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    • 专利摘要:
    Fußgängerschutz-Aktuator (2) zum Verlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs in eine relativ zu der Normalposition angehobene Schutzposition, aufweisend(a) ein erstes Teil (4);(b) ein zweites, relativ zu dem erstem Teil (4) verschiebbar an dem ersten Teil (4) angeschlossenes Teil (6), wobei das erste Teil (4) und das zweite Teil (6) zum Anschließen an der Fahrzeugkarosserie bzw. an der Fronthaube ausgebildet sind;(c) eine Verschiebeeinrichtung (16), die zwischen dem ersten Teil (4) und dem zweiten Teil (6) derart vorgesehen ist, dass sie das zweite Teil (6) relativ zu dem ersten Teil (4) aus einer Ausgangsposition in eine Ausfahrposition verschieben kann;(d) eine Verriegelungseinrichtung (18), die in der Ausgangsposition das zweite Teil (6) an dem ersten Teil (4) festlegt; und(e) eine Auslöseeinrichtung (20), die an der Verriegelungseinrichtung (18) derart angeschlossen ist, dass sie bei Betätigung diese entriegelt;dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (18) eine Kniehebelanordnung (25) aufweist, die in der Ausgangsposition im Wesentlichen an einem Totpunkt festgelegt ist; und dass die Auslöseeinrichtung (20) derart an die Verriegelungseinrichtung (18) angeschlossen ist, dass sie bei Betätigung die Kniehebelanordnung (25) freigibt.
    公开号:DE102004002212A1
    申请号:DE200410002212
    申请日:2004-01-15
    公开日:2004-08-05
    发明作者:Matthias Herzog；Christoph Ulrich
    申请人:INNOTEC FORSCHUNGS- und ENTWICKLUNGS-GMBH；Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH；
    IPC主号:B60R21-34
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung betrifft einen Fußgängerschutz-Aktuatorzum Verlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs in eine relativzu der Normalposition angehobene Schutzposition, aufweisend (a) ein erstes Teil; (b) ein zweites, relativ zu dem ersten Teil verschiebbar andem ersten Teil angeschlossenes Teil, wobei das erste Teil und daszweite Teil zum Anschließenan der Fahrzeugkarosserie bzw. an der Fronthaube ausgebildet sind; (c) eine Verschiebeeinrichtung, die zwischen dem ersten Teilund dem zweiten Teil derart vorgesehen ist, dass sie das zweiteTeil relativ zu dem ersten Teil aus einer Ausgangsposition in eineAusfahrposition verschieben kann; (d) eine Verriegelungseinrichtung, die in der Ausgangspositiondas zweite Teil an dem ersten Teil festlegt; und (e) eine Auslöseeinrichtung,die an der Verriegelungseinrichtung derart angeschlossen ist, dass siebei Betätigungdiese entriegelt.
    [0002] Ein derartiger Fußgängerschutz-Aktuator ist beispielsweiseaus DE 100 33 126A1 bekannt. Ein ähnlicherFußgängerschutz-Aktuatorist aus DE 197 21565 A1 bekannt. Fußgängerschutz-Aktuatoren werdenbei den Fronthauben von Kraftfahrzeugen verwendet, um für den Falleiner Kollision mit einem Fußgänger odermit einem Radfahrer das Verletzungsrisiko für diesen zu minimieren. Sensoren,die beispielsweise im Bereich der vorderen Stoßstange angeordnet sind, erfasseneinen Aufprall und lösenin einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich den oder die Fußgängerschutz-Aktuatorenaus, die an der Fronthaube angeordnet sind. Typischerweise sindbis zu vier Fußgängerschutz-Aktuatorenan der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Es ist günstig, wennFußgängerschutz-Aktuatorenbeispielsweise zwischen der Karosserie des Fahrzeugs und dem Scharnierfuß des Scharniers,mit dem die Fronthaube beweglich an dem Kraftfahrzeug angeschlossenist, vorgesehen ist. Grundsätzlichkann das erste Teil des Fußgängerschutz-Aktuatorszum Anschließenan der Fahrzeugkarosserie oder an der Fronthaube ausgebildet sein.Gleiches gilt fürdas zweite Teil.
    [0003] Eine Auslösung des Aktuators erfolgttypischerweise dann nicht, wenn sich das Fahrzeug annähernd imStillstand befindet. Eine Auslösungerfolgt auch dann nicht, wenn das Fahrzeug eine gewisse Geschwindigkeit überschreitet,bei der der Fußgängerschutz-Aktuatorkeine Wirkung mehr entfalten kann.
    [0004] Die Verschiebeeinrichtung des Fußgängerschutz-Aktuatorsist zwischen dem ersten und dem zweiten Teil angeordnet, um daserste und das zweite Teil im Falle einer Auslösung explosionsartig auseinanderzu bewegen. Es versteht sich von selbst, dass sehr kurze Öffnungszeitenerforderlich sind, um sicherzustellen, dass sich die Fronthaubebeim Aufprall bereits in der Schutzposition befindet. Die Verschiebeeinrichtungist dabei günstigerweiseauch derart ausgebildet, dass sie in der Schutzposition elastischnachgiebig angeordnet ist und somit den Aufprall des Fußgängers dämpft. Dieseelastische Nachgiebigkeit der gesamten Fronthaube ist ein Schutzmechanismus.Ein weiterer Schutzmechanismus ist darin begründet, dass die Fronthaube inder angehobenen Schutzposition leichter verformbar ist, da die darunterbefindlichen Teile, typischerweise der Motor des Fahrzeugs und dieNebenaggregate, ausreichend weit von der Haubeentfernt sind, umeine Verformung der an sich relativ weichen Haut der Haube zuzulassen.Außerdemist die Verriegelungseinrichtung vorzugsweise so ausgebildet, dasssie das erste Teil gegen das zweite Teil im Ausgangszustand in Öffnungsrichtunggegeneinander vorspannt. Die Verriegelungseinrichtung hält die beidenTeile in dieser vorgespannten Position.
