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Die
Erfindung betrifft zunächst
eine Vorrichtung zur Aufstellung einer Fahrzeugtür gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der
DE 197 21 565 A1 bekannt. Die Vorrichtung
des Standes der Technik gemäß den
4 bis
6 dieser
Druckschrift weist eine Zylinder-Kolbeneinheit auf. Durch Zündung eines
Treibsatzes expandiert das Gasvolumen innerhalb einer Kammer und
drückt
Kolben und Zylinder auseinander. Dies resultiert in einer Aufstellbewegung
der Fahrzeugtür.
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Bei
der bekannten Vorrichtung wird es als nachteilig angesehen, dass
im Falle eines Aufpralles eines Fußgängers mit seinen Gliedmaßen auf
die angehobene Fahrzeugtür
eine Rückverlagerung
der Fahrzeugtür
lediglich entgegen der Kraft erfolgen kann, die das expandierte
Gasvolumen im Sinne einer Auseinanderbewegung von Kolben und Zylinder auf
diese beiden Bauteile ausübt.
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Aus
der
DE 103 54 158
A1 der Anmelderin ist eine Vorrichtung zum Aufstellen einer
Fahrzeugtür bekannt,
bei der ein aktivierbares Element mit einem Federelement als Energiespeicher
vorgesehen ist. Um eine erhöhte
Sicherheit zu bieten, sieht diese Vorrichtung bereits eine Betriebliche
Entkopplung des Betätigungselementes
von der Fahrzeugtür
bei aufgestellter Fahrzeugtür
vor. Hierfür
ist der Betätigungshebel
22 mit
einem Betätigungsende
25 versehen,
der an einer Nase eines Aufstellhebels vorbeigleiten kann und auf
diese Weise für
eine Betriebliche Entkopplung sorgt.
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Ausgehend
von der eingangs beschriebenen Vorrichtung besteht die Aufgabe der
Erfindung darin, die Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1 derartig weiterzubilden, dass sie bei einfacher Bauweise eine
erhöhte
Sicherheit bietet.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit
denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass
der Kammer ein Ventil zugeordnet ist, durch das die Kammer entlüftbar ist.
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Das
Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, durch Anordnung
eines Ventiles die Möglichkeit
bereitzustellen, die Kammer zu entlüften. Wenn bei aufgestellter
Fahrzeugtür
ein Fußgänger mit
seinen Gliedmaßen
auf die Fahrzeugtür
stößt, kann
bei einer Rückbewegung
der Fahrzeugtür
durch Kraftübertragung,
z.B. auf einen Kopfbereich des Kolbens, das Ventil geschaltet, das
heißt
betätigt werden.
Das Ventil kann somit in einen Zustand überführt werden, in dem die Kammer
zumindest teilweise entlüftbar
ist. Mithin muss die Rückbewegung
der Fahrzeugtür
nicht entgegen dem Gasdruck des expandierten Gasvolumens erfolgen.
Durch Öffnung des
Ventiles kann Gas aus der Kammer entweichen, so dass die Rückbewegung
der Fahrzeugtür
mit geringerer Kraft möglich
ist und sich zugleich eine den Aufprall des Fußgängers dämpfende Wirkung entfalten kann.
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Bei
der Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, kann eine Rückbewegung
der Fahrzeugtür nicht
oder nur gegen sehr große
Kräfte
erfolgen, da dort das System insgesamt sehr starr ausgebildet ist, so
dass der Aufprall eines Fußgängers mit
seinen Gliedmaßen
im Falle einer Unfallsituation große Verletzungsgefahren birgt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann infolge einer Entlüftung
des expandierten Gasvolumens aus der Kammer heraus eine gedämpfte, zumindest
geringfügige
Rückbewegung der
Fahrzeugtür
infolge eines Aufpralles des Fußgängers erfolgen,
so dass der Aufprall des Fußgängers auf
die Fahrzeugtür
gemildert werden kann. Andererseits ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch eine Dämpfung
oder gar Verhinderung eines Rückschwingens
der Fahrzeugtür
nach Durchführung
des Aufstellvorganges, bevor der Aufprall des Fußgängers stattfindet.
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Im
Gegensatz zu der zuvor erwähnten
DE 103 54 158 A1 kann
auf ein aufwändiges
Betätigungsgestänge und
eine dafür
erforderliche Mechanik verzichtet werden. Das Ventil kann in das
Aktorelement integriert werden und beispielsweise am Kolben oder
an einem Zylinder, in dem der Kolben geführt ist, befestigt werden.
Damit sind wesentlich einfachere Konstruktionen möglich, die
auch eine sehr viel kompaktere Ausbildung der Vorrichtung ermöglichen,
die somit nur einen kleineren Bauraum erfordert.
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Als
Energiespeicher, insbesondere pyrotechnischer Energiespeicher, wird
jede Einrichtung verstanden, die Energie freisetzen kann. Dies können Treibladungen,
Treibsätze
oder sonstige Einrichtungen sein, mit denen ein Gasvolumen schnell
vergrößert werden
kann, um einen Kolben, der typischerweise in einem Zylinder angeordnet
ist, relativ zu dem Zylinder anzutreiben.
