EP1827916A1

EP1827916A1 - Energieaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: EP1827916A1
Application number: EP05813630A
Authority: EP
Inventors: Karl-Heinz Baumann
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-09-05
Also published as: DE102004062097A1; US7866695B2; DE102004062097B4; US20080093888A1; WO2006072320A1; JP2008525252A

Abstract

Um eine Energieaufnahmevorrichtung (1) für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit zwei relativ zueinander bewegbar angeordneten Elementen (2, 3), mit mindestens einem zwischen diesen Elementen angeordneten Aktuator sowie mindestens eine Aufnahmevorrichtung an den Elementen (2, 3) zur Befestigung des Aktuators zu schaffen, die einfach herzustellen ist und dabei wenig Bauraum beansprucht, wird vorgeschlagen die Aufnahmevorrichtung als eine in die Elemente (2, 3) eingebrachte Ausnahme (4) auszuführen, die den Aktuator zumindest teilweise umschließt.

Description

Energieaufnahmevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Energieaufnahmevorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Es ist seit einiger Zeit bekannt , im Innenraum von Kraftfahrzeugen Elemente anzuordnen, die im Falle eines Aufpralls verfahren werden. Diese Elemente können entweder dazu dienen, einen Fahrzeuginsassen während des Aufpralls in eine bestimmte Richtung zu lenken. Ebenso ist es bekannt , dass die verfahrbaren Elemente bei einem Kontakt mit dem Insassen Energie absorbieren und somit die Folgen eines Unfalles mindern.

So zeigt die DE 20 2004 008 985 Ul ein relativ zu einer Fahrzeugtür bewegbar angeordnetes Element , welches mit verschiedensten Mechanismen von einer Ausgangsposition in eine Endposition überführt werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind Faltenbalganordnungen vorgesehen, die sich ausdehnen, wenn sie mit Luft gefüllt werden und dadurch ein Überführen von einer Ausgangsposition des bewegbar angeordneten Elementes in eine Endposition sorgen . Des Weiteren sind verschiedene Kniehebelanordnungen in Verbindung mit einem Linearantrieb offenbart . Bei dem Linearantrieb kann es sich beispielsweise um eine vorgespannte Feder handeln. Die bekannten Mechanismen zum Überführen des bewegbaren Elements von einer Ausgangsposition in eine Endposition beanspruchen auch in der Ausgangsposition einen gewissen Raum, so dass hinter dem bewegbaren Element entsprechender Bauraum zur Verfügung gestellt werden muss . Des Weiteren sind neben den reinen Mechanismen, wie Faltenbalg und Kniehebel zusätzliche Aktuatoren, wie Gasgenerator oder Linearantrieb notwendig, die ebenfalls zusätzlichen Bauraum beanspruchen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Energieaufnahmevorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die einfach herzustellen ist und gleichzeitig wenig Bauraum beansprucht .

Diese Aufgabe wird durch eine Energieaufnahmevorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst .

Demnach zeichnet sich die Erfindung durch zwei relativ zueinander bewegbar angeordnete Elemente aus , von denen eines fahrzeugfest ist und das andere von einer Ausgangsposition in eine Endposition überführt werden kann, wobei zwischen den Elementen ein Aktuator angeordnet ist und eine Aufnahmevorrichtung zur Befestigung des Aktuators vorgesehen ist . Erfindungsgemäß ist die Aufnahmevorrichtung so ausgebildet , dass sie den Aktuator zumindest teilweise aufnimmt . Das heißt mit anderen Worten, dass der Aktuator zumindest teilweise innerhalb der Elemente angeordnet sein kann . Bei den relativ zueinander bewegbar angeordneten Elementen kann es sich um flächige Elemente handeln, wie beispielsweise Teile der Innenverkleidung oder Teile von Sitzen, Kopfstützen, Cockpit , etc .. Durch das Anordnen der Aktuatoren innerhalb der Elemente wird erreicht , dass diese zumindest in ihrer Ausgangsposition sehr nah zueinander, das heißt mit einem minimalen Abstand zueinander angeordnet werden können . Je nach dem, wie die Ausmaße des Aktuators auf die Ausmaße der Aufnahmevorrichtung abgestimmt sind, kann der Abstand zwischen den beiden Elementen auf Null schrumpfen.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die relativ zueinander bewegbar angeordneten Elemente wenig Platz beanspruchen und somit auf einfache Weise in einen Fahrzeuginnenraum integriert werden können. Zum einen wird dazu kein zusätzlicher Bauraum benötigt zum anderen lassen sich derartig platzsparende Elemente optisch anschaulich gestalten und somit unauffällig im Innenraum platzieren.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Es ist denkbar, dass der Aktuator eine Feder ist . Selbstverständlich können auch andere in die als Aufnahmevorrichtung fungierenden Ausnahmen integrierbare Aktuatoren vorgesehen sein, wie beispielsweise Zylinder, kleine Motoren, Piezoaktuatoren, etc ..

