DE10360833A1

DE10360833A1 - Gasfeder für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10360833A1
Application number: DE2003160833
Authority: DE
Inventors: Arno Keller; Bertram Heydenreich
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2005-07-21

Abstract

Das Öffnen vieler Frontklappen von Fahrzeugen wird heute durch eine Gasfeder unterstützt, sodass beim Öffnen nicht das gesamte Gewicht der Frontklappe angehoben werden muss. Umgekehrt dämpft die Gasfeder das Schließen der Frontklappe, sodass diese nicht aufgrund ihres Gewichts mit voller Wucht zufällt. Die Gasfeder behindert nachteiligerweise eine Bewegung der Frontklappe bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers im Bereich der Anbindung der Gasfeder an die Frontklappe. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gasfeder für eine Frontklappe eines Fahrzeugs zu schaffen, die bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers auf die Frontklappe im Bereich der Anbindung der Gasfeder nicht hinderlich ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß weist eine Gasfeder (1) für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs einen geschlossenen Zylinder (2) auf, in der ein Kolben (3) mit einer daran befestigten Kolbenstange (4) axial verschiebbar ist, wobei die Kolbenstange (4) aus dem Zylinder (2) herausragt. Der Kolben (3) der Gasfeder (1) befindet sich bei geöffneter Klappe in einem oberen Endabschnitt des Zylinders (2) und bei geschlossener Klappe in einem definierten Teilbereich (8) im mittleren Bereich des Zylinders (2) zwischen den beiden Endabschnitten. Der definierte Teilbereich (8) weist dabei eine besonders hohe Dämpfung auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasfeder für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Um bei einer Kollision eines Fußgängers oder Radfahrers mit einem Kraftfahrzeug das Ausmaß von Verletzungen, insbesondere im Brust- und Kopfbereich, zu minimieren, ist es allgemein bekannt, einen relativ großen Mindestabstand zwischen einer Frontklappe und einer steifen Unterstruktur des Fahrzeugs (Motor, Federbeinaufnahmen, etc.) vorzusehen, sodass ein ausreichender Deformationsweg der Frontklappe zur Verfügung steht, um den Aufprall des Fußgängers oder Radfahrers auf ein verträgliches Maß zu verzögern.

Das Öffnen vieler Frontklappen von Fahrzeugen wird heute durch eine Gasfeder unterstützt, sodass beim Öffnen nicht das gesamte Gewicht der Frontklappe manuell angehoben werden muss. Umgekehrt dämpft die Gasfeder das Schließen der Frontklappe, sodass diese nicht aufgrund ihres Gewichts mit voller Wucht zufällt.

Die Gasfeder behindert nachteiligerweise eine Bewegung der Frontklappe bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers im Bereich der Anbindung der Gasfeder an die Frontklappe. Sie befindet sich bei geschlossener Frontklappe in einer Endstellung und stellt so einen harten Anschlag für die Frontklappe dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gasfeder für eine Frontklappe eines Fahrzeugs zu schaffen, die bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers auf die Frontklappe im Bereich der Anbindung der Gasfeder nicht hinderlich ist und eine Nachgiebigkeit der gesamten Frontklappe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit einer Gasfeder für eine Frontklappe eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Kerngedanke der Erfindung ist es, den Weg der Gasfeder so zu verlängern, dass bei geschlossener Frontklappe die Gasfeder sich nicht bereits in einer Endlage befindet, sondern dass bei einer Nachgiebigkeit der Frontklappe durch einen Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers auf die Frontklappe im Bereich der Anbindung der Gasfeder diese noch zusätzlich einen für einen Aufprallschutz hilfreichen Weg aufweist. Trotzdem soll die Frontklappe in dem Bereich kurz vor dem Erreichen der geschlossenen Stellung und in der geschlossenen Stellung durch die Gasfeder gedämpft werden. Dazu weist die Gasfeder in einem definierten Teilbereich im Bereich zwischen den beiden Endabschnitten eine besonders hohe Dämpfung auf.

So wird einerseits die Frontklappe beim Schließen kurz bevor sie ins Schloss fällt gut gedämpft, andererseits behindert die Gasfeder eine Bewegung der Frontklappe im Bereich der Anbindung der Gasfeder bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers nicht und nur unwesentlich. Die Gasfeder weist den für eine ungehinderte Bewegung der Frontklappe vorgesehenen zusätzlichen Weg auf und hat dabei nur eine geringe Dämpfung, da in diesem Bereich die Dämpfung reduziert ist.

