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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fronthaubenanordnung
zum Fußgängerschutz nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus
der
US 5 437 348 ist
eine Fronthaubenanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
Eine Vorderendeanordnung ist mittels eines Scharniers an einer vorderen
Längsquerstrebe
der Fahrzeugstruktur montiert, so dass die Vorderendeanordnung bei
einem Zusammenstoß mit
einem Fußgänger nach
hinten in den Motorraum schwenken kann. Abscherstifte sind dazu
vorgesehen, die Vorderendeanordnung so lange in Position zu halten,
bis die durch den Zusammenstoß mit
einem Fußgänger darauf
ausgeübte
Belastung eine vorbestimmte Höhe überschreitet.
Der hintere Rand der Fronthaube ist gelenkig mit der Vorderendeanordnung
verbunden. Eine Hebevorrichtung mit an der Fronthaube befestigten
Rollen ist unter der Fronthaube an ihrem hinteren Rand angeordnet.
Die Rollen laufen in Führungen,
die an der Karosserie befestigt sind und nach hinten und oben verlaufen.
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Wenn
das Fahrzeug mit einem Fußgänger zusammenstößt, bewirkt
der Stoß des
vorderen Rands der Fronthaube, dass der Abscherstift abschert, so
dass die Vorderendeanordnung nach hinten schwenkt. Durch diese Bewegung
nach hinten bewegt sich die Fronthaube nach hinten und die Rollen
rollen die Führungen
hinauf, wodurch sich der hintere Rand der Fronthaube anhebt. Diese
Anordnung ist jedoch nicht in der Lage, die Fronthaube an ihrem
vorderen Rand anzuheben, und das Anheben der Fronthaube ist stets
von einer nach hinten gehenden Bewegung des hinteren Rands der Fronthaube abhängig.
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Aus
der
EP 1078826 ist eine
Fußgängersicherheitsmodulvorrichtung
mit einer aufstellbaren Fronthaube bekannt. Sie besteht aus einer
Kippquerstrebe unter dem vorderen Rand der Fronthaube und einer
Scharnieranordnung am hinteren Ende der Fronthaube, wodurch die
Fronthaube mit der Querstrebe verriegelt ist. Bei einem Zusammenstoß mit einem
Fußgänger am
vorderen Rand wird die Querstrebe mechanisch zur Drehung freigegeben,
so dass die Fronthaube am vorderen Rand abgesenkt wird. Gleichzeitig
wird der Drehimpuls der Fronthaube dazu genutzt, den hinteren Rand
der Fronthaube anzuheben. Durch den Fronthaubenimpuls wird ein Lenker
mit zwei Stäben
an der hinteren Scharnieranordnung freigegeben, wodurch sich der
hintere Rand der Fronthaube anheben kann und die Fronthaube in einer
aufgestellten Position arretiert wird.
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Die
Fronthaube wird zwar am hinteren Rand angehoben, der vordere Bereich
der Fronthaube hebt sich jedoch nicht an. Damit mehr Platz zwischen der
Fronthaube und den Motorteilen vorhanden ist, wird die Fronthaube
bevorzugt auch am vorderen Rand angehoben.
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Dementsprechend
ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fronthaubenanordnung
bereitzustellen, bei der die Fronthaube angehoben werden kann, indem
die durch den Zusammenstoß eines
Fußgängers mit
dem Fahrzeug erzeugte Stoßenergie
genutzt wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zwischen der Querstrebe und mindestens einer getrennten Hebevorrichtung
für die Fronthaube
ein oder mehrere Lastübertragungsmittel angeordnet
sind. Eine Bewegung der freigegebenen Querstrebe bezüglich der
Karosserie wird dazu genutzt, eine oder mehrere getrennte Hebevorrichtungen
für die
Fronthaube anzutreiben, wobei die Übertragungsmittel sowohl die
Bewegung als auch eine Last von der Querstrebe zu den Hebevorrichtungen überträgt.
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Wenn
ein Fußgänger mit
dem hinteren Rand der Fronthaube zusammenstößt, wird die Fronthaube mit
einer Stoßbelastung
beaufschlagt, die beispielsweise über Riegelmittel und/oder Stoßanschläge zur Querstrebe übertragen wird.