Die Feder kann beispielsweise als eine aus mindestens einem Schenkel , mindestens einer Wicklung und mindestens einem weiteren Schenkel beziehungsweise Bügel bestehende Feder ausgebildet sein. Dabei können auch zwei Wicklungen vorgesehen sein, zwischen denen der Bügel angeordnet ist . Ebenso können an den dem Bügel gegenüberliegenden Seiten der Wicklungen zusätzliche Schenkel vorgesehen sein. Mit Hilfe einer derartigen Feder lässt sich eine Vorspannung aufbauen, wenn man den Bügel relativ zu den Schenkeln bewegt . Die Bewegung erfolgt naturgemäß um eine Schwenkachse die durch die Wickelungen verläuft . Mit einer solchen Feder kann das beweglich angeordnete Element relativ zu dem fest angeordneten Element von seiner Ausgangsposition in eine Endposition überführt werden, indem der Bügel eine Schwenkbewegung um die durch die Wicklungen verlaufende Schwenkachse durchführt . Dazu ist es erforderlich, dass ein Teil der Feder, zum Bespiel die Wicklungen mit den Schenkeln, an einem Element befestigt sind und der Bügel sich bei der Schwenkbewegung an dem anderen Element abstützt . Über diese Abstützfunktion kann er eine relative Bewegung zwischen den zwei Elementen auslösen. Eine solche Bewegung kann auch durch j ede andere Art von Feder, wie beispielsweise eine Schraubenfeder durchgeführt werden. Bei dem Einsatz von Federn als Aktuatoren ist es denkbar über die Federkraft ein bestimmtes Maß an Energie- absorbtion einzustellen . Somit können die relativ zueinander bewegbar angeordneten Elemente im Falle eines Aufpralls bei Kontakt mit einem Insassen ein gewisses Maß an Energie absorbieren.

Die als Aufnahmevorrichtung fungierende Ausnahme kann einen Stift aufweisen. Bei diesem Stift kann es sich um ein separates Bauteil handeln. Er kann aber durch eine einstückige Ausbildung des Elementes gebildet sein. Der Stift kann parallel zur Erstreckungsrichtung des Elementes ausgerichtet sein. In diesem Fall ist die Ausnahme als U- förmige Ausnahme gestaltet .

Wenn die Feder relativ zu der Aufnahmevorrichtung derart angeordnet ist , dass sie mit einer Wicklung den in der Ausnahme angeordneten Stift umschließt , ist eine besonders einfache Art der Befestigung beziehungsweise der Arretierung der Feder relativ zu einem der relativ zueinander bewegbar angeordneten Elemente geschaffen. Es ist denkbar, einen Anschlag vorzusehen, der eine Bewegung der Feder begrenzt . Somit ist eine gezielte Bewegung der relativ zueinander bewegbar angeordneten Elemente umsetzbar. Falls die Bewegung der relativ zueinander bewegbar angeordneten Elemente über eine Schwenkbewegung eines Bügels hervorgerufen wird, ist es denkbar den Anschlag derart zu positionieren, dass die Bewegung bei Erreichen der maximalen Distanz der beiden Elemente zueinander gestoppt wird . Über die Positionierung des Anschlags und die Begrenzung einer Bewegung der Feder lässt sich auf besonders einfache Art und Weise das Maß der Energieabsorbtion einstellen .

Bei dem Anschlag kann es sich beispielsweise um einen an einem der Elemente angeordneten Vorsprung handeln. Der Vorsprung kann -ebenso wie der Stift- als separates Bauteil ausgeführt sein oder als ein einstückig mit dem Element geformter Vorsprung.