Idealerweise erstreckt sich zwischen den Endabschnitten und dem Teilbereich im Zylindermantel jeweils eine Nut in axialer Richtung, die als Bypass dient. In den Bereichen mit der Nut ist die Dämpfung aufgrund der Bypass-Funktion ziemlich gering. Nur in dem Teilbereich, in dem keine Nut vorgesehen ist, weist die Gasfeder ihre volle Dämpfungsfunktion auf. Alternativ kann sich im Zylinder eine einzige Nut in Längsrichtung erstrecken, die in dem Teilbereich einen gegenüber der restlichen Nut deutlich verminderten Querschnitt aufweist.

Die Nut bzw. die Nuten können in den Zylindermantel gefräst, geräumt oder gerollt werden. Dabei sollte jede Nut bevorzugt an ihren Enden und/oder Querschnittsänderungen einen Auslaufbereich aufweisen. Aufgrund dieser Auslaufbereiche erfolgt der Übergang zwischen den Bereichen mit geringer Dämpfung und dem Teilbereich mit hoher Dämpfung fließend und nicht abrupt. Allgemein kann durch die Gestaltung der Nut und der Querschnittsform der Nut über die Länge des Zylinders das Dämpfungsverhalten variiert werden.

Bevorzugt weist die Nut in dem Bereich zwischen dem Teilbereich und dem oberen Endabschnitt des Zylinders, in dem sich der Kolben beim normalen Öffnen und Schließen befindet, einen kleineren Querschnitt auf als die Nut zwischen dem Teilbereich und dem unteren Endabschnitt, in dem sich der Kolben nur bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers befindet. Dadurch hat die Gasfeder in letzterem Fall eine besonders geringe Dämpfung, sodass die gewollte Nachgiebigkeit der Frontklappe praktisch nicht behindert wird. Beim normalen Öffnen und Schließen dagegen soll die Gasfeder schon eine definierte Dämpfung aufweisen, sodass die Frontklappe im Bereich der Endlagen zum Schutz der Frontklappe und der umliegenden Anbauteile abgebremst wird und die Handkräfte beim Öffnen und Schließen vom Nutzer als komfortabel empfunden werden.

