DE10308371A1

DE10308371A1 - Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE10308371A1
Application number: DE2003108371
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Dürr; Jürgen Dipl.-Ing. Koppenhöhl; Frank Dipl.-Ing. Michalak; Eberhard Weik
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: DE10308371B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung an einem Fahrzeug zum Schutz von Fußgängern, mit einer zwischen einer Fronthauben-Ruheposition und einer Fronthauben-Öffnungsposition verschwenkbaren Fronthaube (2) und mit zumindest einer Verschlusseinrichtung, welche die Fronthaube (2) in der Ruheposition sichert und in der Öffnungsposition freigibt. Die Verschlusseinrichtung weist ein haubenseitiges Schlossteil (1) und ein karosserieseitiges Schlossteil auf. Erfindungswesentlich ist dabei, dass das haubenseitige Schlossteil (1) über ein Deformationselement (4) an der Fronthaube (2) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung an einem Fahrzeug zum Schutz von Fußgängern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 199 57 869 A1 ist eine solche Sicherheitseinrichtung bekannt, mit einer zwischen einer Fronthauben-Ruheposition und einer Fronthauben-Öffnungsposition verschwenkbaren Fronthaube, die sich im Fronthauben-Randbereich über wenigstens ein Abstützelement an einer Fahrzeugkarosserie abstützt. Dabei ist das Abstützelement als ein Deformationselement ausgebildet. Die Fronthaube ist bei einem Fußgängeraufprall relativ zur Fahrzeugkarosserie unter Energieabsorption durch die Deformation des Deformationselementes gezielt nach unten absenkbar, so dass das Deformationselement aus einer undeformierten Normalstellung in eine deformierte Deformationsstellung überführbar ist. Hierdurch kann die Wucht eines Aufpralls kontrolliert aufgefangen werden und eine gezielte Krafteinleitung und -umleitung und damit eine kontrollierte Aufprallenergieabsorption erreicht werden.

Aus der DE 101 41 628 A1 ist eine Beschlaganordnung für eine aufschwenkbare Klappe, insbesondere für eine Motorhaube an einem Kraftfahrzeug, bekannt, welche insbesondere in Form eines Schlosses oder eines Scharnieres ausgebildet ist. Das Schloss oder das Scharnier weist ein erstes an der Karosserie befestigbares Beschlagteil und ein zweites, der Klappe zugeordnetes Beschlagteil auf, welche zum Öffnen der Klappe rela tiv zueinander verlagerbar sind. Zur Erhöhung der passiven Sicherheit des Kraftfahrzeugs ist vorhergesehen, der Beschlaganordnung ein Dämpfungselement zuzuordnen, das nach Überwindung einer auf die Klappe in Klappenschließrichtung wirkenden Grenzkraft ein Ausweichen der Klappe ermöglicht. Nach Überschreiten der Grenzkraft lässt sich die Klappe entgegen der Kraftwirkung des Dämpfungselementes verlagern, um, beispielsweise bei einem Fußgänger-Kopfaufprall, Energie absorbierend zu wirken. So ist es möglich, einen zusätzlichen Verstellweg im Scharnierbereich und im Schlossbereich zu realisieren.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Sicherheitseinrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere leichter montierbar und reparierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an einer Fronthaube eine aus einem haubenseitigen Schlossteil und einem karosserieseitigen Schlossteil bestehende Verschlusseinrichtung so auszubilden, dass das haubenseitige Schlossteil über ein Deformationselement an der Fronthaube befestigt ist. Durch diese Anordnung wird die Zugänglichkeit des Deformationselementes während des Montagevorgangs erleichtert, wodurch dieser schneller und kostengünstiger durchgeführt werden kann. Gleichzeitig kann das Deformationselement nach einem Crash-Fall leichter repariert oder ausgetauscht werden, wodurch Kosten eingespart werden können. Darüber hinaus bietet die Befestigung des haubenseitigen Schlossteils über das Deformationselement an der Fronthaube den Vorteil, dass auf bestehende Geometrien des Schlossunterteils keine Rücksicht genommen werden muss und sich dadurch konstruktive Vorteile ergeben können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das