DE102020105129B3

DE102020105129B3 - Fußgängerschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020105129B3
Application number: DE102020105129.8A
Authority: DE
Inventors: Philipp Bolay; Christian Rommelfanger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2040-02-28

Abstract

Fußgängerschutzvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (100) mit einer Aufstellvorrichtung (2) zum Aufstellen einer im Frontbereich des Kraftfahrzeugs (100) angeordneten Aufstelleinheit (3) bei einem Unfallereignis mittels einer Aufstelleinrichtung (4). Dabei umfasst die Aufstelleinheit (3) eine Windschutzscheibe (13) und einen Dachrahmenabschnitt (23) und/oder einen A-Säulenabschnitt (33), sodass wenigstens diese Komponenten (13, 23, 33) bei einem Unfallereignis gemeinsam mittels der Aufstelleinrichtung (4) relativ zu einer Rohbaustruktur (101) des Kraftfahrzeugs (100) aufstellbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fußgängerschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Aufstellvorrichtung zum Aufstellen wenigstens einer im Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Aufstelleinheit bei einem Unfallereignis mittels wenigstens einer Aufstelleinrichtung.
Wird ein Fußgänger von einem Fahrzeug erfasst, so trifft dieser je nach seiner Größe und Größe des Fahrzeugs mit dem Kopf entweder auf die Motorhaube oder die Windschutzscheibe oder auch auf die A-Säule oder gar das Dach. Daran ist besonders problematisch, dass diese Bereiche konstruktionsbedingt sehr steif und hart sind und daher dementsprechend keine oder nur sehr wenig Energie absorbieren können.
Zur Verbesserung des Schutzes von Fußgängern sind daher aktive Systeme bekannt geworden, bei denen sich zum Beispiel Airbags über der Motorhaube entfalten oder bei denen die Motorhaube angehoben wird, um so mehr Deformationsraum für den Fußgänger bereitzustellen. Eine Fußgängerschutzvorrichtung mit einer aufstellbaren Windschutzscheibe ist beispielsweise aus der DE 10 2012 021 435 A1 bekannt geworden. Eine bei einer Kollision mit einem Fußgänger aufstellbare Abdeckung einer A-Säule ist in der DE 103 53 447 A1 gezeigt. Eine gattungsgemäße Fußgängerschutzvorrichtung ist in der DE 10 2004 028 518 A1 gezeigt. Die DE 10 2017 007 380 A1 zeigt eine Instrumententafel mit einem Aufnahmeraum für einen Airbag, wobei der Aufnahmeraum mittels eines Kniehebels bei einem Unfall verschwenkt werden kann.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Fußgängerschutzvorrichtungen zu verbessern. Insbesondere sollen die Schutzwirkung und auch die Unterbringung der notwendigen Komponenten im bzw. am Fahrzeug verbessert werden. Dabei sollen der optische Gesamteindruck des Fahrzeugs möglichst wenig beeinflusst und der Bauraumbedarf, insbesondere im Bereich der A-Säule, besonders gering gehalten werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fußgängerschutzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
Die erfindungsgemäße Fußgängerschutzvorrichtung ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Fußgängerschutzvorrichtung umfasst wenigstens eine Aufstellvorrichtung zum Aufstellen wenigstens einer Aufstelleinheit bei einem Unfallereignis. Die Aufstelleinheit ist mittels wenigstens einer Aufstelleinrichtung aufstellbar. Die Aufstelleinheit ist für den Frontbereich des Kraftfahrzeugs vorgesehen und dort angeordnet. Dabei umfasst die Aufstelleinheit wenigstens eine Windschutzscheibe und wenigstens einen Dachrahmenabschnitt und/oder wenigstens einen A-Säulenabschnitt, vorzugsweise wenigstens zwei A-Säulenabschnitte. Die Aufstelleinheit kann auch wenigstens einen Windlaufleistenabschnitt umfassen. Dabei sind wenigstens diese Komponenten bei einem Unfallereignis mittels der Aufstelleinrichtung gemeinsam und relativ zu einer Rohbaustruktur des Kraftfahrzeugs aufstellbar. Dabei umfasst die Aufstelleinrichtung wenigstens eine Kniehebelmechanik mit wenigstens einem Kniehebel. Die Kniehebelmechanik ist dazu geeignet und ausgebildet, mittels wenigstens einer Aktuatoreinheit gegen den Kniehebel zu drücken und dadurch den Kniehebel aufzuspreizen und mittels der Spreizung des Kniehebels die Aufstelleinheit aufzustellen. Eine unfallbedingte Aufprallenergie auf die Aufstelleinheit ist durch eine gezielte Deformierbarkeit des Kniehebels wenigstens teilweise aufnehmbar.
Die erfindungsgemäße Fußgängerschutzvorrichtung bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die Aufstelleinheit mit ihren Komponenten. Das bietet eine erheblich verbesserte Schutzwirkung, da so beispielsweise die besonders relevanten Bereiche bei einem Fußgängeraufprall aufgestellt werden können. Zudem hat eine solche Aufstelleinheit den erheblichen Vorteil, dass ein gemeinsames Aufstellen ihrer Komponenten erfolgt. Zudem kann eine solche Aufstelleinheit besonders kompakt und mit wenig Bauraumbedarf an der Rohbaustruktur befestigt und in das Gesamterscheinungsbild des Kraftfahrzeugs eingefügt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Fußgängerschutzvorrichtung auch eine Vorrichtung zum Schutz von anderen entsprechenden Verkehrsteilnehmern und beispielsweise Radfahrern oder dergleichen verstanden.
Die Fußgängerschutzvorrichtung kann die Rohbaustruktur umfassen. Insbesondere sind dann die entsprechenden Komponenten an der Rohbaustruktur angeordnet und beispielsweise befestigt.