Die beiden Elemente können über Fixierelemente miteinander in Verbindung stehen. Diese Fixierelemente sind so ausgeführt , dass sie in einer bestimmten Fahrzeugsituation gelöst werden können. Durch das Lösen der Fixierelemente wird der Aktuator freigegeben. Wenn es sich bei dem Aktuator um eine vorgespannte Feder handelt , wird durch das Lösen der Fixierelemente die Bewegung der vorgespannten Feder initiiert . Wenn es sich bei dem Aktuator um einen Motor oder einen Piezoaktuator handelt, kann dieser auch über ein Signal einer Steuereinrichtung ausgelöst werden .

Es ist denkbar, die beiden relativ zueinander bewegbar angeordneten Elemente in einer Hülle anzuordnen. Wenn die Hülle gasundurchlässig ausgeführt ist , kann in der Hülle ein Vakuum erzeugt werden, welches -sollen sich die beiden Elemente relativ zueinander bewegen- aufgehoben werden kann . Zum Erzeugen des Vakuums kann an die Hülle eine Vakuumpumpe angeschlossen werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert .

Dabei zeigen:

Fig . 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung;

Fig . 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße

Energieaufnahmevorrichtung gemäß Figur 1 entlang der Linie II-II in einer Ausgangsposition;

Fig . 3 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen

Energieaufnahmevorrichtung gemäß Figur 2 in einer Hülle;

Fig . 4 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen

Energieaufnahmevorrichtung gemäß Figur 2 in einer Endposition;

Fig . 5 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Energieaufnahmevorrichtung mit drei relativ zueinander bewegbaren Elementen;

Fig . 6 eine erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung als Türverkleidung sowie

Fig . 7 eine erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung als Teil einer Kopfstütze . In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung 1 für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs dargestellt . In der Draufsicht sieht man ein Element 2 von zwei relativ zueinander bewegbar angeordneten Elementen. Das Element 2 kann fahrzeugfest angeordnet sein . Bei dem Element 2 kann es sich aber auch um ein Element handeln, welches relativ zu dem fahrzeugfesten Teil bewegbar angeordnet ist .

In das Element 2 sind als Aufnahmevorrichtung fungierende Ausnahmen 4 eingebracht . Die Ausnahmen 4 sind U-förmig. Somit entsteht an der einen Seite der Ausnahme 4 ein Dorn beziehungsweise Stift 5. Des Weiteren ist ein Aktuator in Form einer Feder 6 zu erkennen. Die Feder 6 weist zwei Schenkel 7 , zwei Wicklungen 8 sowie einen Bügel 9 auf . Der Bügel 9 ist zwischen den zwei Wicklungen 8 angeordnet . Auf der Außenseite jeder Wicklung 8 schließt sich jeweils ein Schenkel 7 an. In der dargestellten Konfiguration, das heißt, wenn die Schenkel 7 und der Bügel 9 auf einer Seite der Wicklungen angeordnet sind, steht die Feder 6 unter Vorspannung .

Für jede Feder 6 sind zwei Ausnahmen 4 vorgesehen. Die Ausnahmen 4 sind jeweils so zueinander angeordnet, dass die in den Ausnahmen 4 angeordneten Stifte 5 auf den einander zugewandten Seiten der Ausnahmen 4 angeordnet sind. Mit anderen Worten weisen die offenen Seiten des U' s der Ausnahmen 4 zueinander. Die Federn 6 sind in den Ausnahmen 4 so angeordnet , dass ihre Wicklungen 8 den Stift 5 umschließen. Die Schenkel 7 sind dann auf der Seite der Ausnahmen 4 angeordnet , die keinen Stift 5 aufweisen. Der Bügel 9 schließt sich an der Seite der Ausnahmen 4 an, an der der Stift 5 angeordnet ist . Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung denkbar . Somit ist eine konstruktiv sehr einfache Aufnahmevorrichtung für die Federn 6 geschaffen. Auf dem dargestellten Element 2 sind eine Vielzahl von Federn

6 angeordnet . Diese sind in der ersten Reihe alle in die gleiche Richtung ausgerichtet , das heißt , dass ihre Schenkel

7 und Bügel 9 alle in die gleiche Richtung weisen . In der darunter angeordneten Reihe sind die Federn 6 spiegelverkehrt zu den Federn 6 der ersten Reihe angeordnet , das heißt, dass ihre Schenkel 7 und Bügel 9 in die entgegengesetzte Richtung weisen.