Deformationselement zumindest mit vier Deformationsbügeln auszustatten, welche ein Tragblech, an dem das haubenseitige Schlossteil angebracht ist, an einer Grundplatte, welche von den Deformationsbügeln umfasst wird, abstützen. Günstiger Weise weisen dabei zumindest zwei gegenüberliegende Deformationsbügel eine Wabenform auf und zumindest zwei Deformationsbügel sind als Zugstreben ausgebildet, wobei die zwei Zugstreben eine Vorzugsknickrichtung aufweisen. Die Vorzugsknickrichtung der beiden Zugstreben ist, wie bei den übrigen Trägern, nach außen gerichtet. Diese konstruktive Ausgestaltung ermöglicht ein problemloses Öffnen und Schließen der Fronthaube. Ab einem bestimmten Betrag einer Druckbelastung erfolgt ein gewünschtes Nachgeben bzw. Zusammenfahren des Deformationselements. Dabei ermöglicht die Vorzugsknickrichtung der beiden Zugstreben, dass diese ab der vorbestimmten Druckbelastung nach außen abknicken. Das verdrängte Material der jeweiligen Deformationsbügel bildet keine Materialanhäufungen, beispielsweise durch Blechdopplungen innerhalb des Deformationskörpers, wodurch der verfügbare Deformationsweg des Deformationselementes uneingeschränkt zur Verfügung steht.

Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass das Deformationselement bei einem Fußgängeraufprall auf die Fronthaube von einer undeformierten Normalstellung in eine komprimierte Deformationsstellung überführbar ist, ohne dass die Deformationsbügel bei dieser Komprimierung brechen. Hierdurch können Kraftspitzen für den aufprallenden Fußgänger reduziert oder vermieden werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann das Deformationselement über eine in einen Gewindedorn eingreifende Einstellmutter mit einem das haubenseitige Schlossteil tragenden Tragblech verbunden sein. Der Gewindedorn ist dabei über die Einstellmutter formschlüssig mit dem Deformationselement verbunden, ebenso wie das Tragblech mit dem Gewindedorn und der Bügel mit dem Tragblech. Der Gewindedorn ist weiterhin in der Einstellmutter drehbar gelagert und kann somit bei einer Drehung des Gewindedorns die Lage des Bügels zum Schloss verstellen. Dadurch ist es einfach möglich, eventuelle Fertigungstoleranzen auszugleichen.

Eine Variante der Erfindung sieht eine Sicherheitseinrichtung mit einer zwischen einer Fronthauben-Ruheposition und einer Fronthauben-Öffnungsposition verschwenkbaren Fronthaube und mit zumindest einem die Fronthaube gegen eine Karosserie abfedernden karosserieseitigen Pufferelement vor, wobei sich die Fronthaube in ihrer Ruheposition über wenigstens ein daran befestigtes Deformationselement an dem zumindest einen Pufferelement abstützt. Im Fall eines Personenunfalls bilden Festanschläge für die geschlossene Fronthaube gleichfalls einen Widerstand gegen ein Deformieren. Diese Festanschläge bestehen bisher meist aus zwei, in einem vorderen Bereich von Längsträgern montierten, Puffern. Diese Puffer sind, bezogen auf das Koordinatensystem des Fahrzeugs, jeweils über ein Schraubgewinde in ihrer Z-Position verstellbar und erlauben dadurch die Einstellung des Fugenbildes der Fronthaube. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, das beschriebene Deformationselement von innen an der Fronthaube anzuordnen und dadurch im Crash-Fall, ähnlich dem zuvor beschriebenen Deformationselement des haubenseitigen Schlossteils, auch im Bereich des Pufferelements zusätzlichen Deformationsweg zur Verfügung zu stellen und dadurch das Verletzungsrisiko von Fußgängern zu verringern. Prinzipiell sind die eingangs erwähnten Ausführungsformen und Weiterbildungen für die Deformationselemente am haubenseitigen Schlossteil auch auf das Pufferelement übertragbar.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert, wobei sich Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Dabei zeigen:
1 eine Schrägansicht auf ein erfindungsgemäßes haubenseitiges Schlossteil,
2 eine Seitenansicht des haubenseitigen Schlossteils,
3 eine Schrägansicht auf das haubenseitige Schlossteil, jedoch im deformierten Zustand,
4 eine Schrägansicht auf ein erfindungsgemäßes Deformationselement.