    [0005] Ein Faktor, der die Öffnungszeitdes Fußgängerschutz-Aktuatorswesentlich mitbestimmt, ist die Auslöseeinrichtung. Die Auslöseeinrichtungwirkt mit der Verriegelungseinrichtung zusammen und betätigt dieseim Auslösefallderart, dass die Verriegelung des ersten und des zweiten Teil aufgehobenist. Dabei muss eine gewisse "Losbrechkraft" überwunden werden. Entsprechendmuss die Auslöseeinrichtung beibekannten Fußgängerschutz-Aktuatorenin der La ge sein, innerhalb kürzesterZeit eine sehr hohe Kraft bereitzustellen. Das ist einer der wesentlichen Gründe dafür, dasshäufigpyrotechnische Elemente als AuslöseeinrichtungenVerwendung finden. Pyrotechnische Elemente haben jedoch den Nachteil, dasssie nach einer Auslösungder Fußgängerschutz-Aktuatorsersetzt werden müssen,damit der Fußgängerschutz-Aktuatorwieder einsatzbereit ist. In der Praxis ist das ein wesentlicherNachteil, da ein erheblicher Anteil der Auslösungen bei Bagatellunfällen oderunbedeutenden Remplern erfolgt. Es ist leicht einsehbar, dass eshöchstunerwünschtist, wenn solche Rempler einen kostenträchtigen Werkstattaufenthaltnach sich ziehen allein zu dem Zweck, die Fußgängerschutz-Aktuatoren wieder "scharf" zu machen. Es liegtauf der Hand, dass dadurch die Akzeptanz derartiger Fußgängerschutz-Aktuatorenfür potenzielleKäufererheblich beeinträchtigtwird.
    [0006] Andererseits wurde im Hause der Anmelderinbereits darübernachgedacht, andere Auslöseeinrichtungen,wie beispielsweise Elektromagnete, Druckluftantriebe, hydraulischeAntriebe etc. einzusetzen. Insbesondere der Einsatz von den ausverschiedensten Gründenbesonders günstigenElektromagneten wurde schließlichimmer wieder als wegen der zu geringen Kräfte als unrealisierbar verworfen.
    [0007] Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,einen Fußgängerschutz-Aktuatorbereitzustellen, der derart ausgebildet ist, dass nur eine relativgeringe Losbrechkraft zur Entriegelung der Verriegelungseinrichtungerforderlich ist.
    [0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei demgeschilderten Fußgängerschutz-Aktuatordadurch gelöst,dass die Verriegelungseinrichtung eine Kniehebelanordnung aufweist,die in der Ausgangsposition im Wesentlichen an einem Totpunkt festgelegtist, und dass die Auslöseeinrichtungderart an die Verriegelungseinrichtung angeschlossen ist, dass sie beiBetätigungdie Kniehebelanordnung frei gibt.
    [0009] Die Kniehebelanordnung hat im verknieten Zustandeinen Totpunkt, bei dem die Kniehebelanordnung sich in einem labilenZustand befindet, wenn die Kniehebelanordnung auf Zug belastet ist.Umgekehrt hat die Kniehebelanordnung im gestreckten Zustand einenTotpunkt, in dem sich die Kniehebelanordnung in einem labilen Zustandbefindet, wenn die Kniehebelanordnung auf Druck belastet ist. Vorzugsweiseist im verriegelten Zustand, d.h. in der Ausgangsposition des Fußgängerschutz-Aktuators,die Kniehebelanordnung im verknieten Zustand angeordnet. Die Kniehebelanordnungkann dann an dem ersten Teil bzw. an dem zweiten Teil angeschlossen sein.Man kann sich jedoch auch vorstellen, die Kniehebelanordnung inder Verriegelungseinrichtung anders vorzusehen, so dass sie zwischenanderen Bauteilen des Fußgängerschutz-Aktuatorsangeschlossen ist und zur Verringerung der Freibrechkräfte verwendetwird. In diesem labilen Zustand sind die Kräfte, die zum Halten der Verriegelungseinrichtungin diesem Zustand benötigtwerden, relativ gering, entsprechend sind auch die Freibrechkräfte gering.Insbesondere sind sie so gering, dass relativ problemlos ein Elektromagnetzum Auslösenverwendet werden kann.
    [0010] Vorzugsweise weist die Auslöseeinrichtung einenElektromagneten auf, der vorzugsweise einen damit in Wirkverbindungstehenden Anker aufweist. Andere Antriebe, beispielsweise mittelsDruckluft, Hydraulikfluid, Elektromotor, etc., können in Folge der geringenerforderlichen Losbrechkräfteebenfalls verwendet werden. Es kann günstig sein, die von dem Antriebbereitgestellten Kräftebeispielsweise mittels einer Hebeleinrichtung zu verstärken, umsicher die Überwindungder Losbrechkraft zu leisten. Bei einem Elektromagneten mit Ankerist dieser vorzugsweise in Verriegelungsrichtung vorbelastet, beispielsweisemittels einer Ankerfeder. Die Auslöseeinrichtung löst bei Betätigung,beispielsweise überden Anker, die Freigabe der Verriegelungseinrichtung aus. Die unterVorspannung stehende Kniehebelanordnung bewegt sich dann, angetriebendurch die Verschiebeeinrichtung, aus dem labilen Zustand und erlaubtschließlichdie Bewegung des Fußgängerschutz-Aktuatorsaus seiner Ausgangsposition in die Ausfahrposition.
