DE602004001813T2

DE602004001813T2 - Stossabsorbierende Vorrichtung eines Fahrzeugteils mit einem Metallfaden

Info

Publication number: DE602004001813T2
Application number: DE602004001813T
Authority: DE
Inventors: Evrard Borg; Laurent D'emmanuelle; Eric Laspesa; Jean-Paul Nadeau
Original assignee: SNPE Materiaux Energetiques SA
Current assignee: Safran Ceramics SA
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2024-06-12
Also published as: ES2270309T3; ATE335634T1; FR2857313A1; JP2005029158A; EP1495918B1; JP3923963B2; EP1495918A3; FR2857313B1; US20050006191A1; US7059458B2; EP1495918A2; DE602004001813D1

Description

Das technische Gebiet der Erfindung ist das der Kraftfahrzeugsicherheit und insbesondere das der Sicherheitssysteme, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, um die Bewegung bestimmter Bauteile zu dämpfen, die bei einem mechanischen Zusammenstoss des Kraftfahrzeugs mit einem äußeren Hindernis in Bewegung gesetzt wurden.
Tatsächlich können bei einem Aufprall bestimmte Bauteile eines Kraftfahrzeugs für einen Kraftfahrzeuginsassen oder einen Fußgänger einen festen Anschlag bilden und auf diese Weise geeignet sein, diesen Insassen oder diesen Fußgänger zu verletzen.
Das erfindungsgemäße Stossfängersystem kann daher beispielsweise verwendet werden, um im Falle eines frontalen Zusammenstosses des Fahrzeugs bei niedriger Geschwindigkeit eine Frontverkleidung eines Kraftfahrzeugs zu dämpfen, um die unteren Extremitäten eines Kraftfahrzeuginsassen abzufedern, um die Bewegung der Fronthaube eines Fahrzeugs zu dämpfen, die durch den Aufprall eines Fußgängers gegen die besagte Fronthaube erzeugt wurde, um bei einem Aufprall die von einem Kraftfahrzeuginsassen auf seinen Sicherheitsgurt ausgeübte Kraft veränderlich zu begrenzen, oder um den Aufprall eines Fahrers gegen eine Lenksäule zu dämpfen.
Energieaufnahmevorrichtungen waren bereits Gegenstand mehrerer Patentanmeldungen.
Ein Beispiel hierfür ist die Patentanmeldung EP 0550 321 , die sich auf einen pyrotechnischen Stellkolben mit gedämpftem Hub bezieht, der in jedem Typ eines Energieaufnahmesystems verwendet werden kann. Dieser Zylinder umfasst einen pyrotechnischen Gasgenerator, einen Druckkolben, eine Verbrennungskammer für pyrotechnische Materialien und einen Gegendruckraum, sowie eine Zwischenkammer zwischen der besagten Verbrennungskammer und einem Ende des Druckkolbens. Ein Kanal verbindet die Zwischenkammer mit dem Gegendruckraum. Die durch den Gasgenerator abgegebenen Gase setzen die Zwischenkammer unter Druck, um der Bewegung des Druckkolbens entgegenzuwirken und auf diese Weise seinen Hub zu dämpfen, wobei ein Teil dieser Gase durch den Kanal in den Gegendruckraum geführt wird.
In Stossfängersystemen, die wie vorstehend beschrieben einen Zylinder mit gedämpftem Hub verwenden, wird die Dämpfung direkt und einzig und allein durch die Verbrennungsgase erreicht. Um eine dem erfolgten Aufprall perfekt angepasste Reaktion zu erhalten, wird es daher erforderlich sein, einen variablen pyrotechnischen Gasgenerator zu verwenden. Dies bedingt eine viel kompliziertere Struktur eines derartigen Stossfängersystems und erhöht zudem seine Herstellungskosten. Außerdem wird die Montage eines solchen Systems oft eine Anpassung der Bauteile erfordern, auf denen es montiert wird.
Eine stossabsorbierende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus GB-2 379 194-A bekannt.
Ziel der Erfindung ist es demnach, eine einfache stossabsorbierende Vorrichtung zu erhalten, die einfach zu realisieren und zu montieren ist und bei der nur eine geringe Anzahl von Bauteilen eingesetzt wird, wodurch ihr insbesondere eine hohe Funktionssicherheit verliehen werden kann.