An die zweite Reihe schließt sich eine dritte Reihe an, in der die Federn genauso ausgerichtet sind, wie in der ersten Reihe . Das Gleiche gilt für die sich daran anschließende vierte Reihe im Vergleich zur zweiten Reihe .

Zwischen den Ausnahmen 4 ist j eweils eine weitere Ausnahme 11 vorgesehen . Diese Ausnahme ist im dargestellten Ausführungs- beispiel viereckig und wird im Zusammenhang mit den folgenden Figuren noch näher beschrieben.

In Figur 2 ist ein Querschnitt durch das soeben beschriebene Ausführungsbeispiel entlang der Linie II-II in Figur 1 dargestellt . Die untere Platte stellt das fahrzeugfest angeordnete Element 2 und die obere Platte das von einer Ausgangsposition in eine Endposition überführbar angeordnete Element 3 dar. Weiterhin sind Federn 6 zu erkennen, die zwischen den Elementen 2 und 3 angeordnet sind . Von den Federn 6 sind die Wicklungen 8 sowie der Bügel 9 zu sehen. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde darauf verzichtet , die Ausnahmen 4 darzustellen. Die Ausnahmen 4 befinden sich jedoch, wie in Figur 1 dargestellt, auf Höhe der Wicklungen 8 und ragen mit ihrem Stift 5 in die Wicklungen 8 der Federn 6 hinein. In dem Element 3 sind ebenfalls Ausnahmen für die Wicklungen 8 vorgesehen. Diese Ausnahmen weisen jedoch keine Stifte 5 auf, die in die Wicklungen 8 hineingreifen .

In der Mitte einer j eden Feder 6 ist an dem Element 3 ein Vorsprung 12 zu erkennen. In der in Figur 2 dargestellten Ausgangsposition der erfindungsgemäßen Energieaufnahmevorrichtung 1 ragen die Vorsprünge 12 in die viereckigen Ausnahmen 11 hinein . Dadurch wird eine Bewegung der Elemente 2 und 3 parallel zu ihrer Erstreckungsrichtung verhindert . Zudem ermöglichen die viereckigen Ausnahmen 11 , dass die Elemente 2 und 3 in ihrer Ausgangsposition mit einem minimalen Abstand zueinander zu liegen kommen. Die Vorsprünge 12 fungieren als Anschlag für den Bügel 9 der Federn 6. Dies ist in Figur 4 zu erkennen, in der die erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung 1 in ihrer Endposition dargestellt ist . Die Endposition zeichnet sich dadurch aus, dass die Bügel 9 der Federn 6 eine Schwenkbewegung um eine nicht dargestellte durch die Wicklungen 8 der Federn 6 verlaufende Achse vollzogen haben. Dabei haben sie eine Kraft von dem Element 2 auf das Element 3 ausgeübt , wodurch dieses eine Bewegung ausgeführt hat . Die Bewegung hat den Abstand zwischen den Elementen 2 und 3 vergrößert . Um die Bewegung des Elementes 3 relativ zum Element 2 zu begrenzen, sind die Vorsprünge 12 vorgesehen, die eine Begrenzung für die zuvor beschriebene Schwenkbewegung des Bügels 9 darstellen . Je nach dem an welcher Position die Vorsprünge 12 relativ zu den Wicklungen 8 der Feder angeordnet sind, wird die Bewegung der Bügel 9 nach einem vorbestimmten Öffnungswinkel unterbunden und somit der Abstand der Elemente 2 und 3 in ihrer Endposition definiert .

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Energieaufnahme- Vorrichtung 1 geschaffen, die sehr wenig Bauraum in Anspruch nimmt . Das wird dadurch erreicht , dass der Aktuator in der Ausgangsposition im Wesentlichen im Überdeckungsbereich mit den Elementen 2 und 3 angeordnet ist . Er erstreckt sich nämlich mit seinen Wicklungen 8 ausschließlich in den Ausnahmen 4 , so dass sich die Gesamthöhe der Energieaufnahme- Vorrichtung 1 aus den Dicken a und b der Elementen 2 und 3 , sowie aus einem Abstand c der Elemente 2 und 3 zueinander zusammensetzt . Dieser Abstand c entspricht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Dicke des Bügels 9 der Federn 6. Wenn in die Elemente 2 und 3 noch zusätzliche , nicht dargestellte Aufnahmen für die Schenkel 7 und den Bügel 9 vorgesehen sind, kann der Abstand c in der Ausgangsposition der Elemente 2 und 3 bis auf Null minimiert werden, so dass sich die Dicke der Energieaufnahmevorrichtung 1 nur noch aus den Dicken a und b der Elemente 2 und 3 zusammensetzt .