    [0011] Vorzugsweise weist die Verschiebeeinrichtungmindestens eine in der Ausgangsposition von der Verriegelungseinrichtungin einer gespannten Position gehaltene Energiespeichereinrichtungauf, z.B. eine pneumatische pyrotechni sche, hydraulische Energiespeichereinrichtung.Oder Energiespeichereinrichtungen, die Kombinationen verschiedener Prinzipien,wie Feder, Pyrotechnik, etc., verwenden, können ebenfalls verwendet werden.Es ist günstig, wenndie Verriegelungseinrichtung die Kniehebelanordnung nicht direktan dem labilen Totpunkt hält, sondernin einen Zustand "knappdaneben", z.B. in einemWinkelbereich von 0°–30°, vorzugsweise 5°–20° und besondersbevorzugt ca. 10° Verlagerung desKniehebels relativ zu dem labilen Totpunkt, aus dem sich die unterVorspannung befindliche Kniehebelanordnung nach deren Freigabe schnellheraus bewegen kann.
    [0012] Vorzugsweise sind mehrere Druckfedern funktionalparallel miteinander, beispielsweise räumlich entlang einer Linieangeordnet, vorgesehen. Eine derartig linienmäßige Konstruktion ist häufig bevorzugt,da sich damit eine bessere Anpassung an den zur Verfügung stehendenBauraum realisieren lässt. Eskönnenzwei oder drei, aber auch vier bis sechs oder mehr Druckfedern funktionalmiteinander vorgesehen sein. An der Stelle einzelner Druckfedernkönnenauch Federpakete beispielsweise aus zwei oder mehreren ineinandergeschachtelten Schraubenfedern verwendet werden. Das kann bevorzugtsein, um bestimmte Federcharakteristiken zu erreichen oder um denBauraum des Aktuators in Hubrichtung zu verringern. So können beispielsweisemittels einer Zwischenhülse,die an ihrem einen Ende einen nach außen vorstehenden Rand aufweistund die an ihrem anderen Ende einen nach innen vorstehenden Rand aufweist,zwei Schraubenfedern "ineinanderliegend" angeordnetsein, wobei sich die innere Schraubenfedern an den inneren Randabstütztund sich die äußere Schraubenfederan dem äußeren Randabstützt.Bei einer Auslösungund der darauf folgenden Entriegelung dieses Federpakets wird dieinnere Feder relativ zu der äußeren Federvon der Zwischenhülsemitgenommen und dehnt sich dabei typischerweise auch selbst aus,so dass mittels eines relativ kurzen Federpakets ein relativ großer Hubrealisierbar ist. Die parallel angeordneten Druckfedern/Druckfederpaketekönnengleich oder verschieden ausgebildet sein. Die Federn/Federpaketekönnenunterschiedliche Federkräftebesitzen. Es ist jedoch günstig,wenn deren Hub und deren Federcharakteristik im Wesentlichen gleichsind. Unterschiedliche Federcharakteristiken können jedoch vorteilhaft sein,um eine bestimmte Gesamtfedercharakteristik zu realisieren. Es können auchunterschiedliche Hübeder einzelnen Federn/Federpakete günstig sein, um im ausgeschobenenZustand eine bestimmte Feder- bzw. Dämpfungscharakteristik der Fronthaubezu realisieren.
    [0013] Vorzugsweise weist die Kniehebelanordnung zweiHebel auf, die an dem Knie drehbar aneinander und drehbar an demersten Teil bzw. drehbar an dem zweiten Teil angeschlossen sind.Es kann günstig sein,unterschiedlich lange Hebel vorzusehen.
    [0014] Vorzugsweise greift die Verriegelungseinrichtungim Bereiche des Knies an. Besonders bevorzugt weist die Verriegelungseinrichtungeinen Riegelungsstift auf, der in diesem Bereich angreift. Es ist günstig, dieVerriegelungseinrichtung an den Bolzen angreifen zu lassen, derals Drehzapfen zwischen den beiden Hebeln der Kniehebelanordnungverwendet wird, sofern ein solcher Drehzapfen vorhanden ist.
    [0015] Vorzugsweise ist eine Wegbegrenzungzwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil vorgesehen. Es istbesonders bevorzugt, die Kniehebelanordnung als Wegbegrenzung zwischendem ersten Teil und dem zweiten Teil vorzusehen. Alternativ können andersWegbegrenzungen verwendet werden, beispielsweise Hülsen, dieum die Feder herum angeordnet sind und entsprechend umgebogene Anschlagränder zurWegbegrenzung aufweisen. Die Hülsenkönnenmiteinander oder mit dem ersten bzw. dem zweiten Teil an den Anschlagrändern zurWegbegrenzung in Eingriff kommen. Es können zwei oder mehrere Hülsen alsWegbegrenzung vorgesehen sein, die teleskopisch ineinander verlagerbarsind. Eine andere Art der Wegbegrenzung ist beispielsweise ein einfacheskabelartiges Element, das zwischen dem ersten und dem zweiten Teilvorgesehen ist.
    [0016] Vorzugsweise sind zwei Kniehebelanordnungenfunktional parallel miteinander angeordnet. Funktional parallelbedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Kniehebelanordnungen nichtexakt parallel zueinander vorgesehen sein müssen, sondern nur so parallelangeordnet sind, dass sie im Wesentlichen die gleiche Funktion erfüllen. Esist günstig,wenn die beiden Kniehebelanordnun gen so angeordnet sind, dass dieEbenen, in denen sich diese bewegen, parallel zueinander sind. Beidieser Art der Anordnung kann ein durchgehender Bolzen als Drehzapfenfür dasKniegelenk Verwendung finden. Außerdem kann der gelenkige Anschlussder Kniehebelanordnungen an zwei gegenüber liegenden Seitenwänden desersten bzw. zweiten Teils erfolgen. Die parallele Anordnung vonzwei Kniehebelanordnungen hat den Vorteil, dass diese in der Lagesind, die Relativposition zwischen dem ersten und dem zweiten Teilinsbesondere in der Ausfahrposition besser sicherzustellen.