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Als
Aufstellbewegung einer Fahrzeugtür
wird im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung die geringfügige Anhebebewegung
einer Tür,
insbesondere einer Kfz-Fronthaube, um einen Verstellweg von einigen
cm verstanden, die im Falle einer Fußgänger-Unfallsituation vorgenommen
wird, um die Haube distanziert von im Motorraum befindlichen, nicht komprimierbaren
oder verformbaren Bauteilen, wie Motorblock etc., zur Erzielung
einer Knautschzone anzuheben. Von der Aufstellbewegung der Fahrzeugtür wird begrifflich
unterschieden eine herkömmliche Öffnungsbewegung
der Fahrzeugtür,
die beispielsweise von einem Benutzer vorgenommen wird, um Zugang
zu dem Innenraum des Motorraumes, beispielsweise zur Kontrolle des Ölstandes
etc. zu erzielen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann eine Fahrzeugtür
aufstellen, die einen Schließbügel od.
dgl. Schließelement
aufweist, welches in einem karosserieseitig montierten Schloss gehalten
wird. Die Aufstellbewegung der Fahrzeugtür kann dabei entweder bei verriegeltem
Schloss erfolgen, beispielsweise wenn das Schloss auf einer schwenkbaren,
karosserieseitig angelenkten Montageplatte angeordnet ist und zur
Aufstellung der Fahrzeugtür
die Montageplatte bei verriegeltem Schloss verschwenkt wird. Alternativ
kann die Aufstellbewegung der Fahrzeugtür aber auch bei geöffnetem
Schloss erfolgen, so dass infolge einer Aktivierung des Aktors zunächst das
Schloss geöffnet
wird, dadurch das türseitige Schließelement
freigibt und anschließend
die Fahrzeugtür,
während
sich das türseitige
Schließelement von
dem Schloss entfernt, aufgestellt wird.
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Die
Formulierung, wonach die Kammer durch ein Ventil entlüftbar ist,
bedeutet im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung, dass der Gasdruck während der
Aufstellbewegung, vorzugsweise gegen Ende der Aufstellbewegung,
oder alternativ auch erst nach erfolgter Aufstellbewegung durch
eine gesonderte Betätigung
des Ventiles, z.B. infolge eines Aufpralles der Gliedmaßen eines
Fußgängers, gemindert
oder reduziert werden kann. Die Kammer kann dazu teilweise, gegebenenfalls
auch vollständig,
entlüftet
werden, was bedeutet, dass das in der Kammer befindliche expandierte
Gasvolumen in einen Außenraum
oder in eine andere Kammer oder in einen Kanal hineinströmt. Infolge
des Ausströmens
des Gases in ein durch das Ventil freigegebenes zusätzliches
Volumen können
auch Temperatureffekte eine Rolle spielen, die zur Steuerung des
Gasdrucks in den Kammern während
der Aufstellbewegung verwendet werden können. So kann sich das Gas
beim Ausströmen
abkühlen,
wodurch sich Druckreduzierungen ergeben können, wenn das ausströmende Gas
beispielsweise in die Kammer zurückgeführt wird.
Als Ventil im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung wird ein Element
verstanden, durch welches Gas ungehindert oder gegebenenfalls auch
gebremst austreten kann. Durch Anordnung einer Drossel oder eines
anderen, den Gasaustritt gebremst oder gedämpft ermöglichenden Elementes kann die Entwicklung
des Gasdrucks innerhalb der Kammer während der Aufstellbewegung
der Fahrzeugtür ebenfalls
gesteuert werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kammer durch das
Ventil bei einer Rückbewegung
der aufgestellten Fahrzeugtür
entlüftbar.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine Aufstellbewegung
der Fahrzeugtür
infolge des expandierenden Gasvolumens und aufgrund des dabei entstehenden
hohen Gasdruckes. Die Fahrzeugtür
kann auf diese Weise sehr schnell in die gewünschte aufgestellte Position überführt werden. Wenn
die Fahrzeugtür
infolge eines Aufpralles des Fußgängers rückverlagert
wird, kann das Ventil von seinem Sperrzustand in seinen Durchlasszustand umschalten
und auf diese Weise die Kammer entlüften. Damit wird mit großer Sicherheit
eine Sperrstellung des Ventils aufrecht erhalten, bis ein Aufprall
des Fußgängers auf
der Fahrzeugtür
erfolgt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil
durch eine Rückbewegung
der aufgestellten Fahrzeugtür
betätigbar. Dies
ermöglicht
eine besonders einfache Bauweise, da eine Umschaltung des Ventils
aus der Sperrstellung in die Freigabestellung infolge einer Rückbewegung
der aufgestellten Fahrzeugtür
erfolgt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil an dem
Kolben angeordnet. Dies ermöglicht
eine besonders einfache Bauweise.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Kolben
einen Entlüftungskanal
auf. Dies ermöglicht
eine weiter vereinfachte Bauweise.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Ventil
eine Ventilnadel auf, die zwischen einer die Kammer abdichtenden Position,
in der eine Bewegung des Kolbens zur Aufstellung der Fahrzeugtür möglich ist,
und einer die Dichtung aufhebenden Position, zur Ermöglichung eines
Rückbewegung
der Fahrzeugtür,
verlagerbar ist. Dies ermöglicht
eine einfache Bauweise und einen sicheren Betrieb der Vorrichtung.
Eine Ventilnadel kann eine mit großer Sicherheit abdichtende
Position einnehmen, indem beispielsweise eine dem Kopf der Ventilnadel
zugeordnete Dichtfläche
einen Bestandteil der Kammer ausbildet. Die Anordnung einer Dichtfläche an dem
Kopfbereich der Ventilnadel ermöglicht
dabei eine besonders einfache Konstruktion.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventilnadel
innerhalb des Entlüftungskanals
angeordnet. Dies ermöglicht eine
weiter vereinfachte und kompakte Bauweise der Vorrichtung.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Kolben
eine Druck-Beaufschlagungsfläche
auf, die Bestandteil der Kammer ist. Vorzugsweise kann ein Stirnflächenabschnitt
des Kolbens die Druck-Beaufschlagungsfläche bereitstellen. Ein Entlüftungskanal
kann dann z.B. in der Stirnfläche
des Kolbens in die Kammer münden.
