystem 7 unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Ausführung des Gehäuses 9 bzw. 10. Das Gehäuse 8 ist einteilig ausgebildet. Das Gehäuse 9 ist aus Gehäuseteilen zusammengesetzt und weist zwei Gehäusehälften 11, 12 auf.
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Jedes Gehäuse 9, 10 weist einen oberen Koppelabschnitt 13 sowie einen bodenseitigen Fußabschnitt 14 auf. Der Koppelabschnitt 13 ist mit dem Haltebauteil 6 verbunden. Das Haltebauteil 6 ist durch einen Bügel gebildet. Der Koppelabschnitt 13 weist schalenförmige Klauen 15 auf, zwischen denen gehäuseseitige Schenkel 16 des Haltebauteils 6 aufgenommen und formschlüssig gehalten sind. Im Koppelabschnitt 13 gelagert, ist das Haltebauteil 6 dreh- bzw. schwenkbar. Das Haltebauteil 6 steht in Verbindung mit dem Aufstellkörper 4 und hält diesen zusammen mit den Bauteilen des Entriegelungssystems 7 in der abgesenkten Bereitschaftsposition B.
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Durch Anzünden des Zünders 8 wird das Gehäuse 9, 10 in Folge des aus der pyrotechnischen Reaktion resultierenden Druckstoßes entlang einer Trennstelle 17, 18 geöffnet. Das Gehäuse 9, 10 wird im Bereich des Koppelabschnitts 13 oben auseinandergedrückt. Hierdurch wird die Verbindung zwischen dem Koppelabschnitt 13 und dem Haltebauteil 6 gelöst. Gleichzeitig wird das Gehäuse 9, 10 durch einen am Fußabschnitt 14 angreifenden Widerlagerkörper 19, 20 einer Bodenplatte 21 des Entriegelungssystems 7 gehalten.
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Die Trennstelle 17, 18 verläuft in Längsrichtung des Gehäuses 9, 10 und erstreckt sich in der Mittellängsebene. Das Gehäuse 9 bzw. 10 umfasst einen hohlzylindrisch mehrstufig gestalteten Mittelteil 22, an den sich der obere quer zur Mittelachse ausgerichtete Koppelabschnitt 13 anschließt sowie den bzw. die unteren Fußabschnitte 14. Seitlich des Mittelteils 22 erstrecken sich zwischen Fußabschnitt 14 und Koppelabschnitt 13 jeweils links und rechts Seitenwandabschnitte 23, 24.
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Bei der Ausführungsform des Gehäuses 9, wie in den 3 bis 7 dargestellt, ist das Gehäuse 9 materialeinheitlich einstückig. Die Trennstelle 17 ist als Sollbruchfläche 25 im Material des Gehäuses 9 ausgebildet. Wie insbesondere die 6 zeigt, sind der linke und rechte Seitenwandabschnitt 23, 24 des Gehäuses 9 durch Schlitze 26 verdünnt. Die Sollbruchfläche 25 ist entlang der verbleibenden Stege im Material des Gehäuses 9 ausgebildet.
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5 zeigt Bauteile des Entriegelungssystems 7 vor der Montage. Das Gehäuse 9 wird auf die Bodenplatte 21 aufgesetzt. Anschließend werden die Ränder 27, 28 der Bodenplatte 21 umgebördelt und bilden die Widerlagerkörper 19 aus, welche den Fußabschnitt 14 des Gehäuses 9 festhalten. In der Bodenplatte 21 ist eine Aufnahme 29 vorgesehen, in welcher der Zünder 8 mit seinem Anzünderträger 30 gehalten ist (siehe hierzu auch 4 sowie 9). Die Aufnahme 29 wird durch eine Öffnung 31 in Form eines Durchzuges in der Bodenplatte 21 gebildet. Die Öffnung 31 weist einen umlaufenden Stützkragen 32 auf. Der Zünder 8 sitzt mit dem Anzünderträger 30 in der Aufnahme 29. Der Stützkragen 32 umschließt den Anzünderträger 30 und unterbricht die Krafteinleitung in die Bodenplatte 21 bei der Zündung des Zünders 8. Die Bodenplatte 21 bleibt unzerstört und kann das Gehäuse 9 bzw. 10 zuverlässig halten.
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Zur Montage der Bodenplatte 21 sind weiterhin randseitige Flanschabschnitte 33 mit Montageöffnungen 34 vorgesehen. Auf diese Weise kann das Entriegelungssystem 7 am Boden der Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung 1 mittels Schrauben festgelegt werden.
