DE10341314A1 - Bonnet raiser for motor vehicle pedestrian safety system has cutters to score piston rod as it moves under impact to damp forces - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kolben-Zylinder-Antrieb mit einer Energiewandlungsvorrichtung, ein fahrzeugintegriertes Personensicherheitssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems.The The invention relates to a piston-cylinder drive with an energy conversion device, a In-vehicle personal safety system and a procedure to operate such a system.
Kolben-Zylinder-Antriebe werden im Bereich der Fahrzeugsicherheitstechnik eingesetzt, um den Aufprall eines Fußgängers auf die Motorhaube eines Fahrzeugs zu dämpfen und den möglichen Deformationsweg der Motorhaube zu erhöhen. Hierzu wird kurz vor einem Aufprall die Motorhaube des Fahrzeugs um einen definierten Betrag angehoben, was durch den Kolben-Zylinder-Antrieb erfolgt.Piston-cylinder drives are used in the field of vehicle safety technology to the impact of a pedestrian to dampen the hood of a vehicle and the possible To increase deformation of the hood. This will be shortly before one Impact the bonnet of the vehicle by a defined amount raised, which is done by the piston-cylinder drive.
Kolben-Zylinder-Antriebe werden darüber hinaus bei Gurtstraffern eingesetzt, wobei hier die Kolben-Zylinder-Antriebe häufig eine Energiewandlungsvorrichtung besitzen, welche dazu dient, die Vorverlagerung des Insassen nach dem Straffvorgang mit einer gewissen Dämpfungswirkung zu begrenzen.Piston-cylinder drives be over it also used in belt tensioners, here the piston-cylinder drives often have an energy conversion device, which serves the forward displacement the occupant after the tightening process with a certain damping effect to limit.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen kompakten und kostengünstigen Kolben-Zylinder-Antrieb mit einer Energiewandlungsvorrichtung bereitzustellen.task The invention is a compact and inexpensive Piston-cylinder drive to provide with an energy conversion device.
Hierzu ist bei einem Kolben-Zylinder-Antrieb mit einer Energiewandlungsvorrichtung, mit einem Kolben, der eine Kolbenstange und einen auf der Kolbenstan ge geführten Kolbenkörper umfaßt, vorgesehen, daß die Kolbenstange zusammen mit dem Kolbenkörper im Zylinder aus einer Ausgangsstellung in einer ersten axialen Richtung in eine Endstellung verschiebbar ist und die Kolbenstange aus der Endstellung relativ zum Kolbenkörper in einer zweiten, zur ersten axialen Richtung entgegengesetzten axialen Richtung verschiebbar ist, wobei am Kolbenkörper wenigstens ein Schneidelement mit wenigstens einer Schneidkante vorgesehen ist und die Schneidkante bei einer Bewegung der Kolbenstange relativ zum Kolbenkörper in die zweite axiale Richtung in die Kolbenstange einschneidet. Eine Energiewandlung wird durch das Einschneiden der Schneidkante in die Kolbenstange bewirkt. Sie kommt erst zum Tragen, wenn eine Relativbewegung zwischen dem Kolbenkörper und der Kolbenstange vorliegt. Da bei der Antriebsfunktion Kolbenkörper und Kolbenstange zusammen bewegt werden, wird die Antriebsbewegung nicht behindert. Die Kraftschwelle, ab der eine Bewegung der Kolbenstange in die zweite axiale Richtung möglich ist, ist durch die Wahl von Form und Eindringtiefe der Schneidkante sowie des Materials der Kolbenstange einfach auf den jeweiligen Einsatzzweck abstimmbar.For this is in a piston-cylinder drive with an energy conversion device, with a piston having a piston rod and a ge on the piston rod out piston body comprises provided that the Piston rod together with the piston body in the cylinder from a Starting position in a first axial direction in an end position is displaceable and the piston rod from the end position relative to the piston body in a second, opposite to the first axial direction axial direction is displaceable, wherein the piston body at least a cutting element provided with at least one cutting edge is and the cutting edge relative to a movement of the piston rod to the piston body in the second axial direction cuts into the piston rod. An energy conversion is achieved by cutting the cutting edge effected in the piston rod. It only comes into play when one There is relative movement between the piston body and the piston rod. Since in the drive function piston body and piston rod together are moved, the drive movement is not hindered. The threshold of force, from which a movement of the piston rod in the second axial direction is possible, is by the choice of shape and penetration depth of the cutting edge as well the material of the piston rod easy on the respective application tunable.