Der Kopf der Ventilnadel kann die Mündungsöffnung übergreifen und die Druck-Beaufschlagungsfläche bzw.
die Kammer gegenüber
dem Entlüftungskanal
abdichten.
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Der
Kopf der Ventilnadel kann von der Druck-Beaufschlagungsfläche abhebbar
sein, wenn ein Kopf des Kolbens bzw. wenn die Fahrzeugtür eine Rückbewegung
durchläuft.
Dies ermöglicht
eine weiter vereinfachte Bauweise.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 12.
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Diese
Erfindung geht gleichermaßen
aus von einer eingangs beschriebenen Vorrichtung gemäß der
DE 197 21 565 A1 .
Ausgehend von dieser Vorrichtung besteht die Aufgabe der Erfindung
darin, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 12 derartig weiterzubilden, dass sie bei einfacher
Bauweise eine erhöhte
Sicherheit bietet.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 12, insbesondere
mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass
der Kammer ein Gasauslass zugeordnet ist, durch den die Kammer entlüftbar ist,
und der infolge einer Antriebsbewegung des Kolbens freigegeben werden
kann.
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Das
Prinzip dieser Erfindung besteht im Wesentlichen darin, einen Gasauslass
vorzusehen, durch den der nach Aktivierung des Aktorelementes in
der Kammer befindliche hohe Druck entweichen kann. Der Gasauslass
wird bei nicht aktiviertem Aktorelement vorzugsweise von dem Kolben
verschlossen oder versperrt und kann infolge einer Verlagerungsbewegung
des Kolbens nach Aktivierung des Aktorelementes freigegeben werden,
wenn der Kolben einen vorherbestimmten, z.B. axialen, Verschiebeweg
zurückgelegt
hat. Insbesondere gibt der Kolben den Gasauslass erst dann frei,
wenn er seine gewünschte
Endposition erreicht oder nahezu erreicht hat und die Fahrzeugtür dementsprechend
um den gewünschten
Hebeweg aufgestellt worden ist.
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Wiederum
ermöglicht
die erfindungsgemäße Vorrichtung
einen gedämpften
Aufprall eines Fußgängers in
einer Unfall-Situation. Dadurch, dass der Gasauslass infolge der
Antriebsbewegung des Kolbens freigegeben werden kann, kann die Rückbewegung
der aufgestellten Fahrzeugtür
durch einen Aufprall eines Fußgängers mit
einem geringen Kraftaufwand, und zugleich gedämpft, gegen einen verringerten
Gasdruck in der Kammer erfolgen. Auch kann eine Rückschwingung
der Fahrzeugtür
nach Ende der Aufstellbewegung, also zu einem Zeitpunkt, bevor der
Fußgänger aufprallt,
gedämpft
oder verhindert werden. Die Sicherheit des in den Unfall verwickelten
Fußgängers kann
auf diese Weise erhöht werden.
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Der
Gasauslass kann die Kammer mit dem Außenraum verbinden oder mit
einer zweiten Kammer. Alternativ kann der Gasauslass die Kammer auch
mit einem Überströmkanal verbinden,
der beispielsweise im Fußbereich
der Kammer endet.
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Der
Gasauslass kann nach Art eines Durchlasses ausgebildet sein und
den Gasaustritt unbeeinträchtigt
ermöglichen.
Der Gasauslass kann aber auch mit einem Drosselelement oder einer
einen Gasaustritt gebremst oder gehindert ermöglichendem Element kombiniert
sein.
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Die
Formulierung, wonach durch den Gasauslass die Kammer entlüftbar ist,
bedeutet im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung, dass eine teilweise
oder vollständige
Entlüftung
der Kammer stattfindet. Eine Entlüftung der Kammer bedeutet im
Sinne der vorliegenden Patentanmeldung eine Minderung des Gasdruckes
in der Kammer, vorzugsweise während
bzw. gegen Ende der Aufstellbewegung der Fahrzeugtür, die ohne
Anordnung eines Gasauslasses nicht erzielt werden kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verbindet der Gasauslass
die Kammer mit dem Außenraum.
In diesem Falle kann die Kammer, die insbesondere von der Innenwand
eines Zylinders und von einer Stirnfläche des Kolbens gebildet sein kann,
besonders einfach ausgebildet sein. Je nachdem, welche Art von Energiespeicher
verwendet wird (Treibsätze,
pyrotechnische Elemente, Treibladungen od. dgl.) kann es unkritisch
sein, das expandierte Gas in die Außenluft zu entlassen.
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Bei
einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
ein Gasauslass vorgesehen, der die Kammer mit einer zweiten Kammer
verbindet. Die zweite Kammer kann ein weiteres Volumen bereitstellen,
in welches hinein das expandierte Gas einströmen kann. Dadurch wird der
Gasdruck erheblich gemindert. Auch dies trägt zu einer vereinfachten Rückstellbewegung
der aufgestellten Fahrzeugtür
bei. Zugleich wird das expandierende Gas nicht in die Außenluft
entlassen.
