DE10126457C2 - Sicherheitsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Sicherheitsvorrichtungen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die DE 28 14 107 A1 eine Si­ cherheitseinrichtung zum Schutz von Fußgängern, bei der die Motorhaube bei einem Aufprall aus einer Ruheposition in eine demgegenüber angehobene Aufprallposition verstellt wird. Durch das Anheben der Motorhaube entsteht über den im Motor­ raum angeordneten Aggregaten ein Weg, über den bei einem Auf­ prall Energie absorbiert werden kann, so dass die auf einen Fußgänger einwirkenden Belastungsspitzen reduziert werden können. Das Aufrichten der Motorhaube erfolgt durch eine auf­ blasbare Gassackvorrichtung, die unterhalb der Motorhaube an­ geordnet ist und diese beim Aufblasvorgang durch ihr zuneh­ mendes Volumen aufstellt.

Nachteilig an dieser bekannten Sicherheitsvorrichtung ist je­ doch, dass die Konstruktion und damit auch die Herstellung sehr aufwendig ist. Das gilt insbesondere dann, wenn das Schwenken beim Aufstellen der Motorhaube bei einem Aufprall über andere Scharniere erfolgt als das Schwenken zum Öffnen der Motorhaube. Dann müssen nicht nur mehrere Scharniervor­ richtungen vorgesehen sein, sondern auch Möglichkeiten zum Aushängen dieser, wenn die Motorhaube um ein anderes Schar­ nier verschwenkt werden soll.

Die DE 198 58 639 A1, die DE 44 14 661 A1 sowie die GB 2 340 799 A zeigen im Motorraum angeordnete Airbags, die bei einem Frontalaufprall aktiviert werden und so angeordnet sind, dass ein Eindringen des im Motorraum angeordneten Motorblocks in die Fahrgastzelle verhindert wird.

Des weiteren sind aus dem Stand der Technik Motorhaubenkon­ struktionen bekannt, die mit Energieabsorptionselementen aus­ gestattet sind. So offenbart beispielsweise die DE 199 29 048 A1 eine Motorhaube mit einer Außenhaut, einem innenliegenden Rahmen sowie einem unter der Außenhaut und in dem Rahmen an­ geordneten Energieabsorptionselement aus Schaum.

Diese Sicherheitsvorrichtung, die ebenso wie der zuvor be­ schriebene Stand der Technik dazu dient, bei einem Aufprall Energie zu absorbieren und dadurch Verletzungen eines auf­ prallenden Fußgängers zu vermeiden, weist den Nachteil auf, dass nicht der gesamte über den Aggregaten im Motorraum zur Verfügung stehende Raum für eine Energieabsorption bei einem Aufprall ausgenutzt wird, sondern nur der Bereich unterhalb der Motorhaube, in dem das Energieabsorptionselement angeord­ net ist. Dieser Bereich ist jedoch wegen der notwendigen Zu­ gänglichkeit zu den Aggregaten und wegen der Integration des Elements in der Motorhaube beschränkt.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die einfach herzustellen ist und einen ver­ besserten Schutz für einen aufprallenden Fußgänger bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Demnach zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch aus, dass ein befüllbarer Gassack unterhalb der Motorhaube angeordnet ist und den dort befindlichen Hohlraum ausfüllt, sobald er befüllt ist. Die Befüllung des Gassacks ist zeit­ lich an das Starten des Kraftfahrzeugs gebunden, so dass si­ chergestellt ist, dass der Gassack immer dann befüllt ist, solange das Kraftfahrzeug benutzt wird. Der Gassack ist somit ständig bereit, Energie bei einem möglichen Aufprall eines Fußgängers zu absorbieren. Durch das Aufblasen des Gassacks auf einen definierten Druck wird der Freiraum zwischen Aggre­ gaten und Motorhaube ausgefüllt. Der Gassack stellt also ein unter der Motorhaube angeordnetes Energieabsorptionselement mit einem steuerbaren Volumen dar. Das Volumen kann je nach Bedarfsfall eingestellt werden. Bei einem Aufprall sollte es möglichst maximal sein - also bei geschlossener Motorhaube den ge­ samten Raum zwischen Motorhaube und darunter angeordneten Ag­ gregaten ausfüllen. Sobald man die Motorhaube öffnet, sollte es hingegen minimal sein, damit die Zugänglichkeit gewährleistet ist und damit sich die Motorhaube wieder leicht schließen lässt und man nicht den Widerstand des aufgeblasenen Gassackes über­ winden muss.