Vorzugsweise ist die Aufstelleinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, zusätzlich zu der Aufstellung auch eine Befestigung der Aufstelleinheit an der Rohbaustruktur des Kraftfahrzeugs sicherzustellen. Das bietet viele konstruktive Vorteile und einen besonders geringen Bauraumbedarf. Insbesondere ist die Aufstelleinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, wenigstens die Windschutzscheibe und den Dachrahmenabschnitt und/oder den A-Säulenabschnitt an der Rohbaustruktur aufstellbar zu befestigen. Insbesondere ist die Aufstelleinheit mittels der Aufstelleinrichtung an die Rohbaustruktur anbindbar bzw. angebunden. Insbesondere ist die Aufstelleinrichtung sowohl mit der Rohbaustruktur als auch mit der Aufstelleinheit fest verbunden.
Es ist vorteilhaft und besonders bevorzugt, dass die Aufstelleinheit wenigstens einen Aufstellrahmen umfasst. Insbesondere umgibt der Aufstellrahmen die Windschutzscheibe wenigstens abschnittsweise. Insbesondere ist die Windschutzscheibe an dem Aufstellrahmen angebunden und vorzugsweise verklebt oder in anderer geeigneter Weise befestigt. Der Aufstellrahmen kann einen Scheibenrahmen bereitstellen oder wenigstens einen solchen umfassen. Vorzugsweise ist die Aufstelleinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, den Aufstellrahmen an der Rohbaustruktur aufstellbar zu befestigen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dachrahmenabschnitt und/oder der A-Säulenabschnitt an dem Aufstellrahmen befestigt. Möglich ist auch, dass der Aufstellrahmen den Dachrahmenabschnitt und/oder den A-Säulenabschnitt bereitstellt. Der Dachrahmenabschnitt und/oder der A-Säulenabschnitt sind insbesondere als ein Teilabschnitt des Aufstellrahmens ausgebildet.
Der Dachrahmenabschnitt ist insbesondere als ein Außenhautabschnitt des Daches ausgebildet. Der Dachrahmenabschnitt deckt insbesondere wenigstens einen dem Dach zugeordneten Abschnitt der Rohbaustruktur nach außen ab. Der Dachrahmenabschnitt erstreckt sich wenigstens abschnittsweise über das Dach und/oder den Dachrahmen. Der Dachrahmenabschnitt überdeckt insbesondere wenigstens einen in Fahrtrichtung nach vorne gerichteten Teil des Daches oder des Dachrahmens.
Der A-Säulenabschnitt ist insbesondere als ein Außenhautabschnitt einer A-Säule ausgebildet. Der A-Säulenabschnitt deckt insbesondere wenigstens einen der A-Säule zugeordneten Abschnitt der Rohbaustruktur nach außen ab. Der A-Säulenabschnitt überdeckt insbesondere wenigstens abschnittsweise die A-Säule. Der A-Säulenabschnitt überdeckt insbesondere wenigstens einen in Fahrtrichtung nach vorne gerichteten Teil der A-Säule.
Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Aufstellvorrichtung wenigstens einen Gegenrahmen umfasst. Der Gegenrahmen ist insbesondere ortsfest an der Rohbaustruktur befestigbar bzw. befestigt. Der Gegenrahmen ist insbesondere nicht aufstellbar ausgebildet. Möglich ist auch, dass die Rohbaustruktur den Gegenrahmen bereitstellt. Insbesondere ist der Gegenrahmen karosseriefest.
Besonders bevorzugt ist die Aufstelleinrichtung wenigstens teilweise an dem Gegenrahmen befestigt. Insbesondere ist der Aufstellrahmen mittels der Aufstelleinrichtung an dem Gegenrahmen befestigt. Im bestimmungsgemäßen Normalzustand (Fahrbetrieb ohne Unfallereignis) liegt der Aufstellrahmen insbesondere wenigstens abschnittsweise flächig auf dem Gegenrahmen auf. Insbesondere ist die Aufstelleinrichtung abschnittsweise zwischen Aufstellrahmen und Gegenrahmen angeordnet.
Erfindungsgemäß werden unter einem Aufstellrahmen bzw. einem Gegenrahmen nicht nur Rahmen, sondern auch andere geeignete Haltestrukturen verstanden.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders vorteilhaft und bevorzugt, dass die Aufstelleinrichtung in der Aufstelleinheit (vorzugsweise in dem Aufstellrahmen) und/oder dem Gegenrahmen wenigstens teilweise und insbesondere vollständig integriert ist. Insbesondere ist die Aufstelleinrichtung innerhalb eines vom Querschnitt eines Rahmenprofils des Aufstellrahmens und/oder des Gegenrahmens begrenzten Aufnahmeraums angeordnet. Bei einem Unfallereignis kann vorgesehen sein, dass die Aufstelleinrichtung abschnittsweise aus der Aufstelleinheit und/oder dem Gegenrahmen hervortritt.
Vorzugsweise umfasst die Aufstelleinrichtung wenigstens eine Hubkolbenmechanik mit wenigstens einer Hubkolbeneinheit insbesondere mit einem aus einer Zylindereinheit ausfahrbaren Hubkolben. Die Aufstelleinrichtung umfasst erfindungsgemäß wenigstens eine Kniehebelmechanik mit wenigstens einem Kniehebel. Die Aufstelleinrichtung kann wenigstens eine Schubkeilmechanik mit wenigstens einem verschiebbaren Keilelement umfassen. Die Aufstelleinrichtung kann wenigstens eine Kulissenmechanik insbesondere mit wenigstens einem translatorisch verschiebbaren Kulissenelement und insbesondere mit wenigstens einem durch das Kulissenelement verdrehbaren Hebeelement umfassen. Solche Ausgestaltungen bieten hinsichtlich der Schutzwirkung und der konstruktiven Integration besonders viele Vorteile.