Dieses Ziel wird erreicht durch eine stossabsorbierende Vorrichtung mindestens eines Bauteils, das bei einem mechanischen Zusammenstoss eines Kraftfahrzeugs mit einem äußeren Hindernis in Bewegung gesetzt wird, wobei die Vorrichtung eine pyrotechnische Auslösevorrichtung umfasst, welche dazu geeignet ist, einen Druckkolben zu bewegen und dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Faden umfasst, der an einem Ende mit einem unbeweglichen Teil des Fahrzeugs verbunden ist, wobei die Auslösevorrichtung, die fest verbunden ist mit dem zu dämpfenden Bauteil, mit dem Faden zusammenwirkt, um das Bauteil abzubremsen und dann zu stoppen.
Gemäß der Erfindung kann es sich bei dem besagten Bauteil beispielsweise um eine Frontverkleidung eines Kraftfahrzeugs handeln, um einen Sicherheitsgurt, die Fronthaube eines Kraftfahrzeugs oder eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, gegen die ein Fahrer beim Zusammenstoss gedrückt wird.
Der Begriff der Dämpfung des Bauteils kann einer Bremsung und einem anschießenden Stoppen des Bauteils gleichgestellt werden.
Diese Dämpfung wird herbeigeführt durch ein Zusammenspiel der beiden Elemente Faden und Auslösevorrichtung, die in untrennbarer Weise miteinander verbunden erscheinen, um diese Funktion zu erfüllen.
Vorteilhafterweise besitzt der Faden ein freies Ende und ist zur Verformung geeignet.
Auf diese Weise besitzt der Faden ein freies Ende und ein Ende, das mit einem unbeweglichen Teil des Fahrzeugs verbunden ist.
In bevorzugter Weise ist der Faden metallisch.
Vorteilhafterweise ist die Auslösevorrichtung an einem Träger befestigt, der mit dem zu dämpfenden Bauteil verbunden ist, wobei der Träger zwei den Faden führende Anschlagvorrichtungen umfasst.
Vorzugsweise sind die führenden Anschlagvorrichtungen aus zwei Umlenkrollen gebildet, die jeweils eine Rille aufweisen, wobei der Faden in jeder der beiden Rillen verläuft.
Eine solche Anordnung begrenzt jegliche seitliche Bewegung des Fadens. Vorteilhafterweise sind die beiden Anschlagvorrichtungen auf derselben Seite des Fadens angeordnet und die Auslösevorrichtung übt, wenn sie ausgelöst wird, zwischen den beiden Anschlagvorrichtungen auf den Faden eine Stosskraft aus, so dass der Faden drei aufeinanderfolgende Umlenkungen erfährt. Die erste Umlenkung ist um die erste Anschlagvorrichtung gelegt, die zweite um den Druckkolben und die dritte um die zweite Anschlagvorrichtung.
Bei dieser Anordnung wird die Bewegung des Trägers entlang des Fadens erschwert bzw. verhindert durch den gewundenen Weg, den der Faden aufgrund des Niederdrückens des Druckkolbens nimmt, wobei das Niederdrücken Kräfte erzeugt, die der Bewegung entgegenwirken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bewegt sich der Druckkolben im rechten Winkel zu der fiktiven Geraden, die die Mittelpunkte der beiden Anschlagvorrichtungen verbindet.
In bevorzugter Weise ist der Träger anfänglich durch eine Sollbruchstelle mit einem unbeweglichen Teil des Fahrzeugs verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Auslösevorrichtung eine variable Stosswirkung.
Vorzugsweise ist die Auslösevorrichtung pyrotechnischen Typs und umfasst einen pyrotechnischen Gasgenerator, eine Verbrennungskammer und eine Gleitkammer, in der der Druckkolben sich unter der Wirkung der Gase bewegen kann.
Vorteilhafterweise umfasst die Auslösevorrichtung eine Verschlussvorrichtung, die nach dem Auslösen der Auslösevorrichtung eingesetzt wird, um zum einen die Gleitkammer zu verschließen und zum anderen den Druckabfall in der Verbrennungskammer sicherzustellen.