Bei einem Aufprall auf die Motorhaube dient der Gassack dazu, Energie zu absorbieren. Das geschieht dadurch, das das in dem Gassack befindliche Gas aus dem Sack entweicht. Dazu können in dem Gassack beispielsweise Abströmöffnungen vorgesehen sein, über die das Gas entweichen kann. Die Abströmöffnungen können - wie Ventile - so ausgelegt sein, dass sie erst ab einem gewis­ sen Innendruck Gas entweichen lassen. So kann das Maß der Ener­ gieabsorbtion gesteuert werden.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass sich der Gas­ sack in seinem Volumen an den zur Verfügung stehenden Hohlraum anpasst, weil die Form des aufgeblasenen Gassacks durch die ge­ gebenen Randbedingungen bestimmt wird. Das hat zur Folge, dass der gesamte zur Verfügung stehende Raum zwischen Motorhaube und den darunter angeordneten Aggregaten zur Energieabsorbtion aus­ genutzt werden kann. Zudem muss die erfindungsgemäße Sicher­ heitsvorrichtung nicht an verschiedene Aggregatanordnungen im Motorraum angepasst werden. Durch das variable Volumen kann ein und derselbe Gassack bei verschiedenen Aggregatanordnungen ein­ gesetzt werden. Dadurch werden Herstellungskosten gesenkt.

Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der Gassack unter der gesamten Motorhaube. Es ist aber auch denkbar, dass der Gassack nur in Teilbereichen der Motorhaube angeordnet ist, beispielsweise in Bereichen, bei denen statistisch besonders häufig ein Aufprall eines Fußgängers auf eine Motorhaube er­ folgt.

Dem Gassack kann ein Mittel zum Befüllen zugeordnet sein. Dazu bietet sich beispielsweise eine Pumpe an. Durch eine Pumpe wird eine reversible Einrichtung zur Verfügung gestellt, da der Vorgang des Befüllens des Gassacks beliebig oft wieder­ holt werden kann.

Der Gassack kann beispielsweise an der Motorhaube selber befes­ tigt sein. Das bietet den Vorteil, dass der Gassack bei Öffnen der Motorhaube mit angehoben wird und alle im Motorraum ange­ ordneten Aggregate zugänglich sind. Es ist aber auch denkbar, dass der Gassack im Motorraum festgelegt ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Mittel zum Befül­ len des Gassacks direkt an der Motorhaube festgelegt. In diesem Fall ist es möglich, die Mittel zum Befüllen direkt neben dem Gassack anzuordnen, so dass lange Zuleitungen, die eventuell kompliziert verlegt werden müssen - vermieden werden. Die Mit­ tel können aber auch im Motorraum angeordnet und über Zuleitun­ gen mit dem Gassack verbunden werden.

Es ist denkbar, dass der Gassack beim Öffnen der Motorhaube zumindest teilweise entleert wird, damit der Widerstand beim anschließenden Schließen der Motorhaube verringert wird.

In dem Gassack können Fangbänder angeordnet sein, die die Form des befüllten Gassacks bestimmen. In Bereichen, in denen unter der Motorhaube ein größerer Hohlraum ist, können diese Bänder länger sein. In anderen Bereichen, in denen ein kleiner Hohl­ raum vorliegt, können die Bänder kürzer sein. Die Bänder för­ dern zudem das fehlerfreie Entfalten des Gassacks beim Befül­ len, da sie die Form des Gassacks im Groben vorgeben und der zusammengefaltete Gassack sich nicht so leicht an Aggregaten verfangen kann.

Bevorzugt besteht der Gassack aus mehreren Kammern. Diese kön­ nen miteinander verbunden sein, so dass Gas zwischen verschie­ denen Kammern hin- und herströmen kann. Durch ein Kammersystem wird dem Gas in dem Gassack beim Strömen durch diesen, wie es beispielsweise bei einer auf den Gassack wirkenden Kraft er­ folgt, größerer Widerstand entgegengesetzt, so dass ein höheres Maß an Energie absorbiert wird.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, in dem Gassack mindestens ein schwammartiges Element anzuordnen. Sobald der Gassack mit Luft befüllt wird, dehnt sich dieses Element mit dem Gassack aus. Wenn der Gassack entleert wird, kann das Element auch wie­ der zusammengedrückt werden, so dass es kein Volumen mehr in Anspruch nimmt. Das schwammartige Element bringt den Vorteil mit sich, dass es dem sich in dem Gassack bewegenden Gas einen Widerstand entgegensetzt. Somit kann man über den Grad der Po­ rosität des schwammartigen Elementes und über dessen Elastizi­ tät den Luftstrom in dem Gassack, insbesondere bei einem Auf­ prall auf die Motorhaube, und somit die Energieaufnahme der er­ findungsgemäßen Sicherheitseinrichtung bestimmen.

Zur Abrundung der Energieabsorbtion kann die Motorhaube noch zusätzliche Energieabsorbtionselemente aufweisen, wie bei­ spielsweise Schaumelemente. Durch die Kombination dieser Elemente mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung kann das Maß der Energieabsorbtion besonders einfach auf einen Fußgän­ geraufprall abgestimmt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Motorhaube mit einer erfindungs­ gemäßen Sicherheitsvorrichtung dargestellt.

Mit 1 ist eine Motorhaubenbeplankung gekennzeichnet, also das nach außen sichtbare Blech einer Motorhaube. Darunter befindet sich ein Motorhaubeninnenteil 2. Dieses Motorhaubeninnenteil 2 kann sich unter der ganzen Motorhaubenbeplankung 1 erstrecken oder auch nur Bereiche dieser abdecken, wenn es beispielsweise rahmenförmig gestaltet ist. Motorhaubenbeplankung 1 und Mo­ torhaubeninnenteil 2 bilden die Motorhaube.