    [0017] Vorzugsweise ist eine Vorspannfederderart vorgesehen,, dass sie in der Ausgangsposition das erste Teilrelativ zu dem zweiten Teil vorgespannt festlegt. Die Federkraftder Vorspannfedern sollte deutlich über der Vorspannkraft liegen,die von der Verschiebeeinrichtung zwischen den beiden Teilen aufgebrachtwird. Die Vorspannfeder kann beispielsweise eine Tellerfeder odereine Blattfeder sein. Die Vorspannfeder spannt im verriegelten Zustanddas erste Teil und das zweite Teil gegeneinander vor und stelltdamit im Wesentlichen Spielfreiheit zwischen diesen Teilen sicher.Ohne eine derartige im Wesentlichen spielfreie Ausbildung ist derFußgängerschutz-Aktuatorinsbesondere beim Öffnenund Schließen,aber auch durch die währenddes Fahrbetriebs auftretenden dynamischen Belastungen Relativbewegungenzwischen dem ersten und dem zweiten Teil ausgesetzt, die zu Verschleiß und schließlich einerBeschädigungdes Aktuators führenkönnen. Außerdem müssen über denAktuator bei Unfällen; die über derAuslöseschwelledes Aktuators liegen, erhebliche Kräfte übertragen werden, um sicherzustellen,dass bei derartigen Unfällendie Haube in ihrer Position an der Karosserie verbleibt. Zusätzlich können formschlüssige Eingriffsverbindungenzwischen dem ersten und dem zweiten Teil vorgesehen sein, die inder Ausgangsposition Bewegungen, die im Wesentlichen in einer Ebenesenkrecht zur Hubrichtung zwischen dem ersten und zweiten Teil auftreten,verhindern. So könnenbeispielsweise zwischen dem ersten und zweiten Teil in Hubrichtung verlaufendeStifte vorgesehen sein, die in korrespondierende Öffnungenin der Ausgangsposition stehen, oder es können einander überlappendeRandbereiche vorgesehen sein.
    [0018] Vorzugsweise ist die Vorspannfederfunktional zwischen einem Vorspannfederhebel, der an einem erstenDrehpunkt drehbar an dem ersten Teil oder dem zweiten Teil befestigtist, und diesem ersten oder zweiten Teil angeordnet. Funktionalin diesem Zusammenhang bedeutet, dass sich die Vorspannfeder nichtunmittelbar in Anlage mit dem Vorspannfederhebel und dem entsprechendenTeil befinden muss. Es ist günstig,wenn die Vorspannfeder an den Vorspannfederhebel an einer Stelleangreift, die von dem ersten Drehpunkt entfernt ist. Das freie Ende desVorspannfederhebels befindet sich dann typischerweise in direkterbzw. indirekter Verbindung mit dem anderen der beiden Teile.
    [0019] Vorzugsweise ist die Kniehebelanordnung aneinem zweiten Drehpunkt an dem Vorspannfederhebel angeschlossen.Für denFall, dass die Kniehebelanordnung eine Wegbegrenzung darstellt,dient die Vorspannfeder dann gleichzeitig als eine Endanschlag-Dämpfung.An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Gedanke, eineentsprechende Vorspannfeder als Endanschlag-Dämpfung verwendet wird, für sich selbstund insbesondere ohne die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs1 für erfinderischangesehen wird.
    [0020] Vorzugsweise ist eine Rückstelleinrichtung zumZurückstellendes Aktuators aus seiner Ausfahrposition in seine Ausgangspositionvorgesehen. Diese Rückstelleinrichtungerlaubt es, nach Bagatellunfällen,die Fronthaube des Kraftfahrzeugs wieder in die Normalposition zurück zu verbringen.Das ist aus mehreren Gründengünstig.So ist die Fronthaube ein nicht zu vernachlässigendes Strukturbauteil derKarosserie. Die geschlossene und verriegelte Fronthaube ist in dieKraftübertragungswegeder Karosserie eingebunden. Ein weiterer Grund ist die unzureichendeBefestigung der Fronthaube an der Fahrzeugkarosserie im angehobenenZustand. So kann sich die nach einem Bagatellunfall angehobene Fronthaube beispielsweisebei einem weiteren Unfall losreißen und ernsthafte Schäden, insbesonderean der Fahrzeugbesatzung oder Dritten, verursachen. Ein Zurücksetzendurch ein "Herunterdrücken" von Hand ist beimanchen Aktuatoren, insbesondere bei solchen, die mit Druckfedernarbeiten, häufignicht möglich,da betriebsmäßig Federnmit zu hohen Federkräftenerforderlich sind, die sich nicht ohne Weiteres von Hand zurückstellenlassen. Außerdemsind typischerweise mehrere Aktuatoren an einer Fronthaube vorgesehen,beispielsweise bis zu vier Stück,so dass bei einer Rückstellungvon Hand, bei der typischerweise die Aktuatoren nacheinander zurückgestelltwerden, die Fronthaube verspannt und verformt wird, wie grundsätzlich beieiner Rückstellungvon Hand ein relativ hohes Beschädigungsrisikoder Fronthaube gegeben ist. Bei bisherigen Aktuatorkonstruktionenwurde regelmäßig davonausgegangen, die Rückstellungin der Werkstatt vorzunehmen. Es ist günstig, wenn die Rückstellungohne großenKraftaufwand vom Fahrzeuglenker problemlos selbst durchgeführt werdenkann. Die Rückstelleinrichtung isttypischerweise zwischen dem ersten und dem zweiten Teil angeschlossenund derart ausgebildet, dass sie betriebsmäßig das zweite Teil relativzu dem ersten Teil verlagert und diese in ihre Ausgangspositionzurückbewegt. Nach der Zurückbewegungin die Ausgangsposition, in der das erste Teil an dem zweiten Teiltypischerweise mittels einer Verriegelungseinrichtung festgelegtist, kann die Rückstelleinrichtungselbst wieder in ihre Ausgangsposition zurückgesetzt werden, so dass sieggf. wieder einsatzbereit ist. In dieser Ausgangsposition der Rückstelleinrichtungkann diese beispielsweise als Wegbegrenzung für die Relativbewegung des erstenTeils relativ zu dem zweiten Teil dienen. Es sei darauf hingewiesen, dassdie Rückstelleinrichtungbei Fußgängerschutz-Aktuatorenfür sichalleine, d.h. insbesondere ohne die Merkmale des kennzeichnendenTeils des Anspruchs 1 fürerfinderisch angesehen wird. Eine automatische Rückstelleinrichtung und insbesondere einemechanisch angetriebene Rückstelleinrichtung, diebeispielsweise einen Antrieb oder einen Antriebsmotor aufweist,ist bevorzugt. Es ist günstig,wenn bei mehreren Fußgängerschutz-Aktuatorendie Rückstelleinrichtungenderart miteinander gekoppelt sind, dass sie die Aktuatoren im Wesentlichengleichzeitig zurückstellen.Es ist auch möglich,die Rückstelleinrichtungenso auszubilden, dass sie beispielsweise über einen Schraubenmechanismusmit einem Werkzeug aus dem Bordwerkzeug oder über einen Kurbelmechanismusvon Hand zurückgestelltwerden kann.