Tatsächlich steht die Amplitude der Bewegung des Druckkolbens in der Gleitkammer in einem direkten Zusammenhang mit dem in dieser Kammer erreichten Druckniveau. Das Verschließen der Gleitkammer wird herbeigeführt, wenn der Druckkolben eine bestimmte Position erreicht hat, über die die erforderliche Dämpfung erzielt werden kann.
Nachdem dieses Verschließen erfolgt ist, sammeln sich die Gase frei in der Verbrennungskammer und stellen ein nicht zu vernachlässigendes Berstrisiko dar. Daher ist es erforderlich, den Druckabfall in der Verbrennungskammer so schnell wie möglich nach dem Verschluss der Gleitkammer herbeizuführen.
In bevorzugter Weise umfasst die Verschlussvorrichtung einen Motor und einen Schieber, der sich unter der Wirkung des Motors in einem Gleitbehälter, der mit einem Entlüftungsloch versehen ist, verschieben kann, wobei der Gleitbehälter und die Verbrennungskammer durch eine Trennwand voneinander abgetrennt sind.
Auf diese Weise besteht keine direkte Verbindung zwischen dem Gleitbehälter und der Verbrennungskammer und der Behälter bildet einen über das Entlüftungsloch zur Umgebung geöffneten Raum.
Vorteilhafterweise ist der Schieber hohl und weist ein schneidendes Endstück auf, so dass die Bewegung dieses Bauteils in dem Gleitbehälter zunächst den Bruch der Trennwand zur Folge hat und dann zugleich den Verschluss der Gleitkammer des Druckkolbens und das Entstehen einer Verbindung der Verbrennungskammer mit dem Gleitbehälter.
Genauer gesagt kontaktiert das schneidende Endstück die Trennwand und durchstößt sie, während der hohle Abschnitt des Schiebers die Funktion einer Leitung übernimmt, die den Durchlass zwischen der Verbrennungskammer und dem Gleitbehälter sicherstellt. Das Verschließen der Gleitkammer erfolgt über einen Teil der Seitenwand des Schiebers.
Vorzugsweise umfasst die Auslösevorrichtung eine Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung, die die Rückbewegung des Druckkolbens in das Innere der Gleitkammer verhindert.
Beim Schließen der Gleitkammer kann ein Teil der in dieser Kammer vorhandenen Gase über das Entlüftungsloch entweichen und auf diese Weise einen Druckabbau in der Kammer bewirken und dadurch eine Verringerung des von dem Druckkolben auf den Faden ausgeübten Andrucks hervorrufen, oder sogar eine Rückbewegung des Druckkolbens. Das Vorhandensein dieser Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung kann sich als notwendig erweisen, um den Druckkolben in einer starren Position zu halten und auf diese Weise Funktionsstörungen zu verhindern.
Gemäß der Erfindung kann der Druckkolben, nachdem er unter dem Druck der in der Gleitkammer gesammelten Gase und durch die Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung seine gewünschte Position erreicht hat, sich nicht mehr zurückbewegen und liegt weiterhin starr an dem Faden an.
Vorteilhafterweise ist der Motor der Verschlussvorrichtung ein pyrotechnischer Gasgenerator.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Gasgenerator der Auslösevorrichtung eine Vielzahl von pyrotechnischen Ladungen, die unabhängig voneinander gezündet werden können, so dass eine variable Gasmenge bereitgestellt wird. Diese Ladungen können auf der Basis einer vorbestimmten Zündfolge ausgelöst werden. Nur ein Teil der Ladungen kann in die Verbrennung einbezogen sein. Schließlich können die Ladungen in ein und demselben Gasgenerator voneinander unterschiedliche Eigenschaften haben.
Stossabsorbierende Vorrichtungen gemäß der Erfindung haben den Vorteil einer hohen Genauigkeit, da sie zwei pyrotechnische Gasgeneratoren einsetzen, deren Zündfolge, die programmierbar ist, perfekt kontrolliert wird, insbesondere aufgrund ihrer hohen Zündzuverlässigkeit und der kurzen Reaktionszeit der Generatoren.
Sie weisen zudem den Vorteil auf, dass sie aufgrund der geringen Anzahl der einbezogenen Bauteile platzsparend sind.