Vorzugsweise ist der Hubkolben an der Aufstelleinheit, insbesondere dem Aufstellrahmen, befestigt. Vorzugsweise ist die Zylindereinheit an der Rohbaustruktur, insbesondere an dem Gegenrahmen, befestigbar bzw. befestigt. Möglich und vorteilhaft ist auch, dass die Zylindereinheit an der Aufstelleinheit, insbesondere dem Aufstellrahmen, befestigt ist. Dann ist insbesondere der Hubkolben an der Rohbaustruktur, vorzugsweise an dem Gegenrahmen, befestigbar bzw. befestigt. Insbesondere ist zwischen der Hubkolbeneinheit und der Aufstelleinheit und der Rohbaustruktur keine weitere zwischengeschaltete Mechanik vorgesehen. Das bietet eine besonders zuverlässige und zugleich kompakte Aufstellmechanik. Insbesondere ist der wenigstens eine Hubkolben in der Aufstelleinheit und vorzugsweise in dem Aufstellrahmen und/oder dem Gegenrahmen integriert.
Es ist bevorzugt, dass der Hubkolben mittels wenigstens einer Halteeinrichtung in einer bestimmungsgemäßen Ruheposition fixiert ist. Insbesondere ist der Hubkolben mittels der Halteeinrichtung in der Zylindereinheit und/oder an der Rohbaustruktur fixiert. Insbesondere ist die Halteeinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die Fixierung des Hubkolbens bei einem unfallbedingten Ausfahren gezielt aufzulösen. Insbesondere ist die Halteeinrichtung so ausgelegt, dass diese bei einer bestimmten Kraft und beispielsweise bei einer bestimmungsgemäßen Betätigung der Aufstelleinrichtung versagt. Insbesondere ist die Halteeinrichtung als eine Rastverbindung bzw. Clipsverbindung ausgelegt oder umfasst wenigstens eine solche. Möglich sind auch andere geeignete kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindungen.
Insbesondere weisen auch die Kniehebelmechanik und/oder die Schubkeilmechanik und/oder die Kulissenmechanik wenigstens eine Halteeinrichtung auf, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, die Aufstelleinheit im bestimmungsgemäßen Normalzustand in der Ruheposition zu fixieren und eine solche Fixierung bei einer unfallbedingten Betätigung der Aufstelleinrichtung gezielt aufzulösen.
Es ist möglich und bevorzugt, dass die Zylindereinheit wenigstens einen Anschlag zum Begrenzen eines Ausfahrwegs des Hubkolbens aufweist. Dadurch wird ein zu weites Ausfahren oder gar ein Ablösen der Aufstelleinheit von der Rohbaustruktur zuverlässig vermieden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Hubkolbenmechanik mit wenigstens zwei und vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Hubkolbeneinheiten ausgestattet, z. B. vier Hubkolbeneinheiten. Vorzugsweise ist an wenigstens vier Ecken der Aufstelleinheit, insbesondere des Aufstellrahmens, jeweils wenigstens eine Hubkolbeneinheit angeordnet. Insbesondere sind die Hubkolbeneinheiten derart angeordnet, dass die Aufstelleinheit, insbesondere der Aufstellrahmen, mittels der Hubkolbenmechanik translatorisch bewegbar ist. Insbesondere ist der Hubkolben entlang der Aufstellrichtung der Aufstelleinheit ausfahrbar.
Im bestimmungsgemäßen Normalzustand ist der Kolben insbesondere in die Zylindereinheit eingefahren. Bei einem Unfallereignis ist der Hubkolben aus der Zylindereinheit beispielsweise mittels wenigstens einer Druckbeaufschlagung ausfahrbar. Insbesondere wird dazu ein expandierendes Gas eingesetzt. Insbesondere wird die Hubkolbeneinheit durch einen pyrotechnischen Aktuator bereitgestellt oder umfasst wenigstens einen solchen.
Die Kniehebelmechanik ist erfindungsgemäß dazu geeignet und ausgebildet, mittels wenigstens einer Aktuatoreinheit gegen den Kniehebel zu drücken. Erfindungsgemäß ist die Kniehebelmechanik dazu geeignet und ausgebildet, dadurch den Kniehebel aufzuspreizen und mittels der Spreizung des Kniehebels die Aufstelleinheit aufzustellen. Insbesondere umfasst die Aktuatoreinheit wenigstens einen pyrotechnischen Aktuator beispielsweise mit einem Hubkolben oder dergleichen. Insbesondere ist der Hubkolben der Aktuatoreinheit quer zur Aufstellrichtung der Aufstelleinheit ausfahrbar.
Besonders bevorzugt ist die Kniehebelmechanik, insbesondere wenigstens der Kniehebel und/oder die Aktuatoreinheit, in der Aufstelleinheit (vorzugsweise in dem Aufstellrahmen) und/oder dem Gegenrahmen integriert. Insbesondere ist die Kniehebelmechanik, insbesondere wenigstens der Kniehebel und/oder die Aktuatoreinheit, innerhalb eines vom Querschnitt eines Rahmenprofils des Aufstellrahmens und/oder Gegenrahmens begrenzten Aufnahmeraums angeordnet. Insbesondere ist die Kniehebelmechanik wenigstens teilweise und insbesondere vollständig in den Aufstellrahmen integriert.