    [0021] Vorzugsweise weist die Rückstelleinrichtung eineGewindespindel und einen damit in Eingriff befindlichen Spindelsteinauf. Alternativ kann die Rückstelleinrichtungauch ein seilartiges Element, beispielsweise ein Stahlseil aufweisen,welches an einem der beiden Teile angeschlossen ist, und an seinemanderen Ende an einer Art Winde angeschlossen ist, so dass beimAufwickeln des Stahlseils das erste und das zweite Teil gegeneinanderbewegt werden. Als weitere Alternative kann ein mit einer Zahnstangezusammenwirkendes Zahnrad vorgesehen sein oder ein mit Eingriffszähnen versehenerRatschenmechanismus, der an einer Zahnstange angreift.
    [0022] Vorzugsweise ist die Gewindespindelan dem ersten Teil angeschlossen, und vorzugsweise ist der Spindelsteinan dem zweiten Teil angeschlossen. Dabei ist besonders bevorzugt,wenn das erste Teil zur Befestigung an der Karosserie vorgesehenist und das zweite Teil zur Befestigung an der Fronthaube ausgebildetist. Auf diese Weise werden die bei der Rückstellung auftretenden Kräfte, beispielsweise dieDrehmomentkräfte,die bei der Gewindespindel und Gewindestein aufweisenden Rückstelleinrichtungauftreten, auf die Karosserie übertragenund nicht auf die weniger stabile Fronthaube. Der Spindelstein istvorzugsweise von einer Anlageflächeabgestütztund gegen ein Verdrehen gemeinsam mit der Spindel formschlüssig festgelegt.Es ist günstig, Spindelund Spindelstein im Wesentlichen spielfrei in dem Aktuator abzustützen, so_ dass unerwünschte Geräuschbildungvermieden ist. Ggf. könnenelastisch nachgiebige Dämpfungselementevorgesehen sein.
    [0023] Vorzugsweise weist die Rückstelleinrichtung einenAntrieb auf. Der Antrieb kann ein elektrisch angetriebener Antriebsmotorsein. Der Antrieb kann aber auch pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Einderartiger Antrieb kann beispielsweise über einen im Fahrzeuginnenraumangeordneten Schalter betätigtwerden, so dass eine Rückstellungprinzipiell automatisch erfolgt. Es kann günstig sein, eine Kontrolleinrichtungvorzusehen, die sicherstellt, dass eine Betätigung dieses Antriebsmotorsnur nach einer erfolgten Auslösungdes Aktuators möglichist, und die ferner sicherstellt, dass die Rückstelleinrichtung nach demRückstellenund nachdem das erste Teil an dem zweiten Teil verrastet ist, wiederin ihre Ausgangsposition zurückverbracht wird. Letzteres ist besonders dann sehr bevorzugt, wenndie Verriegelungseinrichtung mit einer Auslöseeinrichtung zusammenwirkt, dienicht in der Form eines pyrotechnischen Elements ausgebildet ist,sondern elektromotorisch, elektromagnetisch oder elektrohydraulischauslöst. Einderartiger "vollreversibler" Aktuatorkann nach der Rück stellungsofort wieder in einen einsatzbereiten Zustand verbracht werden.Vorzugsweise ist der Antrieb überein Getriebe an der Gewindespindel angeschlossen.
    [0024] Vorzugsweise sind der Elektromagnetund der Anker als Antrieb fürdie Rückstelleinrichtungvorgesehen. So kann beispielsweise eine Herzscheibe vorgesehen sein,die die Linearbewegung des Ankers in eine Rotationsbewegung umsetzt.Es ist eine Vielzahl von Arbeitstakten des Elektromagneten und desAnkers fürdie Rückstellungerforderlich. Entsprechend ist es günstig, eine Steuerung vorzusehen,die den Elektromagneten entsprechend häufig erregt und stromlos schaltet.In Folge der Federvorbelastung des Ankers bewegt sich dieser imstromlosen Zustand regelmäßig in seineAusgangsposition zurück,so dass mittels einer Vielzahl von Hüben die Rückstellung erfolgen kann. Esist günstig,ein Untersetzungsgetriebe vorzusehen, um die erforderliche Kraftfür dieRückstellungdes Aktuators bereitzustellen.
    [0025] Es ist weiterhin günstig, einenUmkehrmechanismus vorzusehen, der nach erfolgter Rückstellungdes Fußgängerschutz-Aktuatorsdie auf die Spindel aufgebrachte Drehrichtung umkehrt, so dass nachder erfolgten Rückstellungund Verriegelung bei einer weiteren Betätigung des Elektromagnets die Rückstelleinrichtungwieder in ihre Ausgangsposition zurückgestellt ist, so dass eineerneute Auslösung desFußgängerschutz-Aktuatorserfolgen kann.