Schließlich verleiht der einfache Betätigungsmechanismus ihnen eine hohe Zuverlässigkeit.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5B detailliert beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer stossabsorbierenden Vorrichtung gemäß der Erfindung, deren pyrotechnische Auslösevorrichtung mit variabler Stosswirkung ohne ihr Oberteil gezeigt wird.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Längsachse einer pyrotechnischen Auslösevorrichtung mit variabler Stosswirkung in unbetätigtem Zustand.
3 stellt die Auslösevorrichtung der 2 dar, nachdem sie ihre Funktion erfüllt hat.
4 zeigt eine Reihe von drei vereinfachten Darstellungen einer stossabsorbierenden Vorrichtung gemäß der Erfindung in unterschiedlichen Phasen ihres Betriebs.
5A und 5B zeigen zwei verschiedene Ausgestaltungen einer an die Auslösevorrichtung angepassten Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung, um die Bewegung des Druckkolbens in die Gegenrichtung zu verhindern.
Unter Bezugnahme auf die 1 sieht eine stossabsorbierende Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung einen Träger 20 vor, der fest verbunden ist mit einem in Folge eines Aufpralls zu dämpfenden Bauteils in einem Kraftfahrzeug, einen metallischen Faden 21 und eine pyrotechnische Auslösevorrichtung 22 mit variabler Stosswirkung, wobei die Auslösevorrichtung 22 an dem Träger 20 befestigt ist.
Bei dem zu dämpfenden Bauteil handelt es sich beispielsweise um eine Fronthaube eines Kraftfahrzeugs. In diesem Fall wird die stossabsorbierende Vorrichtung unter der Fronthaube platziert und kann beispielsweise die Bewegung der Fronthaube beim Aufprall eines Fußgängers gegen die Fronthaube dämpfen. In diesem Fall, wenn das Kraftfahrzeug frontal gegen einen Fußgänger prallt, wird die Fronthaube des Fahrzeugs um eine bestimmte Höhe angehoben, indem sie sich um eine im vorderen Fahrzeugbereich angeordnete Drehachse dreht. In der Regel kippt der Fußgänger und prallt auf die Fronthaube des Fahrzeugs. Das unter der Fronthaube platzierte erfindungsgemäße Stossfängersystem ermöglicht es, die Bewegung der Fronthaube zu dämpfen, die durch den Aufprall des Fußgängers gegen diese Fronthaube erzeugt wurde.
Bei dem zu dämpfenden Teil kann es sich auch um eine Frontverkleidung eines Kraftfahrzeugs handeln. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise zwischen der Frontverkleidung eines Kraftfahrzeugs und der Tragstruktur der Frontverkleidung platziert werden, um im Falle eines frontalen Zusammenstosses des Fahrzeugs die Bewegung der Frontverkleidung zu dämpfen. Bei dem Unfall wird die Frontverkleidung durch eine spezifische Vorrichtung, die beispielsweise mit pyrotechnischen Auslösevorrichtungen ausgestattet ist, vorgeschoben und anschließend durch das erfindungsgemäße Stossfängersystem gedämpft.
Dadurch kann, besonders wenn der Zusammenstoss bei niedriger Geschwindigkeit eintritt, die Verformung des Fahrzeugrahmens verhindert werden und die Kosten für die Instandsetzung des Fahrzeugs nach dem Unfall können auf diese Weise gesenkt werden.
Bei dem zu dämpfenden Teil kann es sich beispielsweise auch um eine Lenksäule handeln. In diesem Fall soll die Bewegung der Lenksäule gedämpft werden, die durch den Aufprall des Fahrers gegen diese Lenksäule verursacht wird.
Bei dem zu dämpfenden Teil kann es sich beispielsweise auch um einen Sicherheitsgurt handeln. In diesem Fall soll der Sicherheitsgurt abgebremst und gestoppt werden, um zu verhindern, dass der Fahrzeuginsasse bei einem Unfall auf zu brutale Art und Weise von seinem Sicherheitsgurt zurückgehalten wird.