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Unter der Bodenplatte 21 ist eine Schließplatte 35 vorgesehen. Die Schließplatte 35 schließt die Öffnung 31 in der Bodenplatte 21. In der Schließplatte 35 ist ebenfalls eine Öffnung 36 vorhanden, die kleiner ist als die Öffnung 31 in der Bodenplatte und die zur Durchführung von elektrischen Anschlussleitungen des Zünders 8 dient.
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Bei der in den 8 bis 11 dargestellten Ausführungsform weist das Gehäuse 10 Gehäushälften 11, 12 auf, die mit der Bodenplatte 21 über Scharnierelemente 37 in Form von Filmscharnieren verbunden sind. Dies erkennt man am besten in der 10. Der Zünder 8 wird mit seinem Anzünderträger 30 in die Aufnahme 29 in der Bodenplatte 21 eingesetzt. Der umlaufende Stützkragen 32 fasst den Anzünderträger 30 formschlüssig ein. Anschließend werden die linke und die rechte Gehäusehälfte 11, 12 nach oben geklappt. Die Gehäusehälften 11, 12 sind durch Verbindungselemente 38 in Form von Rastclips 39 mit Rastnasen und Hinterschneidungen gekoppelt. Die Gehäusehälfte 11 ist außen an den Seitenwandabschnitten 23 mit den Rastclips 39 versehen, welche die Seitenwandabschnitte 24 der Gehäusehälfte 12 umgreifen. An der Bodenplatte 21 sind Widerlagerkörper 19, 20 vorgesehen. Auch die Widerlagerkörper 20 sind durch Rastclips 40 gebildet, welche mit den Fußabschnitten 14 verrasten und diese kraft- und formschlüssig halten.
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Die Trennstelle 18 ist entlang der Kontaktflächen 41, 42 zwischen den Gehäusehälften 11, 12 gebildet.
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Bei beiden Ausführungsvarianten wird das Gehäuse 9 bzw. 10 nach Auslösen des Zünders 8 in Folge des aus der pyrotechnischen Reaktion resultierenden Druckstoßes im Bereich des Koppelabschnittes 11 entlang der Trennstelle 17, 18 auseinandergedrückt und geöffnet. Die Öffnungsbewegung des Gehäuses 9, 10 ist durch die Pfeile P1 in der 7a und in der 11a verdeutlicht. Hierdurch wird die Arretierung des Haltebauteils 6 bzw. die Verbindung zwischen Haltebauteil 6 und Koppelabschnitt 13 gelöst und die Arretierung des Aufstellkörpers 4 aufgehoben. Die Freigabe des Haltebauteils 6 ist in der 7b und der 11b durch den Pfeil P2 gekennzeichnet. Mit der Freigabe des Haltebauteils 6 wird das Antriebselement 5 freigegeben und der Aufstellkörper 4 in die Schutzposition S überführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug-Schutzvorrichtung
- 2
- Modul
- 3
- Lagerkassette
- 4
- Aufstellkörper
- 5
- Antriebselement
- 6
- Haltebauteil
- 7
- Entriegelungssystem
- 8
- Zünder
- 9
- Gehäuse
- 10
- Gehäuse
- 11
- Gehäusehälfte
- 12
- Gehäusehälfte
- 13
- Koppelabschnitt
- 14
- Fußabschnitt
- 15
- Klaue
- 16
- Schenkel
- 17
- Trennstelle
- 18
- Trennstelle
- 19
- Widerlagerkörper
- 20
- Widerlagerkörper
- 21
- Bodenplatte
- 22
- Mittelteil
- 23
- Seitenwandabschnitt
- 24
- Seitenwandabschnitt
- 25
- Sollbruchfläche
- 26
- Schlitz
- 27
- Rand v. 21
- 28
- Rand v. 21
- 29
- Aufnahme
- 30
- Anzünderträger
- 31
- Öffnung
- 32
- Stützkragen
- 33
- Flanschabschnitt
- 34
- Montageöffnung
- 35
- Schließplatte
- 36
- Öffnung
- 37
- Scharnierelement
- 38
- Verbindungselement
- 39
- Rastclip
- 40
- Rastclip
- 41
- Kontaktfläche
- 42
- Kontaktfläche
- B
- Bereitschaftsposition
- S
- Schutzposition
- P1
- Pfeil
- P2
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4342400 A1 [0003]
- DE 102005040706 B4 [0004]
- DE 102008043443 A1 [0005]