    [0026] Es ist günstig, zwischen dem erstenund dem zweiten Teil eine Dichtung vorzusehen, die geeignet ist,den Fußgängerschutz-Aktuatorin der Ausgangsposition sowie in der Ausfahrposition im Wesentlichenabzudichten. Günstigist eine Dichtungseinrichtung, die aus zwei relativ zueinander teleskopisch verschiebbarenDichtungselementen besteht.
    [0027] Die Erfindung und Ausgestaltungender Erfindung werden nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispielserläutert.Es zeigen:
    [0028] 1 eineSchnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Fußgängerschutz-Aktuators in der Ausgangsposition; und
    [0029] 2 denFußgängerschutz-Aktuatorder 1 geschnitten inder Ausfahrposition.
    [0030] In der 1 istein Fußgängerschutz-Aktuator 2 zumVerlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs in eine relativ zuder Normalposition angehobene Schutzposition gezeigt. Man erkenntein erstes Teil oder Unterteil 4 und ein zweites oder Oberteil 6. Andem Oberteil 6 ist der daran angeschlossene Scharnierfuß 8 gezeigt.Eine drei Druckfedern 10, 12 und 14 aufweisendeVerschiebeeinrichtung 16 ist zwischen dem Unterteil 4 unddem Oberteil 6 vorgesehen. Das Unterteil 4 unddas Oberteil 6 könnenaus verschiedenen Materialien, beispielsweise Kunststoff oder Metall,hergestellt sein. Leichtmetalle wie Aluminium, Magnesium, etc.,und Leichtmetalllegierungen sind bevorzugt.
    [0031] Eine Verriegelungseinrichtung 18 istvorgesehen, um in der Ausgangsposition das Oberteil 6 an demUnterteil 4 festzulegen. Es ist außerdem eine Auslöseeinrichtung 20 vorgesehen,die mittels eines Verbindungshebels 22 an einem Verriegelungsstift 24 derVerriegelungseinrichtung 18 derart angeschlossen ist, dassbei einer Betätigungder Auslöseeinrichtung 20 dieVerriegelung an der Verriegelungseinrichtung 18 aufgehobenwird.
    [0032] Die Verriegelungseinrichtung 18 weisteine Kniehebelanordnung 25 mit einem kurzen Hebel 26 undeinem langen Hebel 28 auf, die an ihrem "Knie" 29 miteinem Drehzapfen 30 drehbar miteinander verbunden sind.In der 1 ist mit demBezugszeichen 33 eine Schweißnaht gezeigt, mit der derDrehzapfen 30 an dem kurzen Hebel 26 befestigtist. Es ist darauf hingewiesen, dass andere Verbindungsmöglichkeitenentsprechend verwendet werden können.
    [0033] Wie man insbesondere in der 2 erkennt, ist der kurzeHebel 26 mit einem Drehzapfen 34 an der Seitenwand 36 desUnterteils 4 drehbar gelagert. Der lange Hebel 28 istan einem Drehzapfen 38 ebenfalls drehbar gelagert.
    [0034] In den 1 und 2 ist die Kniehebelanordnung 25 hinterder Schnittebene gezeigt. Es befindet sich eine zweite (nicht gezeigte)Kniehebelanordnung vor der Schnittebene, die im Wesentlichen identischzu der ersten Kniehebelanordnung 25 ausgebildet ist. Insbesondereist es günstig,wenn die jeweiligen Drehzapfen 34, 30, 38 vondurchgehenden Bolzen gebildet sind.
    [0035] Wie in der 1 besonders gut ersichtlich, ist insbesondereder Drehzapfen 30 durchgehend. Der Verriegelungsstift 24 greiftzwischen der vorderen und der hinteren Kniehebelanordnung 25 andiesem Zapfen an. Zur Verringerung der Reibung kann an der Angriffsstelledes Verriegelungsstifts 24 ein Kugellager vorgesehen sein,so dass die Losbrechkräftenoch weiter verringert sind.
    [0036] In der 1 istdie Kniehebelanordnung 25 gezeigt, wie sie "verkniet" im Wesentlichenan ihrem Totpunkt verriegelt ist. In dieser vermieten Position befindetsich die Kniehebelanordnung 25 in einem labilen Zustand,d.h. so bald der Verriegelungsstift 24 den Drehzapfen 30 freigibt, bewirkt die Federvorspannung durch die Druckfedern 10, 12 und 14,dass sich das Oberteil 6 relativ zu dem Unterteil 4 bewegt, wobeider kurze Hebel 26 sich um den Drehzapfen 34 imUhrzeigersinn um annähern180° dreht.In dieser gestreckten Position der Kniehebelanordnung 25 dientdie Kniehebelanordnung 25 gleichzeitig als Wegbegrenzungfür denBewegungsweg zwischen dem Unterteil 4 und dem Oberteil 6.Die Anordnung ist dabei so ausgelegt, dass ein Hub zwischen etwa 20und 100 mm, vorzugsweise zwischen 30 und 70 mm und besonders bevorzugtvon etwa 50 mm möglichist.
    [0037] Mit Bezugnahme auf die 1 wird nochmals auf den "labilen" Totpunkt Bezug genommen. Derlabile Totpunkt ist dann erreicht, wenn der kurze und der langeHebel so verkniet sind, dass sich die Drehpunkte der von den Drehzapfen 34, 30 und 38 gebildetenDrehgelenke auf einer Linie befinden, wobei der Drehzapfen 34 zwischenden Drehzapfen 30 und 38 angeordnet ist. Es istbei der gezeigten Ausführungsformbevorzugt, die Kniehebelanordnung in einer Position zu verriegeln,die etwas versetzt zu dem tatsächlichenlabilen Totpunkt ist, um eine sichere und schnelle Öffnung desFußgängerschutz-Aktuatorssicherzustellen. Je nähersich die Verriegelungsposition an dem labilen Totpunkt befindet,desto geringer sind die von der Auslöseeinrichtung 20 zu überwindendenFreibrechkräfte.Andererseits dauert es um so länger,bis die Verschiebeeinrichtung 16 den Aktuator öffnet. Entsprechendist die Wahl der genauen Verriegelungsposition eine Abwägung zwischendiesen beiden Kriterien. Insbesondere beträgt der Winkel zwischen demkurzen Hebel 26 und dem langen Hebel 28 in derverriegelten Position ca. 0°–30°, vorzugsweise5°–20° und besondersbevorzugt ca. 10°.