Gemäß der Erfindung weist der Träger 20 einen abgewinkelten Teil 23 auf, in dem zwei Umlenkrollen 24 mittels einer Befestigungsachse 25 befestigt sind, wobei eine der beiden Umlenkrollen 24 in 1 nicht sichtbar ist. Die zwei Umlenkrollen 24 sind in derselben Ebene angeordnet und weisen jeweils eine Rille 26 auf, durch die der metallische Faden 21 läuft.
Eines der beiden Enden des Fadens 21 ist beispielsweise mit einem unbeweglichen Teil 27 des Fahrzeugs verbunden, indem es um einen Befestigungszapfen 28 des unbeweglichen Teils 27 gewickelt wird, während das andere Ende des Fadens 21 frei ist. Gemäß der Erfindung kann auch das Gegenteil in Betracht kommen und die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hängt von den Anwendungen ab, in denen sie verwendet wird. Gemäß der in Betracht gezogenen Anwendungen ist der Träger 20 gegebenenfalls mit dem unbeweglichen Teil 27 des Fahrzeugs über eine Sollbruchstelle 29 verbunden, die im Falle eines frontalen Zusammenstosses des Fahrzeugs leicht abgeschert werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 2 besteht die pyrotechnische Auslösevorrichtung 22 aus einem Hohlkörper 2, der drei verschiedene, sich gegenseitig verlängernde Abschnitte begrenzt: eine Verbrennungskammer 3, die durch eine Verschlussvorrichtung 4 verlängert wird, die selbst von einer Gleitkammer 5 verlängert wird. Die zylindrische Verbrennungskammer 3 besitzt an einem ihrer Enden ein elektropyrotechnisches Zündsystem 6 und nimmt einen pyrotechnischen Gasgenerator 7 auf. Das andere Ende dieser Kammer 3 besitzt eine Öffnung, die über einen Durchlass 8 in die Gleitkammer 5 mündet, die ebenfalls eine zylindrische Form hat und in der ein Druckkolben 9 aufgenommen ist, der aus einem zylindrischen Körper 10 besteht, der durch eine Zentralstange 11 mit kleinerem Durchmesser verlängert ist.
Der Körper 10 des Druckkolbens 9 hat einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Innenwand der Gleitkammer 5, so dass der Druckkolben 9 abgedichtet in der Kammer 5 gleiten kann. Vorzugsweise umfasst die Auslösevorrichtung eine Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung, die die Rückbewegung des Druckkolbens in das Innere der Gleitkammer verhindert. Gemäß der Erfindung kann der Druckkolben 9, nachdem er unter dem Druck der in der Gleitkammer 5 gesammelten Gase eine bestimmte Position erreicht hat, aufgrund der Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung nicht mehr in die Gegenrichtung gleiten, d.h. in den Innenraum der Gleitkammer 5. Mit Bezug auf die 5B kann diese Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung beispielsweise aus Kugeln 100 bestehen, die in einem Teil des Druckkolbens 9 aufgenommen sind. Bei einem Rückhub des Kolbens 9 in den Innenraum der Gleitkammer, folgen die Kugeln 100 einem kegelstumpfförmigen Profil 101, das auf der Seitenwand des Druckkolbens 9 ausgeformt ist und liegen auf diese Weise an der Innenwand 50 des Zylinders an, der die Gleitkammer 5 des Druckkolbens 9 begrenzt. Die Kugeln 100 ermöglichen es auf diese Weise, den Druckkolben 9 in der Position zu stoppen, die durch den Druck der in der Gleitkammer 5 gesammelten Gase bestimmt wird. Nach einer in 5A dargestellten Ausführungsvariante besteht die Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung aus einer um die Stange 11 des Druckkolben 9 gelegten Ringscheibe, die in einer Ringnut 51 aufgenommen ist, die an der die Gleitkammer 5 des Druckkolbens begrenzenden Innenwand 50 des Zylinders ausgeformt ist.
Die Ringscheibe 110 hat eine konvergente, der Vortriebsrichtung des Druckkolbens 9 folgende Form. Der Durchmesser der mittigen Öffnung der Ringscheibe ist so bemessen, dass die Ringscheibe 110 an der Stange 11 des Druckkolbens 9 anliegt. Wenn der Druckkolben sich in Richtung des Pfeils in der 5A verschiebt, um eine Stosskraft auszuüben, gleitet die Stange 11 relativ zur Ringscheibe 110 und tritt aus der Auslösevorrichtung hervor. Bei einer Bewegung in die Gegenrichtung wird die in der Ringnut 51 gehaltene Ringscheibe 110 nach innen belastet und blockiert durch ihre Konvergenz den Rückhub des Kolbens 9 in den Innenraum der Gleitkammer 5.