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Unabhängig davon,
ob der Gasauslass die Kammer mit dem Außenraum oder mit einer zweiten Kammer
verbindet, kann dem Gasauslass eine Drossel zugeordnet sein. Als
Drossel im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung wird eine Einrichtung
verstanden, die das expandierte Gas aus der Kammer heraus behindert
oder gebremst ausströmen
lässt. Durch
Anordnung einer Drossel kann die Rückbewegung der aufgestellten
Fahrzeugtür
infolge eines Aufpralles eines Fußgängers ebenfalls gedämpft werden.
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Weiter
vorteilhafterweise ist der Kolben zwischen einer eingefahrenen Ruheposition
bei nicht aktiviertem Aktor und einer ausgefahrenen Arbeitsposition,
die eine Aktivierung des Aktorelementes voraussetzt, verlagerbar.
Die Verlagerungsbewegung ist vorzugsweise eine axiale Verschiebebewegung.
Dies ermöglicht
eine besonders einfache Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Weiter
vorteilhafterweise verschließt
der in Ruheposition befindliche Kolben den Gasauslass und gibt ihn
infolge seiner Verlagerung hin in seine Arbeitsposition frei. Dies
ermöglicht
eine besonders einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann sich das
Aktorelement im Falle einer Aktivierung mit einem ersten Ende an
einem karosseriefesten Anschlag abstützen. Es kann dazu karosserieseitig
befestigt sein, also mit einem Ende karosserieseitig festgelegt
sein, so dass sich lediglich das zweite Ende des Aktorelementes
relativ zu dem festgelegten Ende bewegt. Alternativ kann aber auch
eine Ausgestaltung gewählt
sein, die als doppelt wirkend bezeichenbar ist, da das Aktorelement
freihängend
angeordnet ist. Beispielsweise kann es mit einem Ende eine Sperrklinke
oder eine sonst wie geartete Verriegelungseinrichtung beaufschlagen
und mit seinem anderen Ende die Fahrzeugtür anheben. Damit kann es im
Falle einer Aktivierung zunächst
eine Verriegelungseinrichtung lösen,
was Voraussetzung für
eine Aufstellung der Tür ist,
und nachfolgend die Fahrzeugtür
aufstellen.
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Gleichermaßen kann
vorgesehen sein, dass das Aktorelement einen karosseriefesten Anschlag erst
erreicht, wenn eine Sperrklinke verlagert oder/und eine Verriegelungseinrichtung
gelöst,
das heißt
entriegelt ist.
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Die
erfindungsgemäßen Vorrichtungen
betreffen sowohl solche Vorrichtungen, die die Fahrzeugtür aufstellen,
wenn das Türschloss
geschlossen ist, als auch Vorrichtungen, bei denen das Schloss zunächst geöffnet wird
und nachfolgend eine Aufstellbewegung der Fahrzeugtür erfolgt.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie
anhand der nun folgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele.
Darin zeigen:
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1 in
einer schematischen, teilgeschnittenen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Aufstellen einer Fahrzeugtür
mit einem nicht aktivierten Aktorelement,
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2 die
Vorrichtung gemäß 1 kurz nach
Aktivierung des Aktorelementes,
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3 die
Vorrichtung gemäß 1,
wobei das Kolbenelement des Aktorelementes maximal ausgefahren ist,
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4 eine
teilgeschnittene, schematische Detailansicht gemäß Ausschnittskreis IV in 3 mit einer
gegenüber
den 1 bis 3 geändert dargestellten Ventilnadel
mit einem verjüngten
Axialabschnitt,
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5 in
einer Darstellung gemäß 4 die Vorrichtung
bei geöffnetem
Ventil,
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6 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit einem Gasauslass anstelle eines Ventilen und mit
einem in Ruheposition befindlichen Kolbenelement,
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7 das
Ausführungsbeispiel
der 6 mit einem in Arbeitsposition befindlichen, das
heißt ausgefahrenen
Kolbenelement,
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8 ein
drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit einem Drosselelement, welches dem Gasauslass zugeordnet
ist, und
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9 ein
viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit einem Gasauslass, der die Kammer mit einer zweiten
Kammer verbindet.
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In
der nachfolgenden Figurenbeschreibung werden der Einfachheit halber,
auch soweit unterschiedliche Ausführungsbeispiele betroffen sind, gleiche
oder miteinander vergleichbare Teile oder Elemente mit gleichem
Bezugszeichen bezeichnet, teilweise unter Anhängung eines Apostrophs.
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Die
in ihrer Gesamtheit in den Figuren mit 10 bezeichnete Vorrichtung
dient zum Aufstellen einer in 1 lediglich
abgebrochen und angedeutet dargestellten Kfz-Fronthaube, kann aber
gleichermaßen auch
zur Aufstellung anderer Fahrzeugtüren eingesetzt werden. Bezogen
auf die Situation gemäß 1 ist
die Fahrtrichtung des Fahrzeuges mit x bezeichnet, wobei die Vorrichtung 10 insbesondere
im Frontbereich des Fahrzeuges, also distanziert von einer bezüglich 1 weit
rechts liegenden Schwenkachse der Fahrzeugtür 11, angeordnet ist.
Die Fahrzeugtür 11 kann
um die nicht dargestellte Schwenkachse, bezogen auf 1,
im Uhrzeigersinn verschwenkt werden, entweder im Rahmen einer herkömmlichen Öffnungsbewegung,
wofür ein
Schloss 14 manuell geöffnet
werden muss, oder im Rahmen einer Aufstellbewegung bei Detektierung
einer Fußgänger-Unfall-Situation.