Es ist möglich, dass die Kniehebelmechanik wenigstens eine die Aufstelleinheit, insbesondere den Aufstellrahmen, mit der Rohbaustruktur gelenkig verbindende Schwenkeinrichtung umfasst. Die Schwenkeinrichtung weist wenigstens eine Schwenkachse auf. Insbesondere ist die Aufstelleinheit beim Aufstellen mittels des Kniehebels um die Schwenkachse schwenkbar. Insbesondere schwenken auch der Kniehebel und/oder die Aktuatoreinheit beim Aufstellen um die Schwenkachse. Möglich ist, dass die Kniehebelmechanik wenigstens zwei Kniehebel oder eine Mehrzahl von Kniehebeln umfasst, sodass die Aufstelleinheit mittels der Kniehebelmechanik translatorisch bewegbar ist. Ein translatorisches Bewegen der Aufstelleinheit bietet eine besonders vorteilhafte Schutzwirkung.
Erfindungsgemäß ist eine unfallbedingte Aufprallenergie auf die Aufstelleinheit durch eine gezielte Deformierbarkeit des Kniehebels wenigstens teilweise aufnehmbar. Insbesondere ist der Kniehebel dazu gezielt deformierbar ausgebildet. Insbesondere weist der Kniehebel dazu wenigstens eine Sollbruchstelle und/oder wenigstens eine Soll-Verformungsstelle auf. Beispielsweise ist der Kniehebel dazu mit wenigstens einer Kerbe ausgestattet. Insbesondere weist der Kniehebel wenigstens zwei Hebelarme auf, wobei die Hebelarme jeweils gezielt deformierbar sind und beispielsweise jeweils wenigstens eine Kerbe aufweisen.
Die Schubkeilmechanik ist vorzugsweise dazu geeignet und ausgebildet, dass wenigstens eine Keilelement mittels wenigstens einer Aktuatoreinheit zwischen die Aufstelleinheit und die Rohbaustruktur, insbesondere zwischen den Aufstellrahmen und den Gegenrahmen, zu verschieben. Insbesondere ist die Schubkeilmechanik dazu geeignet und ausgebildet, durch ein solches Verschieben die Aufstelleinheit aufzustellen. Insbesondere umfasst die Aktuatoreinheit dazu wenigstens einen pyrotechnischen Aktuator beispielsweise mit einem Hubkolben oder dergleichen. Insbesondere ist bei der Schubkeilmechanik der Hubkolben quer zur Aufstellrichtung der Aufstelleinheit ausfahrbar.
Insbesondere weisen die Aufstelleinheit und die Rohbaustruktur jeweils wenigstens eine mit dem Keilelement korrespondierende schiefe Ebene auf. Insbesondere sind der Aufstellrahmen und der Gegenrahmen mit jeweils wenigstens einer schiefen Ebene ausgestattet. Insbesondere umfasst die Schubkeilmechanik wenigstens zwei gegenläufig verschiebbare Keilelemente. Insbesondere sind die Keilelemente durch eine gemeinsame Aktuatoreinheit verschiebbar.
Insbesondere ist die Schubkeilmechanik, vorzugsweise wenigstens das Keilelement und/oder die Aktuatoreinheit und/oder die schiefen Ebenen, innerhalb eines Aufnahmeraums angeordnet, welcher vom Querschnitt eines Rahmenprofils des Aufstellrahmens und/oder vom Querschnitt eines Rahmenprofils des Gegenrahmens begrenzt wird.
Insbesondere ist das wenigstens eine Hebeelement der Kulissenmechanik an der Rohbaustruktur, insbesondere an dem Gegenrahmen, drehbar gelagert befestigbar bzw. befestigt. Das wenigstens eine Hebeelement der Kulissenmechanik ist insbesondere im Bereich der A-Säule derart angeordnet. Das wenigstens eine Hebeelement der Kulissenmechanik ist insbesondere an der Aufstelleinheit angebunden. Das wenigstens eine Hebeelement kann auch drehbar gelagert an der Aufstelleinheit angebunden sein. Insbesondere weist das wenigstens eine Kulissenelement wenigstens eine schiefe Ebene auf. Insbesondere ist die Kulissenmechanik dazu geeignet und ausgebildet, mittels wenigstens einer Aktuatoreinheit das Kulissenelement mit der schiefen Ebene entlang des Hebeelements zu verschieben und dadurch das Hebeelement zu drehen, sodass die Aufstelleinheit aufgestellt wird. Das bietet eine besonders vorteilhafte Betätigung.
Insbesondere ist eine solche Kulissenmechanik an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seiten der Aufstelleinheit angeordnet. Insbesondere ist eine solche Kulissenmechanik an der rechten und der linken A-Säule vorgesehen. Insbesondere umfasst die Kulissenmechanik jeweils wenigstens ein Hebeelement und vorzugsweise jeweils wenigstens zwei Hebelelemente an der rechten und linken A-Säule. Insbesondere werden jeweils wenigstens zwei Hebelelemente mittels wenigstens eines Kulissenelements mit jeweils wenigstens zwei schiefen Ebenen gedreht.
Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass das Hebeelement mit wenigstens einer biegeweichen Ausdünnung ausgestattet ist. Insbesondere erfolgt mittels der biegeweichen Ausdünnung während des Aufstellens ein gezieltes Verformen des Hebelelements, insbesondere um eine Kreisbahn des Hebeelements beim Aufstellen auszugleichen. Insbesondere ist mittels der Ausdünnung ein wenigstens näherungsweise translatorisches Aufstellen der Aufstelleinheit erzielbar. Die Ausdünnung kann auch zur gezielten Ableitung von Aufprallenergiekorrektur in das Hebeelement geeignet und ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Kulissenmechanik, insbesondere wenigstens das Hebeelement und/oder das Kulissenelement und/oder die Aktuatoreinheit, wenigstens teilweise in die A-Säule integriert. Besonders bevorzugt ist die Kulissenmechanik wenigstens teilweise und insbesondere vollständig innerhalb der A-Säule angeordnet. Insbesondere ist in der rechten und linken A-Säule jeweils eine solche Kulissenmechanik angeordnet. Vorzugsweise ist die Kulissenmechanik, insbesondere wenigstens das Hebeelement und/oder das Kulissenelement und/oder die Aktuatoreinheit, innerhalb eines Aufnahmeraums angeordnet, welcher vom Querschnitt eines Rahmenprofils des Aufstellrahmens und/oder vom Querschnitt eines Rahmenprofils des Gegenrahmens und/oder vom Querschnitt einer A-Säule begrenzt wird. Möglich ist auch eine Anordnung der Kulissenmechanik wenigstens teilweise im Dachrahmen und/oder in der Windlaufleiste oder dergleichen.