Die Gleitkammer 5 weist an einem ihrer Enden eine Öffnung auf, durch welche das freie Ende der Zentralstange 11 des Druckkolbens 9 ragt, wobei das freie Ende mit einer Kappe 12 abgedeckt ist, die zwei parallele hochgezogene Ränder aufweist. Die Drehachse der Verbrennungskammer 3 fällt mit der Drehachse der Gleitkammer 5 zusammen. Der Durchlass 8, der die Verbrennungskammer 3 mit der Gleitkammer 5 verbindet, ist teilweise begrenzt durch eine Verschlussvorrichtung 4 in Form eines hohlen Zylinders, in dem ein Schieber 15 aufgenommen ist.
Die Verschlussvorrichtung 4 weist einen Knick auf, durch den zwei geradlinige und zueinander senkrechte Abschnitte gegeben sind. Der erste Abschnitt umfasst an seinem freien Ende ein sekundäres elektropyrotechnisches Zündsystem 16 und der zweite Abschnitt, der den Schieber 15 umfasst, begrenzt einen Gleitbehälter 14 für den Schieber 15. Der Behälter 14 ist vom Durchlass 8 durch eine Trennwand 17 getrennt und weist ein Entlüftungsloch 18 auf, das zur Umgebung der Auslösevorrichtung 1 geöffnet ist. Der Behälter 14 definiert daher einen offenen Raum, der sowohl von der Verbrennungskammer 3, als auch von der Gleitkammer 5 des Druckkolbens 9 getrennt ist. Der Schieber 15 besteht aus einem hohlen zylindrischen Bauteil, das an seiner Seitenwand eine Öffnung aufweist und ein offenes, schneidendes und abgeschrägtes Endstück 19 umfasst. Der Schieber 15 ist so in dem Gleitbehälter 14 angeordnet, dass sein schneidendes Endstück der Trennwand 17 gegenüberliegt. Die Achse des Gleitbehälters ist rechtwinklig zur Achse der Verbrennungskammer 3 und zur Achse der Gleitkammer 5 angeordnet.
In Ruheposition liegt die am freien Ende der Stange 11 des Druckkolbens 9 angeordnete Kappe 12, wie der 1 zu entnehmen ist, zwischen den beiden Umlenkrollen 24 an dem Faden 21 an, wobei der Faden 21 zwischen den beiden hochgezogenen Rändern der Kappe 12 verläuft.
Der Betrieb einer stossabsorbierenden Vorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt in folgenden Phasen:
Zunächst erfährt die stossabsorbierende Vorrichtung infolge eines Aufpralls des Fahrzeugs eine vorgegebene Spannphase. Während dieser Phase wird die pyrotechnische Auslösevorrichtung 22 ausgelöst. Anders ausgedrückt, die Zündung des Gasgenerators 7 wird eingeleitet, wodurch Gase freisetzt werden, die in die Gleitkammer 5 einströmen und die Bewegung des Druckkolbens 9 bewirken. Zu einem bestimmten Zeitpunkt, der vorgegeben werden kann, wird wiederum die Verschlussvorrichtung 4 gezündet.
Der Schieber 15 wird dann in dem Gleitbehälter 14 bewegt, bewirkt den Verschluss der Gleitkammer 5 und ermöglicht dennoch das Entweichen des Gases der Verbrennungskammer 3 über das Entlüftungsloch 18, wobei das Bauteil 15 zuvor die Trennwand 17 perforiert hat. Auf diese Weise wird der Druckkolben 9 um eine vorgegebene Länge verschoben.
Durch die Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung wird der Druckkolben in dieser Position gehalten. Da der Druckkolben 9 anfänglich am Faden 21 anliegt, übt er auf den Faden eine Stosskraft aus, so dass der Faden drei aufeinanderfolgende Umlenkungen erfährt, wie in der dritten Darstellung der 4 zu sehen ist. Diese Konfiguration stellt das Ende der Spannphase dar.