Entsprechend 1 weist ein erfindungsgemäßes haubenseitiges Schlossteil 1 eine Grundplatte 5 auf, welche hier von insgesamt sechs Deformationsbügeln 6, 6'' eines Deformationselementes 4 umfasst wird und über welche das haubenseitige Schlossteil 1 an einer in 1 nicht dargestellten Fronthaube 2 befestigt ist (vgl. 4). Das Deformationselement 4 weist vier äußere Deformationsbügel 6 und zwei mittige Deformationsbügel 6'' auf, welche auf einer der Grundplatte 5 gegenüberliegenden Seite ein Tragblech 7, an dem das haubenseitige Schlossteil 1 angebracht ist, an der Grundplatte 5 abstützen. Das Deformationselement 4 ist dabei formschlüssig mit der Grundplatte 5 verbunden. Die Deformationsbügel 6, 6'' positionieren die Grundplatte 5 und das Tragbelch 7 mit einem vertikalen Abstand V zueinander, der einen zusätzlichen Deformationsweg oder Verstellung für die Fronthaube 2 definiert.
Auf der der Grundplatte 5 gegenüberliegende Seite des Deformationselements 4 ist ein Gewindedorn 10 über eine Einstellmutter 11 formschlüssig an dem Deformationselement 4 angeordnet. Das Tragblech 7 ist mit dem Gewindedorn 10 und einem Verschlussbügel 3, welcher eine Einrastöffnung 13 für ein in 1 nicht dargestelltes und an einem karosserieseitigen Schlossteil angeordnetes Rastelement aufweist, formschlüssig verbunden. Der Gewindedorn 10 ist drehbar in der Einstellmutter 11 gelagert und ermöglicht daher durch eine Drehung desselben ein Verstellen des Bügels 3 in Z-Richtung 14 und damit ein Justieren der Verschlusseinrichtung.
Gemäß 1 und 2 bilden jeweils zwei gegenüberliegende äußere Deformationsbügel 6 eine Wabenform, wogegen zwei mittig angeordnete Deformationsbügel 6'' als Zugstreben 9 ausgebildet sind. Gemäß 2 sind die beiden Zugstreben 9 jeweils leicht nach außen in eine Vorzugsknickrichtung 8 gebogen, so dass sie zusammen mit den vier äußeren Deformationsbügeln 6, beim Komprimieren des Deformationselementes 4 in Z-Richtung 14, nach außen abknicken (vgl. 3).
Das Deformationselement 4 ist bezüglich einer äußeren Druck- und Zugbelastung derart ausgebildet, dass es einen vorbestimmten Krafteintrag elastisch und einen darüber hinausgehenden Krafteintrag plastisch überträgt. Im elastischen Bereich treten keine sicht- oder messbaren Deformationen auf, so dass die Funktionssicherheit der Verschlusseinrichtung sichergestellt ist. Die gerade noch übertragbare elastische Zugkraft liegt z.B. im Bereich von ca. 2 KN. Eine darüber hinausgehende Belastung führt zu einer plastischen Verformung des Deformationselementes 4, wobei z.B. bis zu einer Zugkraft von 7 KN kein Bruch des Deformationselementes 4 bzw. der Deformationsbügel 6, 6'' erreicht wird.