    [0038] Man erkennt ferner einen Boden 40 desUnterteils 4, an dem im Bereich des Verriegelungsstifts 24 eineVerstärkungsplatte 42 befestigtist. Diese Verstärkungsplatte 42 dientzum einen der Verlängerungder Führungfür denStift 24. Zum anderen verhindert sie, wie man besondersdeutlich in der 1 erkennt,dass der Drehzapfen 30, und damit die Kniehebelanordnung 25 sich über denlabilen Totpunkt nach hinten bewegt. Die kurzen Hebel 26 können sichvor bzw. hinter der Verstärkungsplatte 42 andieser vorbei bewegen. Zusätzlichbegrenzt der Drehzapfen 34 den Bewegungsweg des langenHebels 28 (in der Darstellung der 1 nach rechts) und verhindert so aucheine Bewegung überden labilen Totpunkt. Die Auslöseeinrichtung 20 weisteinen Elektromagneten 44 und einen Anker 46 auf.Der Anker 46 ist in dem Elektromagneten 44 geführt. DerAnker bzw. der Verbindungshebel 22 ist ferner von einer (nichtgezeigten) Ankerfeder in die Verriegelungsrichtung vorgespannt.
    [0039] Man erkennt, dass der Verbindungshebel 22 umeinen Drehpunkt 48 drehbar gelagert ist. Der Verbindungshebel 48 realisierteine Weguntersetzung bzw. eine Kraftübersetzung zwischen der Auslöseeinrichtung 20 unddem Verriegelungsstift 24. Der Elektromagnet 44 istin üblicherWeise strombeaufschlagt. Er ist mit einer Scheibe 50 amBoden 40 des Unterteils 4 festgelegt.
    [0040] Zur im Wesentlichen spielfreien Lagerung desOberteils und des Unterteils in der Ausgangsposition ist eine Vorspannfeder 52 vorgesehen,deren Vorspan nung das Oberteil 6 gegen das Unterteil 4 vorspannt.Zusätzlichsind einander im geschlossenen Zustand übergreifende Randbereiche 54, 56 an demOberteil bzw. an dem Unterteil vorgesehen, um Kräfte in einer Ebene senkrechtzur Hubrichtung aufnehmen zu können.Zusätzlichgreifen in der Ausgangsposition Befestigungsschrauben 58 durchkorrespondierende Öffnungenin dem Scharnierfuß 8, waszusätzlicheine seitliche Stabilisierung im Ausgangszustand liefert. Die Befestigungsschrauben 58 dienender Befestigung des Fußgängerschutz-Aktuatorsan der Karosserie 62.
    [0041] Die Vorspannfeder 52 kannbeispielsweise eine Blattfeder oder eine Tellerfeder sein. Die Federkraftder (oder ggf. mehrerer) Vorspannfeder 52 beträgt größenordnungsmäßig 1500N. Das ist deutlich mehr als die Gesamtfederkraft der Druckfedern 10, 12, 14,die zusammen eine Federkraft von größenordnungsmäßig 750N im gespannten Zustand bzw. 400 N im entspannten Zustand haben.Für dieseFederkraft der Vorspannfeder werden die von der Fronthaube auf denFußgängerschutz-Aktuator 2 eingeleitetenKräfteauf die Fahrzeugkarosserie übertragen. Diesehohe Federkraft stellt im Wesentlichen eine Spielfreiheit des Fußgängerschutz-Aktuators 2 sicher.
    [0042] Die Vorspannfeder 52 wirktzwischen dem Unterteil 4 und dem Oberteil 6. Insbesonderebefindet sich die Vorspannfeder 52 in Anlage mit dem Oberteil 6 undmit einem Vorspannfederhebel 64, der an einem ersten Drehpunkt 66 drehbaran dem Oberteil 6 befestigt ist und in der Ausgangsposition,d.h. im verriegelten Zustand, übereinen zweiten Drehpunkt 70 und die verriegelte Kniehebelanordnung 25 andem Unterteil 4 angeschlossen ist.
    [0043] Eine Rückstelleinrichtung 72 istfunktional zwischen dem Unterteil 4 und dem Oberteil 6 angeordnet,um den Aktuator 2 aus seiner Ausbauposition in die Ausgangspositionzurückzustellen.Insbesondere weist die Rückstelleinrichtung 72 eineGewindespindel 74, die an ihrem unteren Ende bei 76 drehbar gelagertist, und einen mit der Gewindespindel 74 in Eingriff befindlichenSpindelstein 78 auf. Der Spindelstein 78 hat einenicht-kreisrunde Kontur, mit der dieser formschlüssig in eine Innenkontur einerHülse 80 eingreift,die an einem freien Ende 68 des Vorspannhebels 64 befestigtist.