Nachdem die stossabsorbierende Vorrichtung gespannt ist, bewirkt in einer zweiten Phase der Aufprall den Bruch der Sollbruchstelle 29 und ermöglicht es dem Träger 20 und damit dem Bauteil, sich relativ zum unbeweglichen Teil 27 des Fahrzeugs entlang des Fadens 21 zu bewegen. Der gewundene Weg, den der Faden 21 aufgrund des Niederdrückens des Druckkolbens 9 zwischen den beiden Umlenkrollen 24 nimmt, erzeugt im Verlauf der Bewegung des Trägers 20 Kräfte, die der Bewegung entlang des Fadens 21 entgegenwirken. Daher werden der Träger 20 und das zu dämpfende Bauteil unmittelbar abgebremst und dann gestoppt.
Gemäß der Erfindung kann eine derartige stossabsorbierende Vorrichtung angepasst werden, um bei einem frontalem Zusammenstoss eines Kraftfahrzeugs eine vordere Frontverkleidung dieses Fahrzeugs zu dämpfen.
Ebenso kann die stossabsorbierende Vorrichtung angepasst werden, um die Bewegung einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs zu dämpfen, die durch den Aufprall eines Fußgängers gegen die Fronthaube verursacht wird. In diesem Fall ist der Träger 20 fest mit der Fronthaube verbunden und der Faden 21 ist an einem unbeweglichen Teil 27 des Fahrzeugs befestigt.
Wenn ein Fahrzeug frontal auf einen Fußgänger aufprallt, wird die Fronthaube des Fahrzeugs um eine bestimmte Höhe angehoben, indem sie sich um eine nahe der Front des Fahrzeugs angeordnete Drehachse dreht. Der Aufprall des Fußgängers gegen die Fronthaube muss gedämpft werden, um zu verhindern, dass die Fronthaube einen festen Anschlag bildet, der schwere Verletzungen des Fußgänger verursachen kann.
Die Dämpfung der Fronthaube ist erforderlich und kann durch eine Vorrichtung gemäß derjenigen der Erfindung erreicht werden.
Nachdem die Spannphase der Vorrichtung ausgeführt wurde, bewirkt der Aufprall des Fußgängers gegen die Fronthaube den Bruch der Sollbruchstelle 29, was es dem Träger 20 und damit der Fronthaube ermöglicht, sich relativ zum unbeweglichen Teil 27 des Fahrzeugs entlang des Fadens 21 zu bewegen. Der gewundene Weg, den der Faden 21 aufgrund des Niederdrückens des Druckkolbens 9 zwischen den beiden Umlenkrollen 24 nimmt, erzeugt im Verlauf der Bewegung des Trägers 20 Kräfte, die der Bewegung entlang des Fadens 21 entgegenwirken. Daher werden der Träger 20 und damit die Fronthaube unmittelbar abgebremst und dann gestoppt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ebenfalls angepasst werden, um die Bewegung einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, die durch den Aufprall des Fahrers gegen das Lenkrad verursacht wird, abzubremsen und dann zu stoppen. In diesem Fall ist der Träger 20 fest mit der Lenksäule verbunden und ein Ende des Fadens 21 ist an einem unbeweglichen Teil 27 des Fahrzeugs befestigt. Nachdem die stossabsorbierende Vorrichtung gespannt ist, bewirkt der Aufprall den Bruch der Sollbruchstelle 29 und ermöglicht es dem fest mit der Lenksäule verbundenen Träger, sich entlang des Fadens zu bewegen. Die Dämpfung entlang des Fadens 21 erfolgt anschließend in dem Maße, wie der Druckkolben 9 den Faden 21 zwischen den beiden Umlenkrollen 24 niederdrückt.