Die für die Aufstelleinrichtung beschriebene Aktuatoreinheit umfasst insbesondere wenigstens einen pyrotechnischen Aktuator oder ist als ein solcher ausgebildet. Möglich sind auch andere Arten von geeigneten und insbesondere besonders zügig reagierenden Aktuatoren. Die Aktuatoreinheit kann durch einen Hubkolben bereitgestellt werden oder wenigstens einen solchen umfassen.
Die Anmelderin behält sich vor, ein Kraftfahrzeug mit der zuvor beschriebenen Fußgängerschutzvorrichtung zu beanspruchen.
Die Fußgängerschutzvorrichtung umfasst insbesondere wenigstens eine Steuereinrichtung, welche dazu geeignet und ausgebildet ist, ein Unfallereignis mittels Sensormitteln zu erfassen und in Abhängigkeit des erfassten Unfallereignisses die Aufstellvorrichtung anzusteuern, sodass ein automatisches Aufstellen erfolgen kann.
Insbesondere ist die Aufstelleinheit als ein fester Verbund wenigstens aus der Windschutzscheibe und dem Dachrahmenabschnitt und/oder dem A-Säulenabschnitt ausgebildet. Insbesondere ist zum Aufstellen der Windschutzscheibe und des Dachrahmenabschnitts und/oder des A-Säulenabschnitts eine gemeinsame Aufstelleinrichtung vorgesehen. Insbesondere sind bei der Aufstelleinheit die Windschutzscheibe und der Dachrahmenabschnitt und/oder der A-Säulenabschnitt mittelbar und/oder unmittelbar fest miteinander verbunden. Insbesondere sind bei der Aufstelleinheit die Windschutzscheibe und der Dachrahmenabschnitt und/oder der A-Säulenabschnitt über den Aufstellrahmen fest miteinander verbunden.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
In den Figuren zeigen:

1 eine stark schematisierte Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Fußgängerschutzvorrichtung in einer Explosionsansicht;
2 eine Detaildarstellung der Fußgängerschutzvorrichtung der 1 in einer entlang der Linie A-A geschnittenen Seitenansicht;
3 die Fußgängerschutzvorrichtung der 2 bei einem Unfallereignis;
4 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Fußgängerschutzvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
5 die Fußgängerschutzvorrichtung der 4 bei einem Unfallereignis;
6 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Fußgängerschutzvorrichtung in einer geschnittenen Ansicht;
7 die Fußgängerschutzvorrichtung der 6 bei einem Unfallereignis;
8 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Fußgängerschutzvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht; und
9 die Fußgängerschutzvorrichtung der 8 bei einem Unfallereignis.

1 zeigt einen Frontbereich eines Kraftfahrzeugs 100, welches mit einer erfindungsgemäßen Fußgängerschutzvorrichtung 1 ausgestattet ist. Die Fußgängerschutzvorrichtung 1 umfasst eine Aufstellvorrichtung 2, mit welcher infolge einer Kollision mit einem Fußgänger eine Aufstelleinheit 3 mittels einer Aufstelleinrichtung 4 automatisch angehoben wird, sodass mehr Deformationsraum für den Fußgänger bereitsteht. Zur besseren Übersichtlichkeit ist hier nur die linke Fahrzeughälfte gezeigt.
Eine entlang der Linie A-A geschnittene Detaildarstellung der hier gezeigten Fußgängerschutzvorrichtung 1 ist in der 2 gezeigt. Dort ist die Aufstellvorrichtung 2 in der Ruheposition, also im normalen Fahrbetrieb ohne ein Unfallereignis, gezeigt. Die 3 zeigt die aktivierte Fußgängerschutzvorrichtung, wobei die Aufstelleinheit 3 aufgestellt wurde.
Die Aufstelleinheit 3 umfasst hier eine Windschutzscheibe 13 und einen Dachrahmenabschnitt 23 und einen rechten und linken A-Säulenabschnitt 33. Diese Komponenten 13, 23, 33 sind hier über einen Aufstellrahmen 43 fest miteinander verbunden. Der Aufstellrahmen 43 umgibt die Windschutzscheibe 13 rahmenartig und stellt zudem den Dachrahmenabschnitt 23 und die A-Säulenabschnitte 33 bereit. Beispielsweise ist die Windschutzscheibe 13 an dem Aufstellrahmen 43 verklebt.
Die Aufstelleinheit 3 ist hier mittels der Aufstelleinrichtung 4 an einer Rohbaustruktur 101 des Kraftfahrzeugs 100 befestigt. Dazu umfasst die Aufstellvorrichtung 2 hier einen Gegenrahmen 12, welcher fest und nicht aufstellbar an der Rohbaustruktur 101 befestigt ist. Der Gegenrahmen 12 ist über die Aufstelleinrichtung 4 mit dem Aufstellrahmen 43 verbunden.