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Fest
an der Fahrzeugtür 11 angeordnet
ist ein Schließbügel 19,
der in 1 angedeutet ist, und der mit seinem Schließbügelschenkel 20 in
dem Gabelmaul einer um eine Schwenkachse 17 schwenkbaren
Gabelfalle oder Drehfalle 15 gefangen ist. Eine Sperrklinke 16,
die um eine Schwenkachse 13 drehbar ist, arretiert die
Drehfalle 15.
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Das
Schloss 14 mit der Drehfalle 15 und der Sperrklinke 16 ist
auf einer Montageplatte 12 montiert und mit dieser Montageplatte
um eine karosseriefeste Schwenkachse 13 zwischen der in 1 dargestellten
Ruheposition und einer in 3 dargestellten
Arbeitsposition, in der die Montageplatte 12 um die Schwenkachse 13 etwa
um 40° verschwenkt
ist, schwenkbar.
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Angemerkt
sei, dass zur Durchführung
einer herkömmlichen Öffnungsbewegung
der Kfz-Fronthaube 11 die Sperrklinke 16 über nicht
dargestellte Seilzüge
od. dgl. manuell oder motorisch betätigbar ist und auf diese Weise
die Drehfalle 15 freigeben kann. Nach Erreichen der Freigabestellung
der Drehfalle 15 kann der Schließbügelschenkel 20 aus
dem Gabelmaul herausgelangen und die Fahrzeugtür 11 geöffnet werden,
das heißt
manuell oder motorisch unterstützt
in Ausfahrrichtung A verschwenkt oder angehoben werden.
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Im
Falle einer Unfall-Situation, insbesondere einer Fußgänger-Unfall-Situation, ist es
gewünscht, die
Fronthaube 11 um einen gewissen Verstellweg anzuheben,
um eine Knautschzone bereitzustellen. Nach dem Ausführungsbeispiel
der Figuren erfolgt die Aufstellbewegung nach Feststellung eines
Unfalles durch nicht dargestellte Sensoren über eine Aktivierung des Aktorelementes 26.
Dieses kann, wie nachfolgend erläutert, die
Montageplatte 12 im Uhrzeigersinn aus ihrer Position gemäß 1 in
eine Position gemäß 3 im
Uhrzeigersinn verschwenken und die Fronthaube 11 bei verriegeltem
Schloss 14 um den gewünschten
Aufstellweg aufstellen.
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Zunächst sei
darauf hingewiesen, dass an der Montageplatte 12 ein Nocken 23 angeordnet
ist, der mit einer um eine karosserieseitig feste Schwenkachse 22 schwenkbare
Sperrklinke 21 zusammenwirkt. 1 zeigt
eine Position der Sperrklinke 21, in der eine Klaue 24 der
Klinke 21 den Nocken 23 hintergreift und fängt. Eine
Verschwenkung der Montageplate 12 im Uhrzeigersinn um die
Schwenkachse 13 ist in dieser Position nicht möglich.
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Das
Aktorelement 28 ist langgestreckt ausgebildet und umfasst
ein erstes Ende 27 und ein zweites Ende 28. Das
erste Ende 27 wird von einem Bauteil 38 gebildet,
an dem ein zylindrisches Element 33 (im Folgenden Zylinder)
befestigt ist. Das Bauteil 38 ist um eine Schwenkachse 29 schwenkbar
mit der Sperrklinke 21 verbunden.
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Innerhalb
des Zylinders 33 ist in Verfahrrichtung V (2)
verschiebbar ein Kolbenelement 34 angeordnet. An dem Kolbenelement 34 ist
eine Ventilnadel 39 lose festgelegt, die ihrerseits an
einem Kolbenkopf-Bauteil 40 befestigt ist. Der Kolbenkopf 40 ist
um eine Schwenkachse 30 schwenkbar an der Montageplatte 12 angelenkt.
Das Aktorelement 26 wird somit von dem Kolbenkopf 40,
der Ventilnadel 39, dem Kolben 34, dem Zylinder 33 und
dem Bauteil 38 einschließlich der beiden Anlenkachsen 29 und 30 gebildet.
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Bei
Aktivierung des Aktorelementes geschieht Folgendes, wobei zunächst nur
die prinzipielle Wirkungsweise erläutert ist und nachfolgend detaillierter
auf die Funktionsweise eingegangen wird:
Infolge einer Aktivierung
des Aktorelementes 26 ist dieses bestrebt, sich zu verlängern und
dazu aus einer axial kurzen Position gemäß 1 in eine
axial langgestreckte Position gemäß 3 zu verfahren. Das Aktorelement 26 ist
nach Aktivierung grundsätzlich
bestrebt, die beiden Enden 27 und 28 auseinander
zu drängen.
Infolge einer Aktivierung übt
daher ausgehend von einer Position gemäß 1 das Aktorelement 26 mit
seinem ersten Ende 27 zunächst eine Kraft in Richtung
des Pfeiles R auf die Sperrklinke 21 aus und verschwenkt
diese entgegen dem Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 22,
bis die Sperrklinke 21 mit ihrer Außenkontur eine karosserieseitige
Anschlagfläche 25 erreicht,
also eine Position gemäß 2.
Infolge einer fortwährenden
Auseinanderbewegung der beiden Enden 27 und 28 des
Aktorelementes 26 kann sich das Aktorelement 26 nunmehr
mit seinem ersten Ende 27 an der karosserieseitigen Anschlagfläche 25 abstützen. Nunmehr übt das zweite
Ende 28 des Aktorelementes 26 eine Kraft auf die
Montageplatte 12 aus und verschwenkt diese im Uhrzeigersinn
um ihre Schwenkachse 13 in eine Position gemäß 3.