Claims

Stossabsorbierende Vorrichtung (1) mindestens eines Bauteils, das bei einem mechanischen Zusammenstoß eines Kraftfahrzeugs mit einem äußeren Hindernis in Bewegung gesetzt wird, eine pyrotechnische Auslösevorrichtung (22) umfassend, welche dazu geeignet ist, einen Druckkolben (9) zu bewegen und einen Faden (21), der an einem Ende mit einem unbeweglichen Teil des Fahrzeugs (27) verbunden ist, wobei die Auslösevorrichtung (22), die fest verbunden ist mit dem zu dämpfenden Bauteil, mit dem Faden (21) zusammenwirkt, um das Bauteil abzubremsen und dann zu stoppen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösevorrichtung (22) an einem Träger (20) befestigt ist, der mit dem zu dämpfenden Bauteil verbunden ist, wobei der Träger (20) zwei den Faden (21) führende Anschlagvorrichtungen (24) umfasst.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden (21) ein freies Ende besitzt und zur Verformung geeignet ist.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden (21) metallisch ist.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagvorrichtungen aus zwei Umlenkrollen (24) gebildet sind, die jeweils eine Rille (26) aufweisen, wobei der Faden (21) in jeder der beiden Rillen (26) verläuft.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlagvorrichtungen (24) auf derselben Seite des Fadens (21) angeordnet sind und dass der Druckkolben (9) der Auslösevorrichtung, wenn er ausgelöst wird, zwischen den beiden Anschlagvorrichtungen (20) auf den Faden (21) eine Stosskraft ausübt, so dass der Faden (21) drei aufeinanderfolgende Umlenkungen erfährt.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Druckkolben (9) im rechten Winkel zu einer fiktiven Geraden bewegt, die die Mittelpunkte der beiden Anschlagvorrichtungen verbindet.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (20) anfänglich durch eine Sollbruchstelle (29) mit einem unbeweglichen Teil (27) des Fahrzeugs verbunden ist.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösevorrichtung (22) eine variable Stosswirkung hat.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösevorrichtung pyrotechnischen Typs (22) ist und einen pyrotechnischen Gasgenerator (7) umfasst, eine Verbrennungskammer (3) und eine Gleitkammer (5) in der der Druckkolben (9) sich unter der Wirkung des Gases bewegen kann.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösevorrichtung (22) eine Verschlussvorrichtung (4) umfasst, die nach dem Auslösen der Auslösevorrichtung (22) eingesetzt wird um zum einen die Gleitkammer (5) zu verschliessen und zum anderen den Druckabfall in der Verbrennungskammer (3) sicherzustellen.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung (4) einen Motor (16) umfasst und einen Schieber (15), der sich unter der Wirkung des Motors in einem Gleitbehälter (14), der mit einem Entlüftungsloch (18) versehen ist, verschieben kann, wobei der Gleitbehälter (14) und die Verbrennungskammer (3) durch eine Trennwand (17) voneinander abgetrennt sind.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (15) hohl ist und ein schneidendes Endstück (19) aufweist, so dass die Bewegung diese Bauteils (15) in dem Gleitbehälter (14) zunächst den Bruch der Trennwand (17) zur Folge hat und dann zugleich den Verschluss der Gleitkammer (5) des Druckkolbens (9) und das Entstehen einer Verbindung der Verbrennungskammer (3) mit dem Gleitbehälter (14).
Stossabsorbierende Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösevorrichtung (22) eine Vorrichtung zur Rückschlagverhinderung umfasst, die den Rückschlag des Druckkolbens (9) in das Innere der Gleitkammer (5) verhindert.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (16) der Verschlussvorrichtung (4) ein pyrotechnischer Gasgenerator ist.
Stossabsorbierende Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (7) der Auslösevorrichtung (22) eine Vielzahl von pyrotechnischen Ladungen umfasst, die unabhängig voneinander gezündet werden können, so dass eine variable Gasmenge bereitgestellt wird.
Verwendung einer stossabsorbierenden Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 15, um eine Frontverkleidung eines Kraftfahrzeugs zu dämpfen im Falle eines frontalen Zusammenstosses des Fahrzeugs.
Verwendung einer stossabsorbierenden Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 15, um die unteren Gliedmaßen eines Kraftfahrzeuginsassen zu schützen.
Verwendung einer stossabsorbierenden Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 15, um den Aufprall eines Fussgängers gegen die Fronthaube eines Kraftfahrzeugs zu dämpfen.
Verwendung einer stossabsorbierenden Vorrichtung nach einem beliebigen Anspruch der Ansprüche 1 bis 15, um eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs zu dämpfen.