Die Aufstelleinrichtung 4 ist hier beispielhaft als eine Hubkolbenmechanik 5 mit mehreren Hubkolbeneinheiten 15 ausgebildet. Die Hubkolbeneinheiten 15 umfassen jeweils eine Zylindereinheit 25 und einen aus der Zylindereinheit 25 ausfahrbaren Hubkolben 35. Zur besseren Übersichtlichkeit ist die Hubkolbenmechanik 5 in einer Explosionsdarstellung gezeigt.
Die hier gezeigte Aufstellvorrichtung 2 kann aber auch alternativ oder zusätzlich mit wenigstens einer der mit Bezug zu den 4 bis 9 beschriebenen Aufstelleinrichtungen 4 ausgestattet sein.
Beispielsweise ist beim Aufstellen ein Versatz der Aufstelleinheit zwischen 1 mm und 100 mm und z. B. 50 mm vorgesehen. Hier erfolgt die Aufstellbewegung in einer normalen Richtung der Windschutzscheibe.
Dabei ist hier an jeder der vier Ecken der Aufstelleinheit 3 jeweils eine Hubkolbeneinheit 15 angeordnet. Dadurch ist der Aufstellrahmen 43 translatorisch bewegbar.
Die Hubkolben 35 sind hier am Aufstellrahmen 43 angebunden. Die Zylindereinheiten 25 sind am Gegenrahmen 12 befestigt. Möglich ist auch die umgekehrte Anordnung.
Im normalen Fahrzustand sind die Hubkolben 35 vollständig in die Zylindereinheiten 24 eingefahren. Wird ein Fußgänger erfasst, so wird in eine Kolbenkammer der Zylindereinheiten 25 ein expandierendes Gas eingeleitet. Durch den hohen Druck wird die Aufstelleinheit 3 translatorisch nach oben gedrückt. So entsteht erheblich mehr Deformationsraum für den Kopf.
Im eingefahrenen Zustand besteht hier im unteren Teil der Zylindereinheit 25 mittels einer Halteeinrichtung 45 eine Verbindung zwischen Zylindereinheit 25 und Hubkolben 35. Die Halteeinrichtung 45 ist beispielsweise als eine Clipsverbindung oder dergleichen ausgebildet und so ausgelegt, dass sie bei einer bestimmten Kraft versagt. Eine beispielhafte Halteeinrichtung 45 ist in der Vergrößerung der 2 gezeigt.
Für das Ausfahren des Hubkolbens 35 aus der Zylindereinheit 25 ist hier ein Anschlag vorgesehen, welcher das maximale Ausfahren begrenzt.
Die 4 zeigt die Fußgängerschutzvorrichtung 1 in einer Ausgestaltung, bei welcher die Aufstelleinrichtung 4 als eine Kniehebelmechanik 6 ausgebildet ist. Dabei ist in der 4 die Kniehebelmechanik 6 in einer Ruheposition und in der 5 in einer aktiven Stellung nach einem Unfallereignis gezeigt.
Die Kniehebelmechanik 6 ist hier in den Aufstellrahmen 43 integriert. Die Kniehebelmechanik 6 umfasst hier einen oder mehrere Kniehebel 16, welche mittels jeweils einer Aktuatoreinheit 9 gespreizt werden können. Der gespreizte Kniehebel 16 ist in der 5 besonders gut zu erkennen. Durch die Spreizung des Kniehebels 16 wird der Aufstellrahmen 43 mit seinen Komponenten aufgestellt.
In der hier gezeigten Ausgestaltung ist der Aufstellrahmen über eine Schwenkeinrichtung 26 mit einer Schwenkachse 46 drehbar an die Rohbaustruktur 101 und insbesondere an den Gegenrahmen 12 angebunden. Der Aufstellrahmen 43 ist hier an seiner Unterseite mittels der Schwenkeinrichtung 26 gelenkig in Y-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems an der Rohbaustruktur 101 und insbesondere am Gegenrahmen 12 gelagert. Gegenüber der Schwenkachse 46 bzw. in einem oberen Teil des Aufstellrahmens 3 ist der Aufstellrahmen 43 mit dem Gegenrahmen 12 des Fahrzeugrohbaus 101 durch den Kniehebel 16 verbunden.
Dadurch erhöht sich der Deformationsraum in einem oberen Bereich der Windschutzscheibe 13 und des Dachrahmens sowie der A-Säule. In einer vorteilhaften Ausgestaltung können zwei oder mehr Kniehebel 16 eingesetzt werden, sodass die Aufstelleinheit 3 auch in einem unteren Bereich bzw. translatorisch angehoben werden kann.
Im nicht aktivierten Zustand liegt die Aufstelleinheit 3 in Konstruktionslage flach auf dem fahrzeugfesten Gegenrahmen 12. Wird ein Fußgänger erfasst, so drückt die Aktuatoreinheit 9 (beispielsweise ein pyrotechnischer Aktuator mit einem Hubkolben oder dergleichen) gegen den Kniehebel 16. Durch die Krafteinwirkung stellt sich der Kniehebel 16 auf und schiebt die Aufstelleinheit 3 aus ihrer Konstruktionslage in die aufgestellte Lage.
Der Kniehebel 16 ist hier gezielt deformierbar. So führt die bei einem Aufprall eingeleitete Energie zu einem kontrollierten deformieren des Kniehebels 16.
In den 6 und 7 ist die Fußgängerschutzvorrichtung 1 in einer Ausgestaltung gezeigt, bei welcher die Aufstelleinrichtung 4 als eine Schubkeilmechanik 7 ausgebildet ist. Dabei ist die Aufstellvorrichtung 2 in der 6 in einer Ruheposition und in der 7 in einer aufgestellten Position nach einem Unfallereignis gezeigt.