Damit die Motorhaube die bei einem Aufprall aufgenommene Ener­ gie großflächig an darunter angeordnete Strukturen weitergibt, kann sie eine Sandwichstruktur aufweisen, die eine auf den je­ weiligen Bereich abgestimmte Struktursteifigkeit aufweist. Dazu kann beispielsweise zwischen Motorhaubenbeplankung 1 und Mo­ torhaubeninnenteil 2 eine Zwischenschicht vorgesehen sein, die aus einem Metallschaum und/oder einem Kunststoffschaum und/oder einer Kunststofffolie und/oder einem Kleber und/oder einem Gel­ pad besteht. Diese Schichten sind zu einem festen Verbund mit­ einander verbunden.

Unter dem Motorhaubeninnenteil 2 kann eine energieabsorbierende Schicht 3, beispielsweise aus einem Schaummaterial und/oder einem Gel angeordnet sein. Mit dieser Schicht können die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung auf jeden einzelnen Anwendungsfall angepasst werden.

Mit 4 ist ein Aggregat, welches im Motorraum unter der Motor­ haube angeordnet ist, bezeichnet. Bei dem Aggregat 4 kann es sich beispielsweise um einen Motor eines Kraftfahrzeugs han­ deln.

Zwischen dem Aggregat 4 und der Motorhaube ist ein Gassack 5 angeordnet. Der Gassack 5 füllt den gesamten Hohlraum zwischen Aggregat 4 und Motorhaube aus. In Fig. 1 ist nur aus Gründen der Übersicht zwischen den verschiedenen Bauteilen Platz gelas­ sen worden. Der Gassack passt sich in der Realität den gegebe­ nen Formen der ihn umgebenen Bauteile einfach beim Befüllen mit Gas an, bis er ganz an ihnen anliegt, so dass aufwendige Ab­ stimmungsarbeiten zwischen Form der Sicherheitsvorrichtung und räumlichen Gegebenheiten im Motorraum entfallen.

In dem in Fig. 1 dargestellten Gassack 5 ist ein Fangband 6 an­ geordnet, welches sich von dem der Motorhaube zugewandten Ende des Gassacks 5 bis zu dem dem Aggregat 4 zugewandten Ende des Gassacks 5 erstreckt. Das Fangband 6 dient dazu, dem Gassack eine gewisse Form zu geben. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn der Gassack nicht oder nicht mehr ganz befüllt ist, weil das Fangband dann vermeidet, dass der Gassack beim Öffnen der Motorhaube willkürlich von der Haube herabhängt und somit die Zugänglichkeit zum Motorraum behindert.

Die Fangbänder 6 können sich auch über die gesamte Breite bzw. Länge des Gassacks 5 hindurch erstrecken und diesen in Kammern a und b unterteilen. Wenn die Kammern, beispielsweise durch Öffnungen in dem Fangband 6 miteinander verbunden sind, so kann das in einer Kammer befindliche Gas auch in eine andere Kammer strömen. Das hat bei einem Aufprall den Vorteil, dass der Wi­ derstand beim Strömen des Gases in dem Gassack 5 erhöht wird, so dass mehr Energie absorbiert werden kann.

In dem Gassack 5 kann auch ein poröses, hochelastisches Mate­ rial, beispielsweise ein Schaum bzw. ein schwammförmiges Ele­ ment angeordnet sein. Über die Porosität kann der Luftstrom in dem Gassack 5 eingestellt und somit die Steifigkeit bzw. die Energieaufnahme bestimmt werden. Das Material kann fest mit dem Gassack verbunden, beispielsweise verklebt sein. Es ist aber auch denkbar, dass es aufgrund seiner Form eine feste Position in dem Gassack 5 einnimmt oder auf andere übliche Art und Weise befestigt ist. Um dem Gassack 5 mit dem porösen, hochelasti­ schen Material genug Spielraum zum Entfalten zu geben, können an den Seiten des Gassacks 5 faltenbalgartige Bereiche vorgese­ hen sein.

Claims (9)

1. Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Motorhaube und einem Energieabsorptionselement, das flä­ chig unterhalb der Motorhaube angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement ein Gassack (5) ist, dessen Befüllung zeitlich an das Starten des Kraftfahr­ zeugs gebunden ist.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (5) im Raum unterhalb der gesamten Mo­ torhaube (1, 2) angeordnet ist.

3. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (5) an der Motorhaube (1, 2) befestigt ist.

4. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Befüllen des Gassacks (5) an der Mo­ torhaube (1, 2) befestigt ist.

5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (5) beim Öffnen der Motorhaube (1, 2) zumindest teilweise geleert wird.

6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gassack (5) mindestens ein Fangband (6) ange­ ordnet ist, das die Form des befüllten Gassacks (5) be­ stimmt.

7. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassack (5) aus mehreren Kammern (a, b) besteht.

8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern miteinander verbunden sind, so dass das in dem Gassack (5) befindliche Gas von einer Kammer in eine andere Kammer strömen kann.

9. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gassack (5) mindestens ein poröses elasti­ sches Element angeordnet ist.