Es ist zwar bereits in der nicht vorveröffentlichten DE 103 39 188.6 eine Gasfeder beschrieben, die eine wegabhängige Dämpfung durch eine Nut in axialer Richtung im Zylinder der Gasfeder aufweist, aber es ist nirgends offenbart, wie eine Gasfeder gestaltet werden muss, damit sie auch die Anforderungen eines Fußgängeraufprallschutzes erfüllen kann. Der Offenbarungsgehalt der gesamten DE 103 39 188.6 wird hiermit explizit in die vorliegende Patentanmeldung mitaufgenommen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Längsschnitt durch eine Gasfeder für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs.
In der Figur ist eine Gasfeder 1 dargestellt, die einen geschlossenen Zylinder 2 aufweist, in dem ein Kolben 3 mit einer daran befestigten Kolbenstange 4 axial verschiebbar ist, wobei die Kolbenstange 4 aus dem Zylinder 2 herausragt. In dem Zylinder 2 befinden sich in axialer Richtung zwei Nuten 5 und 6. Die erste Nut 5 weist einen großen Querschnitt auf und erstreckt sich von dem unteren Endabschnitt 7 der Gasfeder 1 bis zu einem Teilbereich 8 im mittleren Bereich des Zylinders 2 zwischen den beiden Endabschnitten. Die zweite Nut 6 erstreckt sich von der anderen Seite des Teilbereichs 8 bis zum nicht dargestellten oberen Endabschnitt der Gasfeder 1. Beide Nuten 5 und 6 sind in den Zylinder 2 gefräst worden und weisen an ihren Enden jeweils einen Auslaufbereich 9 auf. Der Kolben 3 besteht aus einem geschwindigkeitsabhängigen Dämpfer, wie er bereits in der DE 198 46 373 A1 offenbart ist. Dadurch ist die Dämpfung durch den Kolben 3 um so größer, je schneller der Kolben 3 im Zylinder 2 verlagert wird. Der gesamte Offenbarungsgehalt der DE 198 46 373 A1 wird hiermit explizit in die vorliegende Patentanmeldung mit aufgenommen.
Im Fahrzeug ist die Gasfeder 1 mit ihrem unteren Endabschnitt 7 über eine Aufnahme 8 an der Fahrzeugkarosserie angelenkt, während das aus dem Zylinder 2 herausragende Ende der Kolbenstange 4 an einer Frontklappe des Fahrzeugs angelenkt ist. Bei vollständig geöffneter Frontklappe ist die Kolbenstange 4 so weit wie möglich aus dem Zylinder 2 ausgefahren und der Kolben 3 befindet sich im oberen Endabschnitt. Bei geschlossener Frontklappe befindet sich der Kolben 3 in dem Teilbereich 8, in dem es keine Nut gibt.
Die Gasfeder 1 unterstützt das Öffnen der Frontklappe. Dadurch muss derjenige, der die Frontklappe öffnet, nicht das gesamte Gewicht der Frontklappe anheben. Zugleich verhindert der Kolben 3 mit seiner geschwindigkeitsabhängigen Dämpfung, dass die Frontklappe sehr schnell geöffnet wird. Auf dem letzten Stück bevor die Frontklappe vollständig geöffnet ist, kommt der Kolben 3 in den Bereich kurz vor dem oberen Endabschnitt hinein, in dem die Nut 6 ausläuft. Dadurch nimmt in diesem Auslaufbereich der Nut 6 der Bypass-Effekt beim Öffnen der Frontklappe bis zum Anschlag immer weiter ab. Dies geht einher mit einer steigenden Dämpfung, sodass die Frontklappe nicht mit Schwung gegen den Anschlag für die vollständig geöffnete Frontklappe verlagert werden kann.
Beim Schließen verhindert die Gasfeder 1 umgekehrt, dass derjenige, der die Frontklappe schließen will, das gesamte Gewicht der Frontklappe halten muss um zu verhindern, dass die Frontklappe mit voller Wucht ins Schloss fällt und dabei unter Umständen die Frontklappe auf die Karosserie durchschlägt. Kurz bevor die Frontklappe vollständig geschlossen wird, kommt der Kolben 3 in den Teilbereich 8. In diesem Teilbereich 8 gibt es keine Nut, die aufgrund ihrer Bypass-Funktion die Dämpfung der Gasfeder 1 verringern würde. Dadurch wird die Frontklappe in dem Bereich kurz vor der geschlossenen Stellung durch die Gasfeder 1 stark gedämpft, sodass die Frontklappe nur mit geringer Geschwindigkeit ins Schloss in der geschlossenen Stellung fallen kann.
Bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers auf die Frontklappe soll diese möglichst in allen Bereichen ungehindert nachgeben und sich deformieren können, um den Aufprall so abzufangen, dass die Verletzungen des Fußgängers oder Radfahrers möglichst gering sind. Die Gasfeder 1 weist dazu einen zusätzlichen Hubbereich zwischen dem Teilbereich 8 und dem unteren Endabschnitt 7 auf, sodass die Gasfeder 1 auch bei geschlossener Frontklappe noch weiter zusammengedrückt werden kann. In diesem zusätzlichen Hubbereich erstreckt sich die Nut 7, die einen besonders großen Querschnitt aufweist. Dieser besonders große Querschnitt ist erforderlich, damit die Gasfeder 1 nach einem Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers auf die Frontklappe eine möglichst geringe Dämpfung aufweist, die die gewünschte Nachgiebigkeit der Frontklappe nur behindern würde. Aufgrund der großen Nut 7 ist der Bypass-Effekt besonders groß, sodass mit nur geringer Dämpfung die Gasfeder 1 schnell zusammengedrückt, also die Kolbenstange 4 schnell in den Zylinder 2 eingefahren werden kann.

Claims

Gasfeder (1) für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs, die einen Zylinder (2) aufweist, in dem ein Kolben (3) mit einer daran befestigten Kolbenstange (4) zwischen einem unteren Endabschnitt (7) und einem oberen Endabschnitt axial verschiebbar ist, wobei die Kolbenstange (4) aus dem Zylinder (2) herausragt, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kolben (3) der in das Kraftfahrzeug eingebauten Gasfeder (1) bei geöffneter Klappe im oberen Endabschnitt des Zylinders (2) und bei geschlossener Klappe in einem definierten Teilbereich (8) im Bereich des Zylinders (2) zwischen den beiden Endabschnitten befindet, wobei der definierte Teilbereich (8) gegenüber den angrenzenden Bereichen eine besonders hohe Dämpfung aufweist.
Gasfeder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kolben (3) der Gasfeder (1) bei einem Nachgeben der geschlossenen Frontklappe im Anbindungsbereich der Gasfeder (1) durch einen Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers aus dem Teilbereich (8) in Richtung des unteren Endabschnitts (7) verlagern kann.
Gasfeder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Endabschnitten und dem Teilbereich (8) im Zylinder (2) jeweils eine Nut (5, 6) in axialer Richtung erstreckt, die als Bypass dient.
Gasfeder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Zylinder (2) eine Nut als Bypass in axialer Richtung erstreckt, die in dem Teilbereich (8) einen gegenüber der restlichen Nut deutlich verminderten Querschnitt aufweist.
Gasfeder (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (5) zwischen dem Teilbereich (8) und dem unteren Endabschnitt (7) einen größeren Querschnitt als die Nut (6) zwischen dem Teilbereich (8) und dem oberen Endabschnitt aufweist.
Gasfeder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) aus einem geschwindigkeitsabhängigen Dämpfer darstellt.