Die Querstrebe ist so mit freigebbaren Befestigungsvorrichtungen
an der Fahrzeugkarosserie angebracht, dass die Befestigungsvorrichtungen
die Querstrebe freigeben, wenn aufgrund der Stoßbelastung eines Fußgängers eine Überlastung
auftritt. Dann bewegen sich sowohl die Fronthaube als auch die Querstrebe
zusammen hauptsächlich
in Richtung der Stoßbelastung.
Diese Bewegung wird dazu genutzt, mindestens eine Hebevorrichtung
zum Anheben der Fronthaube anzutreiben, indem die Lastübertragungsmittel
zwischen der Querstrebe und den Hebevorrichtungen angeordnet werden.
Vorzugsweise sind mehrere Hebevorrichtungen am hinteren Rand der
Fronthaube und in der Nähe
der Befestigung der Querstrebe angeordnet. Durch diese Anordnung
der Hebevorrichtungen und durch Antreiben der Hebevorrichtungen
mit der Bewegung der Querstrebe kann das Anheben der Fronthaube
einzig und allein durch die Stoßbelastung
des Fußgängers erreicht
werden.
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Die
erfindungsgemäße Fronthaubenanordnung
arbeitet vollkommen mechanisch ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen
Steuervorrichtung; komplizierte und geräuschintensive elektronische
Sicherheitssteuerungen sind daher nicht erforderlich. Außerdem arbeitet
der Antrieb der Hebevorrichtung ohne gespeicherte Energie wie Airbags,
pyrotechnische Scharniere, Federvorrichtungen oder andere bekannte
Hebevorrichtungen. Das ist insoweit ein großer Vorteil, als die gespeicherte
Energie im Laufe der Zeit im Dienst abnehmen kann, weil beispielsweise
eine Feder verrostet ist, oder nicht aktiviert werden kann, beispielsweise
wegen fehlerhafter Kontakte in einer pyrotechnischen Vorrichtung.
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Es
ist zwar ein großer
Vorteil, dass die Fronthaube vollkommen mechanisch arbeitet, aber
es wäre
von Nutzen, dieses System mit anderen Sicherheitsvorrichtungen zum
Fußgängerschutz
zu kombinieren. Daher könnten
auch andere Sicherheitsvorrichtungen zum Fußgängerschutz wie elektronische Sicherheitssensoren
und -steuerungen, Stellglieder usw. in Verbindung mit der vorliegenden
Erfindung verwendet werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch dadurch gelöst, dass eine Bewegung der
freigegebenen Querstrebe bezüglich
der Karosserie dazu genutzt wird, mindestens einen Freigabemechanismus einer
oder mehrerer getrennter Hebevorrichtungen für die Fronthaube anzutreiben.
Hier wirkt die Querstrebe auf dieselbe Weise wie bei der vorherigen Ausführungsform
beschrieben. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Bewegung
der Querstrebe jetzt dazu genutzt wird, einen beliebigen Freigabemechanismus
einer Hebevorrichtung anzutreiben. Dies könnte in Verbindung mit der
vorherigen Ausführungsform
verwendet werden, wenn die Querstrebe zuerst einen Freigabemechanismus
der Hebevorrichtung und dann die Hebevorrichtung selbst zum Anheben
der Fronthaube antreibt. Es könnte auch
dazu verwendet werden, nur einen Freigabemechanismus einer Hebevorrichtung
anzutreiben, wonach die freigegebene Hebevorrichtung die Fronthaube
mit Unterstützung
der gespeicherten Energie anhebt, wie aus dem Stand der Technik
bekannt.
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Bei
einem anderen Beispiel ist die freigegebene Querstrebe in einer
länglichen
Führung
geführt. Bei
der länglichen
Führung
kann es sich beispielsweise um eine Schiene oder ein geschlitztes
Loch handeln, in der bzw. dem die Querstrebe oder ein Teil der Querstrebe
gleitet, nachdem die Befestigungsvorrichtungen durch die Stoßbelastung
freigegeben worden sind. Die Führung
stellt eine definierte Richtung für die Bewegung der Querstrebe
bereit, so dass der Antrieb für
die Hebevorrichtung entsprechend an der Querstrebe angebracht werden
kann, damit der Antrieb mit einem Maximum an Verschiebung und Wirkkraft
ausgestattet ist.