Ausgangs- und Endstellung müssen keine festgelegten Positionen im Zylinder sein, sie können sich situationsbedingt ergeben. Als Ausgangsstellung wird im folgenden die Position des Kolbens angesehen, in der dieser sich befindet, wenn die pyrotechnische Antriebseinheit gezündet wird, während als Endstellung die Position angenommen wird, in der die Einheit aus Kolbenstange und Kolbenkörper nach der Bewegung durch die pyrotechnische Antriebseinheit zur Ruhe kommt.output and end position must No fixed positions in the cylinder, they can depending on the situation. As starting position is in the following the position of the piston in which it is located, when the pyrotechnic drive unit is ignited while as End position the position is assumed in which the unit is off Piston rod and piston body after The movement through the pyrotechnic drive unit comes to rest.
Bevorzugt schneidet die Schneidkante spanbildend in die Kolbenstange ein. Auf diese Weise kann ein höherer Energiebetrag abgebaut werden als bei einer nicht spanenden Schneidverformung.Prefers cuts the cutting edge into the piston rod to form a chip. In this way, a higher Amount of energy to be reduced than a non-cutting cutting deformation.
Eine gleichmäßige Belastung der Kolbenstange läßt sich erreichen, indem über den Umfang der Kolbenstange verteilt mehrere Schneidkanten vorgesehen sind. Form, Anordnung und Anzahl der Schneidkanten sind passend für den jeweiligen Einsatzzweck auszuwählen.A even load the piston rod can be achieve by over the circumference of the piston rod distributed several cutting edges provided are. Shape, arrangement and number of cutting edges are suitable for the to select the respective application.
Der zeitliche Verlauf des Energieabbaus und der Kraftbegrenzung kann durch eine Variation des Querschnitts der Kolbenstange über die Länge der Kolbenstange eingestellt werden. Bei gleichbleibendem Durchmesser der Kolbenstange über ihre Länge ergibt sich ein konstanter Kraftverlauf, während sich durch eine Veränderung des Durchmessers z.B. eine linear oder nichtlinear zunehmende Kraftbegrenzung einstellen läßt.Of the temporal course of the energy reduction and the power limit can by a variation of the cross section of the piston rod over the Length of the piston rod be set. At the same diameter of the piston rod over their Length results a constant force pattern while going through a change of the diameter e.g. set a linear or non-linear increasing force limit leaves.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Kolbenstange einen Anschlag auf, an dem der Kolbenkörper in der Ausgangsstellung anliegt und der eine Bewegung der Kolbenstange in der ersten axialen Richtung auf den Kolbenkörper überträgt. In diesem Fall ist bevorzugt die Kolbenstange das angetriebene Element und überträgt ihre Bewegung auf den Kolbenkörper, so daß beide Bauteile in der ersten axialen Richtung stets gemeinsam bewegt werden.In a preferred embodiment the invention, the piston rod has a stop on which the piston body in the initial position is applied and the movement of the piston rod in the first axial direction transmits to the piston body. In this case is preferred the piston rod is the driven element and transmits its movement to the piston body, so that both Components are always moved together in the first axial direction.