Das in Figur 3 dargestellt Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Elemente 2 und 3 in einer Hülle 13 angeordnet sind. Die Hülle 13 ist gasundurchlässig ausgeführt , so dass in ihr mit Hilfe des Ventils 14 und einer nicht dargestellten Vakuumpumpe ein Vakuum eingerichtet werden kann. Auf diese Weise stellt die Hülle 13 ein Mittel zur Verfügung, mit welchem die Elemente 2 und 3 in ihrer Ausgangsposition fixiert werden können. Sobald eine Steuereinrichtung ein Signal gibt , dass das Element 3 relativ zu dem Element 2 in die Endposition überführt werden soll , wird das Ventil 14 geöffnet , das Vakuum in der Hülle 13 entfernt und die Bewegung für den Bügel 9 der Federn 6 freigegeben, die das Element 3 in die Endposition überführen.

In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung 1 dargestellt, welches sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch unterscheidet , dass ein zusätzliches Element 3¹ vorgesehen ist , welches relativ beweglich zu dem Element 3 angeordnet ist , wobei das Element 3 wiederum relativ beweglich zu dem Element 2 angeordnet ist . Zwischen den Elementen 2 und 3 beziehungsweise 3 und 3 ' sind wie im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen Federn 6 angeordnet , die ein Überführen von der Ausgangsposition in die Endposition bewirken.

Die Figuren 6 und 7 zeigen Anwendungsbeispiele für die erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung 1 , so ist es beispielsweise denkbar dies an einer Tür 15 anzuordnen, wobei das von einer Ausgangsposition in eine Endposition überführbare Element 3 ein Stück einer Türverkleidung darstellt und die Federn 6 zwischen dem Element 3 und der Tür angeordnet sind. Ebenso ist es denkbar die erfindungsgemäße Energieaufnahmevorrichtung 1 , wie in Figur 7 dargestellt , als Teil einer Kopfstütze 16 auszubilden.

Claims

Patentansprüche

1. Energieaufnahmevorrichtung (1) für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit

- zwei relativ zueinander bewegbar angeordneten Elementen, von denen eines (2) fahrzeugfest ist und das andere (3) von einer Ausgangsposition in eine Endposition überführt werden kann,

- mindestens einem zwischen diesen Elementen (2 , 3 ) angeordneten Aktuator sowie

- mindestens einer Aufnahmevorrichtung an den Elementen zur Befestigung des Aktuators, dadurch gekennzeichnet , dass die Aufnahmevorrichtung eine in die Elemente (2 , 3) eingebrachte Ausnahme (4) ist , die den Aktuator zumindest teilweise umschließt .

2. Energieaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Aktuator eine Feder (6) mit mindestens einem Schenkel (7) , mindestens einer Wicklung (8) und mindestens einem Bügel (9) ist .

3. Energieaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (9) zwischen zwei Wicklungen (8) angeordnet ist .

4. Energieaufnahmevorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass sich an die dem Bügel (9) gegenüberliegenden Seiten der Wicklungen (8) jeweils Schenkel (7) anschließen.

5. Energieaufnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (9) zum Überführen des Elements (3 ) von der Ausgangsposition in die Endposition eine Schwenkbewegung um eine durch die Wicklung (8) verlaufende Schwenkachse durchführt .

6. Energieaufnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die als Aufnahmevorrichtung fungierende Ausnahme (4 ) mindestens einen Stift (5) aufweist .

7. Energieaufnahmevorrichtung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die Feder (6) relativ zu der Aufnahmevorrichtung derart angeordnet ist , dass die Wicklung (8) in der Ausnahme (4) angeordnet ist und den Stift (5) umschließt .

8. Energieaufnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein Anschlag vorgesehen ist , der eine Bewegung der

Feder (6) begrenzt .

9. Energieaufnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Anschlag ein an einem der Elemente (2 , 3) angeordneter Vorsprung (12) ist .

10. Energieaufnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass die Elemente (2 , 3 ) über lösbare Fixierelemente miteinander in Verbindung stehen.

11. Energieaufnahmevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die beiden Elemente in einer Hülle (13) angeordnet ist .

12. Energieaufnahmevorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die Hülle (13) gasundurchlässig ist .