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Bei
einem anderen Beispiel ist die freigegebene Querstrebe in einer
Schwenkführung
geführt. Die
Schwenk führung
kann realisiert werden, indem die Querstrebe drehungsmäßig in der
Fahrzeugkarosserie gestützt
ist, oder in Verbindung mit der vorherigen Ausführungsform ist die Querstrebe
drehungsmäßig in der
länglichen
Führung
gestützt,
so dass die Querstrebe um die Schwenkführungsachse kippt, nachdem
die Befestigungsvorrichtungen durch die Stoßbelastung freigegeben worden
sind. Außerdem
sorgt die Schwenkführung
für ein
definiertes Kippen der Querstrebe, so dass der der Antrieb für die Hebevorrichtung
entsprechend an der Querstrebe angebracht werden kann, damit der
Antrieb mit einem Maximum an Verschiebung und Wirkkraft ausgestattet
ist. Es ist anzumerken, dass die längliche Führung und die Schwenkführung getrennt
oder in Kombination verwendet werden können.
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Vorzugsweise
wird die Querstrebe zu einem Kühlpaket
geschwenkt. Die Aufgabe des Kühlpakets besteht
darin, die Querstrebe zu stützen,
besonders wenn sich die Querstrebe an der Mittellinie des Fahrzeugs
nach vorne erstreckt, während
sie sich an den freigebbaren Befestigungsvorrichtungen, die sich
am linken und rechten Ende der Querstrebe befinden, mehr nach hinten
erstreckt. Da das Kühlpaket
mehr oder weniger drehungsmäßig an einem
unteren Stützträger montiert
ist, indem beispielsweise das Kühlpaket
mit elastischen Elementen am unteren Stützträger befestigt wird, kann das
gesamte Kühlpaket
um den unteren Stützträger kippen.
Das Kühlpaket
und die geschwenkte Querstrebe bilden einen Lenker mit zwei Stäben, so
dass beide sich gemeinsam bewegen und kippen können, wenn ein Zusammenstoß mit einem
Fußgänger erfolgt.
Dadurch kann das Kippen der Querstrebe während ihrer Bewegung genau
definiert werden, was zu einer präziseren Deformierung für den Antrieb
der Hebevorrichtungen beiträgt.
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Die
relative Bewegung der Querstrebe für den Antrieb einer Hebevorrichtung
kann mit einer Stange übertragen
werden. Dabei könnte
es sich um eine direkte Schub stange handeln, wobei es aber auch
möglich
ist, mehrere Stangen und Stäbe
miteinander verbunden zu haben, so dass die mechanische Bewegung
und Kraft an Hebevorrichtungen am hinteren Rand der Fronthaube übertragen
wird. Zur Bewegungsübertragung
können
auch Kabel- oder hydraulische Mittel verwendet werden. Dies könnte angewendet
werden, wenn zur Verwirklichung einer direkten Stangenverbindung
nicht genug Packraum vorhanden ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Fronthaubenanordnung
umfasst die Hebevorrichtung einen Lenker mit zwei Stäben, wobei
die Stäbe
an einem mittleren Drehzapfen miteinander verbunden sind, wobei
der erste Stab an seinem äußeren Ende
an einem festen Karosseriedrehzapfen gestützt ist, der Antrieb der Hebevorrichtung
am mittleren Drehzapfen angreift und das äußere Ende des zweiten Stabs
die Fronthaube stützt.
Durch diese Anordnung lässt
sich eine hohe Hebeverschiebung mit nur geringer Verschiebung des
Antriebs bezüglich
der Querstrebe aufgrund des Doppelstabgestänges erzielen. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass die Doppelstäbe in der oberen Position arretiert
sind, so dass die Fronthaube in der oberen Position bleibt, ohne
dass ein zusätzlicher
Arretierungsmechanismus erforderlich wäre.
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Eine
weitere Verbesserung besteht darin, dass das äußere Ende des zweiten Stabs
auf einer Schiene gestützt
ist, wodurch eine Querbewegung hauptsächlich in vertikalen Richtungen
gestattet wird. Dadurch wird das äußere Ende des zweiten Stabs genau
in die Richtung geführt,
in der das Anheben erforderlich ist. Das äußere Ende wirkt direkt oder
indirekt, z. B. mit zusätzlichen
Stoßanschlägen, auf
die Fronthaube. So hebt sich die Fronthaube genau in der Richtung
der Schiene.