Die Schubkeilmechanik 7 umfasst hier eine Kinematik mit zwei Keilelementen 17, welche mittels einer Aktuatoreinheit 9 gegenläufig translatorisch verschiebbar sind. Die Aktuatoreinheit 9 ist beispielsweise wie zuvor beschrieben ausgebildet. Dabei schiebt die Aktuatoreinheit 9 die Keilelemente 17 zwischen Aufstellrahmen 43 und Gegenrahmen 12 und hebt dadurch die Aufstelleinheit 3 an. Sowohl der Aufstellrahmen 43 als auch der Gegenrahmen 12 weisen hier jeweils eine mit dem Keilelement 17 korrespondierende schiefe Ebene auf.
Die Schubkeilmechanik 7 ist hier zu einem Teil in den Aufstellrahmen 43 und zum anderen Teil in den Gegenrahmen 12 integriert. So wird der Aufstellrahmen 43 mit seinen Komponenten 13, 23, hier über die Schubkeilmechanik 7 fest und aufstellbar mit der Rohbaustruktur 101 verbunden.
Wird ein Fußgänger erfasst, so wird die Aktuatoreinheit 9 aktiviert und erzeugt eine translatorische Kraft, welche auf beide Keilelemente 17 wirkt. Durch das Verschieben und die schiefen Ebenen wird die Aufstelleinheit 3 nach oben gedrückt. Sowie die Aufstelleinheit 3 angehoben und mehr Deformationsraum bereitstellt.
In den 8 und 9 ist die Fußgängerschutzvorrichtung 1 in einer Ausgestaltung gezeigt, bei welcher die Aufstelleinrichtung 4 durch eine Kulissenmechanik 8 bereitgestellt wird. Dabei ist die Aufstellvorrichtung 2 in der 8 in einer Ruheposition und in der 9 in einer aufgestellten Position nach einem Unfallereignis gezeigt. Zur besseren Übersichtlichkeit ist hier die Kulissenmechanik 8 nur einer Seite und beispielsweise nur für die rechte oder linke A-Säule dargestellt.
Der Aufstellrahmen 43 ist hier mit einzelnen Hebeelementen 28 der Kulissenmechanik 8 fest verbunden. Die Hebeelemente 28 sind innerhalb der A-Säule drehbar um eine Schwenkachse 58 gelagert. Beispielsweise ist die Schwenkachse 58 an dem Gegenrahmen 12 oder an einem anderen Strukturteil der Rohbaustruktur 101 angebunden.
In den A-Säulen und dort insbesondere im Gegenrahmen 12 oder auch im Aufstellrahmen 43 ist hier jeweils ein Kulissenelement 18 angeordnet. Ein Kulissenelement 18 ist hier mit einzelnen Erhöhungen in Form mehrerer schiefer Ebenen 38 ausgestattet.
Bei einem entsprechenden Unfall wird die Kulissenmechanik 8 mittels einer Aktuatoreinheit 9 translatorisch bewegt und gleitet mit ihrer schiefen Ebene 38 an den Hebeelementen 28 vorbei. Das führt zu einer Verdrehung der Hebelelemente 28 um die Schwenkachse 58. Diese Verdrehung führt wiederum durch die Kinematik der Hebelum lenkung zu einem gezielten Anheben der Aufstelleinheit 3.
Die Kinematik ist hier so gewählt, dass bei einer Rotation der Hebelelemente 28 ein möglichst translatorisches Anheben der Aufstelleinheit 3 erfolgt. Zum Ausgleich der Kreisbahn ist hier jeweils wenigstens eine biegeweiche Ausdünnung 48 in die Hebelelemente 28 eingebracht.
Ein besonderer Vorteil der hier vorgestellten Erfindung ist, dass eine Umsetzung auch bei sehr kleinen Querschnitten ohne eine Einschränkung des Designs vorteilhaft möglich ist. So bietet die Erfindung eine Verbesserung des Fußgängerschutzes, ohne den optischen Gesamteindruck zu verändern bzw. unter Vermeidung eines unerwünschten Designeinflusses. Zudem bietet die Erfindung eine besonders sichere Betätigung und eine zügige Aufstellung. Besonders vorteilhaft ist auch, dass ein besonders kompaktes Bauraummaß im Bereich der A-Säule erreicht wird.