    [0044] Wird nach einer erfolgten Auslösung desAktuators 2 die Gewindespindel 74 beispielsweisevon ihrem unteren Ende her gedreht, so kommt der Spindelstein 78 mitdem nach innen umgebogenen Rand der Hülse 80 in Eingriff.Die Innenkontur der Hülse 80,die sich mit der Kontur des Spindelsteins 78 in Eingriffbefindet, verhindert dabei, dass sich der Spindelstein 78 zusammenmit der Gewindespindel 74 dreht. Im Verlauf der weiterenDrehung der Spindel 74 zieht der Spindelstein 78 über dieHülse 80 und denVorspannfederhebel 52 das Oberteil 6 gegen das Unterteilnach unten und bewegt dabei den kurzen Hebel 26 der Kniehebelanordnung 25 imGegenuhrzeigersinn um den Drehbolzen 34 zurück in seine Ausgangsposition.So bald der Drehzapfen 30 von oben gegen den Verriegelungsstift 24 bewegtwird, wird der Verriegelungsstift 24 im Verlauf einer weiterenDrehung der Spindel 74 gegen die Kraft der (nicht gezeigten)Ankerfeder nach unten gedrückt,bis sich der Verriegelungsstift 24 an dem Drehzapfen 30 vorbeiwieder nach oben bewegen kann und sich somit in Verriegelungspositionbefindet. Im Verlauf der Aufeinander-zu-Bewegung von Unterteil 4 undOberteil 6 werden die Druckfedern 10, 12 und 14 gespannt.Gegen Ende der Bewegung wird ferner über den Vorspannhebel 64 dieVorspannfeder 52 vorgespannt. Nach der Beendigung der Rückstellbewegungund nach erfolgter Verriegelung wird die Spindel 74 entwederin Gegenrichtung gedreht, bis der Spindelstein 78 die inder 1 gezeigte Positionerreicht hat, alternativ wird der Spindelstein 78 außer Eingriffmit der Spindel 74 gebracht. So bald das erfolgt ist, ist derFußgängerschutz-Aktuator 2 bereitfür eineerneute Auslösung.
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Fußgängerschutz-Aktuator(2) zum Verlagern der Fronthaube eines Kraftfahrzeugs ineine relativ zu der Normalposition angehobene Schutzposition, aufweisend (a)ein erstes Teil (4) (b) ein zweites, relativ zu demersten Teil (4) verschiebbar an dem ersten Teil (4)angeschlossenes Teil (6), wobei das erste Teil (4)und das zweite Teil (6) zum Anschließen an der Fahrzeugkarosserie bzw.an der Fronthaube ausgebildet sind; (c) eine Verschiebeeinrichtung(16), die zwischen dem ersten Teil (4) und demzweiten Teil (6) derart vorgesehen ist, dass sie das zweiteTeil (6 relativ zu dem ersten Teil (4 aus einerAusgangsposition in eine Ausfahrposition verschieben kann; (d)eine Verriegelungseinrichtung (18) die in der Ausgangspositiondas zweite Teil (4) an dem ersten Teil (4) festlegt;und (e) eine Auslöseeinrichtung(20), die an der Verriegelungseinrichtung (18)derart angeschlossen ist, dass sie bei Betätigung diese entriegelt; dadurchgekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (18)eine Kniehebelanordnung (25) aufweist, die in der Ausgangspositionim Wesentlichen an einem Totpunkt festgelegt ist; und dass die Auslöseeinrichtung(20) derart an die Verriegelungseinrichtung (18)angeschlossen ist, dass sie bei Betätigung die Kniehebelanordnung(25) freigibt.
    [2] Aktuator (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Auslöseeinrichtung(20) einen Elektromagneten (44) und einen mitdiesem in Wirkverbindung stehenden Anker (46) aufweist.
    [3] Aktuator (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Verschiebeeinrichtung (16) mindestens eine inder Ausgangsposition von der Verriegelungseinrichtung (18)in einer gespannten Position gehaltene Druckfeder (10, 12, 14)aufweist.
    [4] Aktuator (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass mehrere Druckfedern (10, 12, 14)parallel miteinander vorgesehen sind.
    [5] Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebelanordnung (25)zwei Hebel (26, 28) aufweist, die an dem Knie(29) drehbar aneinander und an dem ersten Teil (4)bzw. an dem zweiten Teil (6) angeschlossen sind.
    [6] Aktuator (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Verriegelungseinrichtung (18) im Bereich des Knies(29) angreift.
    [7] Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebelanordnung (25)als Wegbegrenzung zwischen dem ersten Teil (4) und demzweiten Teil (6) vorgesehen ist.
    [8] Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kniehebelanordnungen (25)funktional parallel miteinander angeordnet sind.
    [9] Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorspannfeder (52)derart vorgesehen ist, dass sie in der Ausgangsposition das ersteTeil (4) relativ zu dem zweiten Teil (6) vorgespanntfestlegt.
    [10] Aktuator (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Vorspannfeder (52) funktional zwischen einem Vorspannfederhebel(64), der an einem ersten Drehpunkt (66) drehbaran dem ersten Teil (4) oder dem zweiten Teil (6)befestigt ist, und diesem Teil (4, 6) angeordnetist.
    [11] Aktuator (2) nach Anspruch 10, dadurchgekennzeichnet, dass die Kniehebelanordnung (25) an einemzweiten Drehpunkt (70) an dem Vorspannfederhebel (64)angeschlossen ist.
    [12] Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstelleinrichtung (72)zum ZurückstellendesAktuators (2) aus seiner Ausfahrposition in seine Ausgangsposition vorgesehenist.
    [13] Aktuator (2) nach Anspruch 12, dadurchgekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung(72) eine Gewindespindel (74) und einen damitin Eingriff befindlichen Spindelstein (78) aufweist.
    [14] Aktuator (2) nach Anspruch 11 oder 12,dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (44) undder Anker (46) als Antrieb für die Rückstelleinrichtung (72)vorgesehen sind.
    [15] Aktuator (2) nach Anspruch 12 oder 13,dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung (72)an dem Vorspannfederhebel (64) angeschlossen ist.
    [16] Kraftfahrzeug aufweisend einen Fußgängerschutz-Aktuator(2) gemäß einemder Ansprüche1 bis 15.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004002212B4|2011-06-22|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-19| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2009-08-27| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: SCHERDEL INNOTEC FORSCHUNGS- UND ENTWICKLUNGS-, DE |
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