Die Schwenkbewegung der Montageplatte 12 endet, wenn ein
Steuernocken 32, der karosseriefest angeordnet ist, an
den in 2 mit 47 bezeichneten Anschlag eines
in der Montageplatte 12 angeordneten Kulissenschlitzes 31 gerät. Die Fahrzeugtür ist bei
Erreichen dieser Funktionsposition der Vorrichtung 10 gemäß 3 aufgestellt.
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Nunmehr
wird auf den Mechanismus zur Auslösung des Aktorelementes 26 eingegangen:
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1 lässt erkennen,
dass in dem Bauteil 38 des Aktorelementes 26 ein
Hohlraum vorgesehen ist, der eine Kammer 37 bildet. Die
Vorrichtung 10 umfasst auch einen in den Figuren nicht
dargestellten Treibsatz, eine Treibladung oder eine sonst wie geartete
pyrotechnische oder expandierbare Anordnung, die geeignet ist, ein
innerhalb der Kammer 37 befindliches oder dort einbringbares
Gasvolumen nach Aktivierung des Aktorelementes 26 schnell
zu expandieren oder den Druck in der Kammer 37 schnell
zu erhöhen,
beispielsweise durch Auslösung
einer Explosion od. dgl. Infolge einer Expansion des in der Kammer 37 befindlichen
Gasvolumens wird die Stirnseite 43 des Kolbenelementes 34 in
Richtung des Pfeiles V verlagert. Anzumerken ist dabei, dass das Kolbenelement 34 mit
seinen radialen Außenflächen 36 im
Wesentlichen dicht an der Innenseite 35 des Zylinders 33 anliegt.
Zugleich bilden die Innenflächen 35 des
Zylinders 33 ein Gleitlager für den Kolben 34 aus.
Unter Umständen
können
zwischen den Außenflächen 36 des
Kolbens 34 und den Innenflächen 35 des Zylinders 33 auch
in den Figuren nicht dargestellte Dichtelemente angeordnet sein.
Wichtig ist, dass die Kammer 37 bei in einer Position gemäß 1 befindlichem
Kolbenelement 34 im Wesentlichen gasdicht ausgebildet ist.
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Infolge
einer Expansion des in der Kammer 37 befindlichen Gasvolumens
oder infolge einer Druckerhöhung
werden das Kolbenelement 34 und gleichermaßen die
Ventilnadel 39 und der Kolbenkopf 40 in Verfahrrichtung
V verschoben, wobei aufgrund des in Pfeilrichtung P auf Ventilnadelkopf 44 und
Kolbenstirn 43 ausgeübten
Drucks die Ventilnadel 39 gemeinsam mit dem Kolben 34 verfährt. Auf
diese Weise werden die beiden Enden 27 und 28 des
Aktorelementes 26 auseinandergedrängt, so dass, wie oben beschrieben,
zunächst
die Sperrklinke 21 in ihrer Freigabestellung verlagert
wird und nachfolgend die Montageplatte 12 im Uhrzeigersinn
verschwenkt wird.
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Die
Verschiebebewegung des Kolbens 34 endet, wenn das Nockenelement 32 an
dem Anschlag 47 des Kulissenschlitzes 31 anliegt,
bzw. wenn eine kragenartige Verengung des Zylinders 33 mit
entsprechenden Halteflächen 41 von
der Unterseite 42 des Kolbenelementes 34, die
eine Gegenhaltefläche
ausbildet, kontaktiert wird.
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Im
Folgenden wird beschrieben, wie das Ventil 48 der Vorrichtung 10 funktioniert:
Für den Fall,
dass bei aufgestellter Fahrzeugtür 11 gemäß 3 ein
Fußgänger mit
seinen Gliedmaßen auf
die Außenseite
der Fahrzeugtür 11 aufprallt, übt dieser
in Einfahrrichtung E eine Kraft auf die Haube 11 aus und
somit eine Kraft, die bestrebt ist, die Montageplatte 12 entgegen
dem Uhrzeigersinn um ihre Schwenkachse 13 zurück zu verschwenken.
Mithin wird auf das zweite Ende 28 des Aktorelementes 26 eine
Kraft in Rückrichtung
R ausgeübt.
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Diese
Kraft (bzw. der Impuls) wird von dem Kopfabschnitt 40 des
Kolbens 34 unmittelbar auf die Ventilnadel 39 übertragen.
Aufgrund des Übertragungsimpulses
durch den Aufprall der Gliedmaßen des
Fußgängers auf
die Fronthaube 11 erfährt
auch die Ventilnadel 39 einen entsprechenden Impuls, der aufgrund
der Massenträgheit
des Kolbenelementes 34 eine Verlagerung der Ventilnadel 39 relativ
zu dem Kolbenelement 34 ermöglicht, wie dies nachfolgend anhand
der 4 und 5 erläutert werden soll. Die Rückbewegung
der Ventilnadel 39 gemeinsam mit dem Kopfabschnitt 40 in
Rückverlagerungsrichtung
R ist dabei möglich,
da der auf die Stirnfläche 49 des
Kopfes 44 der Ventilnadel 39 ausgeübte Druck
P aufgrund der geringen Fläche
der Stirnseite 49 nur eine geringe Kraft für eine Rückverlagerung
der Ventilnadel 39 erfordert.
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Sobald
sich der Ventilkopf 44 von der Druck-Beaufschlagungsfläche 43 des
Kolbens 34 abgehoben hat, wie dies 5 zeigt,
kann der in der Kammer 37 befindliche Überdruck entweichen. Ein Axialabschnitt 45 der
Ventilnadel 39 ist dafür
mit einem geringeren Außendurchmesser
versehen als die übrigen
Axialabschnitte der Ventilnadel 39. Zwischen dem Innendurchmesser
einer Bohrung des Kolbenelementes 34 und dem Außendurchmesser
des Axialabschnittes 45 bildet sieh so ein kreisringförmiger Entlüftungskanal 46.