Entgegen der übertragbaren Zugbelastung lässt der gewählte Aufbau des vorliegenden haubenseitigen Schlossteils 1 ein definiertes Komprimieren, d.h. Zusammenfahren des Deformationselements 4, zu. Ab einer bestimmten Druckbelastung wird das Deformationselement 4 plastisch verformt, wobei auf Grund der leichten Krümmung der Zugstreben 9 deren Knickbewegung, ebenso wie die der äußeren Deformationsbügel 6, nach außen gerichtet ist.
Das Deformationselement 4 weist zumindest eine maximale Widerstandskraft gegen eine Druckbelastung, bei welcher gerade noch elastische Verformungen auftreten, von z.B. ca. 1,7 KN auf. Eine Druckbelastung über diesen Betrag hinaus bewirkt das Komprimieren des Deformationselementes 4, wobei im weiteren Verlauf der Betrag der Widerstandskraft aufgrund der sich verändernden Geometrie der Deformationsbügel 6, 6'' z.B. auf ca. 1,2 KN fallen kann. Dabei ist prinzipiell möglich durch ein Ändern entsprechender Bauteilparameter, wie z.B. Materialstärke oder Knickwinkel der Deformationsbügel 6, Einfluss auf die Widerstandskraft und deren Verlauf während der Verformung zu nehmen.
Gemäß nachfolgender Beziehung ist das Deformationsverhalten des Deformationselement 4 vorzugsweise wie folgt gekoppelt: ⎪F⎪Zugplastisch = 7 KN ≥ ⎪F⎪Zugelastisch = 2 KN ≥ ⎪F⎪Druckplastisch = 1,7 KN
Hierbei ist eine plastische Zugkraft F_Zugplastisch größer oder gleich einer elastischen Zugkraft F_Zugplastisch und größer oder gleich einer plastischen Druckkraft F_{Druckplastisch} und die elastische Zugkraft F_Zugplastisch ist größer oder gleich der plastischen Druckkraft F_{Druckplastisch} Die plastische Zugkraft F_Zugpla _stisch, liegt z.B. im Bereich von ca. 7 KN, die elastische Zugkraft F_Zugplastisch Z.B. im Bereich von ca. 2 KN und die plastische Druckkraft F_{Druckplastisch} im Bereich von ca. 1,7 KN.
In 3 ist die komprimierte Deformationsstellung des haubenseitigen Schlossteils 1 bei Überschreiten der plastischen Druckkraft F_{Druckplastisch} dargestellt. Diese Stellung des Deformationselementes 4 wird beispielsweise bei einem Aufprall eines Fußgängers auf die Fronthaube 2 erreicht und gewährleistet durch das Zusammenfahren des Deformationselementes 4 eine Verringerung der Aufprallenergie und eine Verlängerung des Deformationsweges.
Entsprechend 4 weist die Sicherheitseinrichtung zusätzlich oder alternativ ein modifiziertes Deformationselement 4' mit z.B. vier Deformationsbügeln 6 sowie einem Pufferelement 12 auf. Da die Ausführungsform gemäß 4 lediglich auf Druck beansprucht wird, fehlen hier die in 1 bis 3 am Deformationselement 4 angeordneten Zugstreben 9. Das Pufferelement 12 ist über einen Gewindedorn 10 einstellbar an einem Karosserieteil 15, z.B. ein karosserieseitiger Rahmen für die Fronthaube 2, verschraubt. Das Deformationselement 4' gemäß 4 orientiert sich in seiner Gestaltung an dem in das haubenseitige Schlossteil 1 integrierte Deformationselement 9 und ist günstigen Falls als Gleichteil ausgebildet. Die Funktionsweise dieses Deformationselements 4', insbesondere sein Deformationsverhalten, stimmt im wesentlichen mit der des zuvor beschriebenen Defoelelements 4 überein, so dass auf das dort gesagte verwiesen und auf eine ausführliche Beschreibung hier verzichtet werden kann.