Bezugszeichenliste

1: Fußgängerschutzvorrichtung
2: Aufstellvorrichtung
3: Aufstelleinheit
4: Aufstelleinrichtung
5: Hubkolbenmechanik
6: Kniehebelmechanik
7: Schubkeilmechanik
8: Kulissenmechanik
9: Aktuatoreinheit
12: Gegenrahmen
13: Windschutzscheibe
15: Hubkolbeneinheit
16: Kniehebel
17: Keilelement
18: Kulissenelement
23: Dachrahmenabschnitt
25: Zylindereinheit
26: Schwenkeinrichtung
28: Hebeelement
33: A-Säulenabschnitt
35: Hubkolben
36: Kerbe
38: Ebene
43: Aufstellrahmen
45: Halteeinrichtung
46: Schwenkachse
48: Ausdünnung
55: Anschlag
58: Schwenkachse
100: Kraftfahrzeug
101: Rohbaustruktur

Claims

Fußgängerschutzvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (100) mit wenigstens einer Aufstellvorrichtung (2) zum Aufstellen wenigstens einer im Frontbereich des Kraftfahrzeugs (100) angeordneten Aufstelleinheit (3) bei einem Unfallereignis mittels wenigstens einer Aufstelleinrichtung (4), wobei die Aufstelleinheit (3) wenigstens eine Windschutzscheibe (13) und wenigstens einen Dachrahmenabschnitt (23) und/oder wenigstens einen A-Säulenabschnitt (33) umfasst, sodass wenigstens diese Komponenten (13, 23, 33) bei einem Unfallereignis gemeinsam mittels der Aufstelleinrichtung (4) relativ zu einer Rohbaustruktur (101) des Kraftfahrzeugs (100) aufstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstelleinrichtung (4) wenigstens eine Kniehebelmechanik (6) mit wenigstens einem Kniehebel (16) umfasst und dass die Kniehebelmechanik (6) dazu geeignet und ausgebildet ist, mittels wenigstens einer Aktuatoreinheit (9) gegen den Kniehebel (16) zu drücken und dadurch den Kniehebel (16) aufzuspreizen und mittels der Spreizung des Kniehebels (16) die Aufstelleinheit (3) aufzustellen und dass eine unfallbedingte Aufprallenergie auf die Aufstelleinheit (3) durch eine gezielte Deformierbarkeit des Kniehebels (16) wenigstens teilweise aufnehmbar ist.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Aufstelleinrichtung (4) dazu geeignet und ausgebildet ist, zusätzlich zu der Aufstellung auch eine Befestigung der Aufstelleinheit (3) an der Rohbaustruktur (101) des Kraftfahrzeugs (100) sicherzustellen.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufstelleinheit (3) wenigstens einen die Windschutzscheibe (13) wenigstens abschnittsweise umgebenden Aufstellrahmen (43) umfasst und wobei die Windschutzscheibe (13) an den Aufstellrahmen angebunden (43) ist.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Dachrahmenabschnitt (23) und/oder der A-Säulenabschnitt (33) an dem Aufstellrahmen 843) befestigt sind oder wobei der Aufstellrahmen (43) den Dachrahmenabschnitt (23) und/oder den A-Säulenabschnitt (33) bereitstellt.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufstellvorrichtung (2) wenigstens einen Gegenrahmen (12) umfasst, welcher ortsfest an der Rohbaustruktur (101) befestigbar ist und an welchem die Aufstelleinrichtung (4) befestigt ist, sodass der Aufstellrahmen (43) mittels der Aufstelleinrichtung (4) an dem Gegenrahmen (12) befestigt ist.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufstelleinrichtung (4) wenigstens eine Hubkolbenmechanik (5) mit wenigstens einer Hubkolbeneinheit (15) mit einem aus einer Zylindereinheit (25) ausfahrbaren Hubkolben (35) und/oder wenigstens eine Schubkeilmechanik (7) mit wenigstens einem verschiebbaren Keilelement (17) und/oder wenigstens eine Kulissenmechanik (8) mit wenigstens einem translatorisch verschiebbaren Kulissenelement (18) und wenigstens einem durch das Kulissenelement (18) verdrehbaren Hebeelement (28) umfasst.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Hubkolben (35) an der Aufstelleinheit (3) befestigt ist und die Zylindereinheit (25) an der Rohbaustruktur (101) befestigbar ist oder wobei die Zylindereinheit (25) an der Aufstelleinheit (3) befestigt ist und der Hubkolben (35) an der Rohbaustruktur (101) befestigbar ist.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hubkolben (35) mittels wenigstens einer Halteeinrichtung (45) in einer bestimmungsgemäßen Ruheposition fixiert ist und wobei die Halteeinrichtung (45) dazu geeignet und ausgebildet ist, die Fixierung des Hubkolbens (35) bei einem unfallbedingten Ausfahren gezielt aufzulösen.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zylindereinheit (25) wenigstens einen Anschlag (55) zum Begrenzen eines Ausfahrwegs des Hubkolbens (35) aufweist.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei an wenigstens vier Ecken der Aufstelleinheit (3) jeweils wenigstens eine Hubkolbeneinheit (15) angeordnet ist, sodass die Aufstelleinheit (2) mittels der Hubkolbenmechanik (5) translatorisch bewegbar ist.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kniehebelmechanik (6) wenigstens eine die Aufstelleinheit (3) mit der Rohbaustruktur (101) gelenkig verbindende Schwenkeinrichtung (26) mit wenigstens einer Schwenkachse (46) umfasst, um welche die Aufstelleinheit (3) beim Aufstellen mittels des Kniehebels (16) schwenkbar ist oder wobei die Kniehebelmechanik (6) wenigstens zwei Kniehebel (16) umfasst, sodass die Aufstelleinheit (3) mittels der Kniehebelmechanik (6) translatorisch bewegbar ist.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Schubkeilmechanik (7) dazu geeignet und ausgebildet ist, das wenigstens eine Keilelement (17) mittels wenigstens einer Aktuatoreinheit (9) zwischen die Aufstelleinheit (3) und die Rohbaustruktur (101) zu verschieben und dadurch die Aufstelleinheit (3) aufzustellen.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei das wenigstens eine Hebeelement (28) der Kulissenmechanik (8) an der Rohbaustruktur (101) drehbar gelagert befestigbar ist und an der Aufstelleinheit (3) angebunden ist und wobei das wenigstens eine Kulissenelement (18) wenigstens eine schiefe Ebene (38) aufweist und wobei die Kulissenmechanik (8) dazu geeignet und ausgebildet ist, mittels wenigstens einer Aktuatoreinheit (9) das Kulissenelement (18) mit der schiefen Ebene (38) entlang des Hebeelements (28) zu verschieben und dadurch das Hebeelement (28) zu drehen, sodass die Aufstelleinheit (3) aufgestellt wird.
Fußgängerschutzvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Hebeelement (28) mit wenigstens einer biegeweichen Ausdünnung (48) ausgestattet ist, sodass während des Aufstellens ein gezieltes Verformen des Hebeelements (28) erfolgt, um eine Kreisbahn des Hebeelements (28) beim Aufstellen auszugleichen.