Die unter großem
Druck stehende, in der Kammer 37 befindliche Luft bzw.
das expandierte Gas kann, wie durch die gestrichelten Pfeile in 5 angedeutet,
auf diese Weise aus der Kammer 37 in den Außenraum
entweichen.
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Nachfolgend
kann bei einer fortwährenden Bewegung
des zweiten Endes 28 und des Kolbenkopfes 40 in
Verlagerungsrichtung R die Stirnseite 50 des Kolbenkopfes 40 an
der Unterseite 42 des Kolbenelementes 34 anschlagen
und dieses nachfolgend in Rückverlagerungsrichtung
R mitnehmen, und zwar gegebenenfalls bis in eine Position gemäß 1 hinein,
in der das Kolbenelement 34 an dem Bauteil 38 anschlägt. Eine
Rückbewegung
des Kolbens 34 in Richtung R ist möglich, da während einer Rückverlagerung
des Kolbenelementes 34 in Verlagerungsrichtung R aus einer
Position gemäß 3 in eine
Position gemäß 1 hinein
das in der Kammer 37 befindliche Gas fortwährend durch
nicht dargestellte weitere Entlüftungskanäle, die
sich z.B. zwischen den Flächen 50 und 42 befinden,
ausströmen kann.
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Die 4 und 5 zeigen
eine Ausbildung einer Ventilnadel 39, die einen recht kurz
gehaltenen Axialabschnitt 45 besitzt, der im Falle einer
ausgehend von 5 fortwährenden Rückverlagerung des Kolbenkopfes 40 in
Rückverlagerungsrichtung
R bis zu einem Anschlagen der Flächen 50 und 42 aneinander
derartig weit in das Kolbenelement 34 hinein einfahren
kann, dass der im Durchmesser verkleinerte Axialabschnitt 45 über die
Unterseite 42 des Kolbenelementes 34 nicht mehr
hervorragt und insoweit eine weitere Entlüftung der Kammer 37 bei
Kontaktierung der Flächen 50 und 42 verhindert
oder beeinträchtigt
sein könnte.
Dies kann gewünscht
sein, beispielsweise um ausgehend von einer Position gemäß 5 bei
einer fortwährenden
Verlagerung des Kolbenkopfes 40 in Rückverlagerungsrichtung R eine gewisse
Dämpfung
durch geringfügige
Erhöhung
des Gasdrucks in der Kammer 37 zu erzielen, der auch den
Aufprall des Fußgängers mit
seinen Gliedmaßen auf
der Fronthaube 11 dämpfen
könnte.
Alternativ kann aber auch eine weitere Entlüftung der Kammer 37 während einer
Verlagerung des Kolbenelementes 34 aus einer Position gemäß 5 in
Rückverlagerungsrichtung
R gewünscht
sein. In diesem Falle könnte
der Entlüftungskanal 46 auch
geringfügig
modifiziert ausgestaltet sein und bei einer Rückverlagerung der Haube 11 beispielsweise
eine Entlüftung auch
zwischen den Kontaktflächen 50 und 42 hindurch
oder durch den Kolbenkopf 40 hindurch ermöglichen.
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Bei
einer in den Figuren nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung
ist anstelle einer verlagerbaren Ventilnadel 39, die zwischen
einer die Kammer 37 dichtenden Position gemäß 4 und
einer die Dichtung der Kammer 37 aufhebenden Position gemäß 5 verlagerbar
ist, eine Membran vorgesehen. Die Membran kann beispielsweise einen
Entlüftungskanal
dichtend abdecken und im Falle einer Rückverlagerung der Fahrzeugtür 11 von
einer Nadel od. dgl. zerstochen werden und dadurch eine Verbindung
des Lüftungskanals 46 mit
der Kammer 37 freigeben.
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Ausführungsbeispiele
der zweiten Erfindung sollen nunmehr anhand der 6 bis 9 beschrieben
werden. Die 6 bis 9 zeigen
eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum
Aufstellen einer Fahrzeugtür 11 gemäß 1,
wobei aus Gründen
der Übersichtlichkeit
wesentliche Teile und Elemente der Vorrichtung weggelassen worden
sind und lediglich das Aktorelement 26 dargestellt ist.
Das Aktorelement 26 weist wiederum ein erstes Ende 27 und
ein zweites Ende 28 auf, wobei jedes der in den 6 bis 9 dargestellten
Aktorelemente 26 das in 1 dargestellte
Aktorelement 26 ohne Weiteres ersetzen und Bestandteil
der in 1 dargestellten Vorrichtung 10 sein kann.
In 6 angedeutete Anbindungsachsen 29 und 30 sollen
im Falle einer Aktivierung des Aktorelementes 26 der 6 wiederum auseinandergetrieben
werden.
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Das
Aktorelement 26 gemäß 6 umfasst ein
Kolbenelement 34, an dem ein Kopfbauteil 40 unmittelbar
befestigt ist und mit dem Kolbenelement 34 eine einstückige Einheit
bildet. Das in den 6 bis 9 mit 39' bezeichnete,
und rein äußerlich
der Ventilnadel 39 des Ausführungsbeispieles der 1 bis 5 ähnelnde
Bauteil besitzt bei den Ausführungsbeispielen
der 6 bis 9 lediglich die Funktion eines
starren Verbindungselementes zwischen dem Kolbenelement 34 und
der Anbindungsachse 30 bzw. dem zweiten Ende 28.