Zusammenfassend lassen sich wesentliche Merkmale der Erfindung wie folgt charakterisieren:
Bei einem Fahrzeug mit einer verschwenkbaren Fronthaube 2 und mit zumindest einer Verschlusseinrichtung, die aus einem haubenseitigen Schlossteil 1 und einem karosserieseitigen Schlossteil besteht, ist das haubenseitige Schlossteil 1 über ein Deformationselement 9 an der Fronthaube 2 befestigt. Im Crash-Fall mit einem Fußgänger oder Radfahrer wird zusätzlicher Deformationsweg zur Verfügung gestellt und Aufprallenergie absorbiert und dadurch das Verletzungsrisiko von Fußgängern verringert. Gleichzeitig wird die Zugänglichkeit des Deformationselementes 4 während des Montagevorgangs erleichtert, und kann nach einem Crash-Fall leichter repariert oder ausgetauscht werden, wodurch Kosten eingespart werden können. Entsprechendes gilt für den Bereich eines karosseriefesten Pufferelements 12, das sich über ein haubenfestes Deformationselement 4' an der Fronthaube 2 abstützt.

Claims

Sicherheitseinrichtung an einem Fahrzeug zum Schutz von Fußgängern, – mit einer zwischen einer Fronthauben-Ruheposition und einer Fronthauben-Öffnungsposition verschwenkbaren Fronthaube (2), – mit zumindest einer Verschlusseinrichtung, welche die Fronthaube (2) in der Ruheposition sichert und in der Öffnungsposition freigibt, – wobei die zumindest eine Verschlusseinrichtung jeweils ein haubenseitiges Schlossteil (1) und ein karosserieseitiges Schlossteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das haubenseitige Schlossteil (1) über ein Deformationselement (4) an der Fronthaube (2) befestigt ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (4) eine an der Fronthaube (2) befestigte Grundplatte (5) umfasst.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (4) zumindest vier Deformationsbügel (6) aufweist, welche ein Tragblech (7), an dem das haubenseitige Schlossteil (1) angebracht ist, unter Ausbildung eines vertikalen Abstands an der Grundplatte (5) abstützen.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei gegenüberliegende Deformationsbügel (6) eine Wabenform bilden.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Deformationsbügel (6'') als Zugstreben (9) ausgebildet sind.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Zugstreben (9) eine Vorzugsknickrichtung (8) aufweisen.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (4) bei einem Fußgängeraufprall auf die Fronthaube (2) von einer undeformierten Normalstellung in eine komprimierte Deformationsstellung überführbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten einer vorbestimmten Druckbelastung die zwei Zugstreben (9) in dieselbe Richtung ausknicken wie die die Wabenform bildenden Bügel (6).
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (4) über eine in einen Gewindedorn (10) eingreifende Einstellmutter (11) mit einem das haubenseitige Schlossteil (1) tragenden Tragblech (7) verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (4) bezüglich äußerer Belastungen so ausgelegt ist, dass eine plastische Zugkraft (F_Zugplastisch) größer oder gleich einer elastischen Zugkraft (F_Zugplastisch) und größer oder gleich einer plastischen Druckkraft (F_{Druckplastisch}) ist und die elastische Zugkraft (F_Zugplastisch) größer oder gleich der plastischen Druckkraft (F_{Druckplastisch}) ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Zugkraft (F_Zugplastisch) im Bereich von 7 KN, die elastische Zugkraft (F_Zugplastisch) im Bereich von 2 KN und die plastische Druckkraft (F_{Druckplastisch}) im Bereich von 1,7 KN liegt.
Sicherheitseinrichtung an einem Fahrzeug zum Schutz von Fußgängern, – mit einer zwischen einer Fronthauben-Ruheposition und einer Fronthauben-Öffnungsposition verschwenkbaren Fronthaube (2), – mit zumindest einem die Fronthaube (2) gegen eine Karosserie abfedernden karosserieseitigen Pufferelement (12), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fronthaube (2) in ihrer Fronthauben-Ruheposition über wenigstens ein daran befestigtes Deformationselement (4') an dem zumindest einen Pufferelement (12) abstützt.