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Bei
der erfindungsgemäßen Fronthaubenanordnung
umfasst die Hebevorrichtung einen Lenker mit zwei Stäben, wobei
die Stäbe
an einem mittleren Drehzapfen miteinander verbunden sind, wobei
der erste Stab an seinem äußeren Ende
an einem festen Karosseriedrehzapfen gestützt ist, der Antrieb der Hebevorrichtung
am Ende des zweiten Stabs angreift und der mittlere Drehzapfen die
Fronthaube stützt. Aufgrund
des Doppelstangenlenkers wird die Kraft des Antriebs umgewandelt,
so dass die Fronthaube mit relativ geringen Stoßkräften angehoben werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Stäbe in der oberen Position die
Fronthaube arretieren, so dass kein zusätzlicher Arretierungsmechanismus erforderlich
ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
und Auslegungen finden sich in den Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht der Fronthaubenanordnung,
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2a eine
Umrisszeichnung, die grundsätzlich
das Verhalten der Fronthaubenanordnung während eines Zusammenstoßes mit
einem Fußgänger mit
nicht angehobener Fronthaube zeigt,
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2b eine
Umrisszeichnung, die grundsätzlich
das Verhalten der Fronthaubenanordnung während eines Zusammenstoßes mit
einem Fußgänger mit
angehobener Fronthaube zeigt,
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3 eine
Perspektivansicht der Fronthaubenanordnung mit einem Doppelstangenantrieb
der Hebevorrichtungen und
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4 eine
Umrisszeichnung, die grundsätzlich
eine andere Hebevorrichtung mit einem Lenker mit zwei Stäben zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt, weist eine Fronthaubenanordnung eine
Fronthaube 1 und eine obere vordere Querstrebe 2 auf,
die unter dem vorderen Rand 3 der Fronthaube 1 angeordnet
ist. Da die Fronthaubenanordnung vollkommen symmetrisch ist, ist
nur eine Seite ab der Mittellinie des Fahrzeugs gezeigt. Die Querstrebe 2 ist
an ihren äußeren Enden 4 an
einer freigebbaren Befestigung 5 gestützt, wobei die freigebbare
Befestigung 5 an der nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie
angebracht ist. Ferner weist die Querstrebe 2 einen Drehzapfen 6 auf,
an dem die Querstrebe 2 drehungsmäßig mit dem Kühlpaket 7 verbunden
ist. Das Kühlpaket 7 ist
an einem unteren Stützträger 8 abgestützt, wobei
ein unterer Drehzapfen 9 für die drehungsmäßige Stützung zwischen dem
unteren Stützträger 8 und
dem Kühlpaket 7 sorgt.
Ferner weist die Fronthaubenanordnung eine in der Nähe der freigebbaren
Befestigung 5 angeordnete vordere Hebevorrichtung 10 und
eine in der Nähe
des hinteren Rands der Fronthaube 1 angeordnete hintere
Hebevorrichtung 11 auf.
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Das äußere Ende
4 der
Querstrebe
2 ist in einer länglichen Führung
12 der freigebbaren
Befestigung
5 abgestützt,
was in einem freigegebenen Zustand sowohl eine Querbewegung als
auch ein Kippen der Querstrebe
2 gestattet. Zur Sicherstellung, dass
die Querstrebe
2 im nicht freigegebenen Zustand normalen
Dienstlasten standhalten kann, ohne sich in der länglichen
Führung
12 zu
bewegen oder zu kippen, wird zwischen der Querstrebe
2 und
der freigebbaren Befestigung
5 mindestens eine freigebbare
Verbindung hinzugefügt,
beispielsweise ein Abscherstift, wie er in der
EP 1078826 beschrieben wird. Die Querstrebe
2 ist über ein
Lastübertragungsmittel,
der Schubstange
13, mit der Hebevorrichtung
10 verbunden.
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2a und 2b zeigen
eine Umrisszeichnung, die grundsätzlich
das Verhalten der Fronthaubenanordnung während eines Zusammenstoßes mit
einem Fußgänger zeigt,
wobei 2a die nicht angehobene Fronthaube
und 2b die angehobene Fronthaube darstellt.