Eine Relativbewegung zwischen Kolbenstange und Kolbenkörper kann dadurch ermöglicht werden, daß wenigstens ein Fixierelement vorgesehen ist, das bei einer Krafteinwirkung auf den Kolbenkörper in die zweite axiale Richtung den Kolbenkörper im Zylinder fixiert. Bevorzugt ist dieses Fixierelement durch eine oder mehrere Kugeln gebildet, die über eine Klemmwirkung eine Bewegung des Kolbenkörpers relativ zu einer Innenwand des Zylinders verhindern. Diese Technik ist als Rücklaufsperre von herkömmlichen Kolben-Zylinder-Antrieben bekannt.A Relative movement between the piston rod and piston body can be enabled by that at least a fixing element is provided, which is at a force on the piston body fixed in the second axial direction of the piston body in the cylinder. Prefers If this fixing element is formed by one or more balls, the above a clamping action a movement of the piston body relative to an inner wall prevent the cylinder. This technique is called a backstop from conventional Piston-cylinder drives known.
Die Bewegung des Kolbens aus der Ausgangsstellung in die Endstellung erfolgt vorzugsweise über eine pyrotechnische Antriebseinheit. Das von der pyrotechnischen Antriebseinheit erzeugte unter Druck stehende heiße Gas wirkt z.B. auf eine Stirnfläche der Kolbenstange und verschiebt so die Einheit aus Kolbenstange und Kolbenkörper in der ersten axialen Richtung aus der Ausgangsstellung in die Endstellung.The movement of the piston from the starting position to the end position is vorzugswei via a pyrotechnic drive unit. The pressurized hot gas generated by the pyrotechnic drive unit acts, for example, on an end surface of the piston rod and thus displaces the unit of piston rod and piston body in the first axial direction from the starting position to the end position.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Antrieb mit einer Motorhaube verbunden, und durch die Bewegung der Kolbenstange in der ersten axialen Richtung wird die Motorhaube angehoben, während bei einer Kraftein wirkung auf die Motorhaube in der zweiten axialen Richtung die Kolbenstange in der zweiten axialen Richtung bewegt wird.In a preferred embodiment the invention, the drive is connected to a hood, and by the movement of the piston rod in the first axial direction the bonnet is raised while at a force acting on the hood in the second axial Direction moves the piston rod in the second axial direction becomes.
Die Erfindung läßt sich natürlich auch in sämtlichen anderen Bereichen, in denen eine Kolben-Zylinder-Einheit mit Energiewandlungsvorrichtung sinnvoll einsetzbar ist, verwenden, z.B. bei einem Gurtstraffer.The Invention can be Naturally also in all other areas where a piston-cylinder unit with energy conversion device is useful, use, e.g. with a belt tensioner.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben eines fahrzeugintegrierten Personensicherheitssystems. Das Verfahren sieht vor, daß bei einem Unfall mittels eines Kolben-Zylinder-Antriebs ein mit der Person in Kontakt kommendes oder in Kontakt stehendes Fahrzeugteil (z.B. Motorhaube oder Sicherheitsgurt) abrupt bewegt wird und daß mittels eines im Antrieb vorgesehenen Schneidelements beim Einwirken des unfallbedingten Impulses der Person auf das Fahrzeugteil (z.B. Auftreffen der Person auf die Motorhaube oder Vorverlagerung des Insassen) die Kraft zwischen Person und Fahrzeugteil dadurch begrenzt wird, daß sich das Schneidelement in die Kolbenstange einschneidet.The Invention relates to this In addition, a method for operating a vehicle-integrated personal safety system. The method provides that at an accident by means of a piston-cylinder drive with the Person in contact or in contact vehicle part (e.g., bonnet or seat belt) is abruptly moved and that by means of a cutting element provided in the drive when exposed to the accidental impulse of the person on the vehicle part (e.g. the person on the hood or forward displacement of the occupant) the force between person and vehicle part is limited by that that is Cutting the cutting element into the piston rod.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of an embodiment in conjunction with the attached Drawings. In these show:
Ein
axiales Ende des Zylinders
An
ihrem der pyrotechnischen Antriebseinheit
Die
Kolbenstange
Am
Kolbenkörper
An
dem vom Anschlag
Bei
der Aktivierung der pyrotechnischen Antriebseinheit
Wirkt
nun eine Kraft F auf die Kolbenstange
Ist
die Kraft F größer als
die Kraft, die benötigt
wird, um die Kolbenstange
In
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