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Wenn
ein Fußgänger mit
dem vorderen Rand 3 der Fronthaube 1 zusammenstößt, wird
die entstehende Stoßbe lastung
P durch Stoßanschläge 14 und/oder
durch die Fronthaubearretierung 15 von der Fronthaube 1 zu
der Querstrebe 2 übertragen. Unter
dem Stoß P
wird der Abscherstift 16 abgeschert, und die Querstrebe 2,
die mit ihrem Bolzen 17 in der länglichen Führung 12 gestützt ist,
wird freigegeben. Wie in 2b gezeigt,
gleitet die Querstrebe 2 dann an der länglichen Führung 12, die vorzugsweise
bezüglich
des Fahrzeugs nach hinten gerichtet ist, entlang.
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Die
Querstrebe 2 ist zwar auch vom Kühlpaket 7 gestützt, aber
das Kühlpaket
hindert die Querstrebe 2 nicht daran, nach hinten zu gleiten.
Da das Kühlpaket
zweifach schwenkend gestützt
ist – mit dem
Drehzapfen 6 an der Querstrebe 2 und mit dem unteren
Drehzapfen 9 am unteren Stützträger 8 –, wirkt
das Kühlpaket
als doppelt drehungsmäßig gestützter Stab,
der die Rückwärtsbewegung
der Querstrebe 2 unter lediglich leichtem Kippen gemäß der geometrischen
Anordnung der länglichen
Führung 12 und
der Drehzapfen 6 und 8 gestattet.
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Die
rückwärtige Gleitbewegung
der Querstrebe 2 wird mit der Schubstange 13 von
der Querstrebe 2 zur Hebevorrichtung 10 übertragen.
Der Hebemechanismus umfasst einen Lenker mit zwei Stäben, wobei
die Stäbe
an einem mittleren Drehzapfen 18 miteinander verbunden
sind. Der erste Stab 19 ist mit seinem äußeren Ende an einem feststehenden Karosseriedrehzapfen 20 abgestützt. Die
Schubstange 13 als Antrieb der Hebevorrichtung greift am
mittleren Drehzapfen 18 an, und das äußere Ende des zweiten Stabs 21 wird
zu einem Gleitbolzen 22 geschwenkt, der in einer Schiene 23 geführt ist,
die hauptsächlich
vertikal ausgerichtet ist. Der Gleitbolzen 22 greift direkt
an der Fronthaube 1 an und hebt die Fronthaube 1 wie
in 2b gezeigt an.
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Zur
Sicherstellung, dass die Fronthaube
1 angehoben wird, muss
auch die hintere Hebevorrichtung
11 insoweit freigegeben
werden, als der hintere Rand der Fronthaube
1 so weit wie
erforderlich angehoben werden kann. Dies lässt sich gemäß einem aus
der
EP 1078826 bekannten
Mechanismus oder einem beliebigen anderen bekannten Mechanismus verwirklichen.
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3 zeigt
eine Perspektivansicht der Fronthaubenanordnung mit einem Doppelstangenantrieb der
Hebevorrichtungen 10 und 11. Eine von der ersten
Schubstange 13 angetriebene zusätzliche Schubstange 24 ist
zwischen den Hebevorrichtungen 10 und 11 angeordnet.
Der Hebemechanismus der hinteren Hebevorrichtung 11 ist
derselbe wie der der vorderen Hebevorrichtung 10. Nur der
Gleitbolzen 22 ist durch einen Scharnierbolzen 25 ersetzt,
um ein Scharnier für
die Fronthaube 1 zu schaffen, was zum Öffnen der Fronthaube 1 aus
Wartungsgründen
notwendig ist.
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4 zeigt
eine Umrisszeichnung, die grundsätzlich
eine andere Hebevorrichtung mit einem Lenker mit zwei Stäben zeigt,
bei der die Stäbe an
einem mittleren Drehzapfen 26 miteinander verbunden sind,
wobei der erste Stab 27 mit seinem äußeren Ende an einem feststehenden
Karosseriedrehzapfen 20 abgestützt ist. Die Schubstange 13 greift am
Ende des zweiten Stabs 28 an, während der mittlere Drehzapfen 26 die
Fronthaube 1 anhebt.