Bei den Ausführungsbeispielen
der 6 bis 9 ist das Element 39' somit nicht
relativ zu dem Kolben 34 verlagerbar.
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Das
Kolbenelement 34 ist innerhalb eines Zylinders 33 zwischen
der in 6 dargestellten eingefahrenen Ruheposition und
der in 7 dargestellten ausgefahrenen Arbeitsposition,
die einer aufgestellten Position der Fahrzeugtür entspricht, verfahrbar. Die
Kammer 37 dient wiederum zur Aufnahme eines expandierbaren
Gasvolumens, wobei in der zuvor beschriebenen Weise eine Treibladung,
ein Treibsatz oder eine sonstige pyrotechnische Einrichtung, die
in den Figuren nicht dargestellt ist, vorgesehen ist, um das in
der Kammer 37 befindliche Gasvolumen zu expandieren.
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Infolge
einer Erhöhung
des Gasdrucks in der Kammer 37 nach Aktivierung des Aktorelementes 26 wird
ein Druck auf die Stirnfläche 43 des
Kolbenelementes 34 ausgeübt, der das Kolbenelement 34 in Verlagerungsrichtung
V relativ zu dem festgehaltenen Zylinder 33 verlagert.
In der zuvor beschriebenen Weise wird bei einer Anordnung gemäß 1 zunächst die
Sperrklinke 21 verlagert, die die Montageplatte 12 freigibt
und nachfolgend durch das zweite Ende 28 des Aktorelementes 26 ein
Drehmoment auf die Montageplatte 12 zur Aufstellung der
Fahrzeugtür 11 ausgeübt.
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Die
Auslösung
des Aktorelementes und die Zunahme des Gasdrucks verlagern das Kolbenelement 34 in
Verlagerungsrichtung V, bis dieses mit seiner Unterseite 42 an
entsprechenden Halteflächen 41 an
einer Verengung des Zylinders 33 anstößt oder bis das in 1 dargestellte,
in den Kulissenschlitz 31 hineinragende Nockenelement 32 die
Anschlagfläche 47 des
Kulissenschlitzes 31 erreicht. Kurz vor Erreichen seiner
Endposition gemäß 7 gibt
das Kolbenelement 34 einen Gasauslass 51 frei,
der von einer Öffnung
in der Wand des Zylinders 33 gebildet ist. Während der
Verlagerungsbewegung des Kolbenelementes 34 von einer Ruheposition
gemäß 6 hin
zur Arbeitsposition gemäß 7 dichten die
Außenflächen 36 des
Kolbenelementes 34 durch Zusammenwirken mit der Innenseite 35 des
Zylinders 33 die Kammer 37 sicher gegenüber dem
Außenraum
ab. Sobald das Kolbenelement 34 den Gasauslass 51 überfährt und
diesen damit freigibt, kann der erhöhte Innendruck aus der Kammer 37 heraus entweichen.
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Eine
Rückbewegung
der in den 6 und 7 nicht
dargestellten Fahrzeugtür 11,
und damit eine Rückbewegung
des Kolbenelementes 34 in Rückverlagerungsrichtung R kann
ausgehend von einer Position gemäß 7 nun
stattfinden, ohne dass diese Bewegung entgegen einem hohen Gasdruck
in der Kammer 37 erfolgt, da dieser hohe Gasdruck infolge
eines Entweichens von Gas durch den Gasauslass 51 hindurch
deutlich gemindert ist. Damit wird bei einem Aufprall eines Fußgängers auf
die Fronthaube dessen Sicherheit erhöht und das Verletzungsrisiko
gemindert.
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3 zeigt
eine gegenüber 6 geringfügig geänderte Ausführungsform
mit in Arbeitsposition befindlichem Kolbenelement 34, bei
der der Gasauslass 51 von einer Drossel 52 verschlossen
ist. Der Gasauslass 51 wird wiederum erst freigegeben, wenn
das Kolbenelement den Gasauslass 51 überfahren hat und somit nahezu
seine Arbeitsposition erreicht hat. Das innerhalb der Kammer 37 befindliche und
unter großem
Druck stehende Gasvolumen kann allerdings aus der Kammer nicht ungehindert
austreten, sondern wird durch die Drossel 52 gebremst oder
daran zumindest geringfügig
gehindert. Mithin dämpft
die Drossel 52 den Gasaustritt, was eine Dämpfungswirkung
bei einer Rückbewegung
der Fahrzeugtür
infolge eines Aufpralles eines Fußgängers verstärkt.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist
in 9 dargestellt. Dort ist der Gasauslass 51 mit
einer zweiten Kammer 53 verbunden. Sobald der Kolben 34 den Gasauslass 51 überfahren
hat, ist eine Verbindung zwischen der Kammer 37 und der
zweiten Kammer 53 hergestellt, so dass das Kammervolumen
insgesamt vergrößert ist.
Damit wird der Druck in der Kammer 37 entsprechend den
Volumenverhältnissen
der beiden Kammern 37 und 53 zueinander gemindert. Auch
hierdurch kann eine Rückbewegung
der Fahrzeugtür
in Einfahrrichtung E gemäß 1 mit
geringerer Kraft und in gedämpfter
Weise erfolgen, was gleichermaßen
die Sicherheit des Fußgängers in
einer Unfall-Situation
erhöht.
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Angemerkt
sei, dass eine Drossel 52 auch bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 9 dem Gasauslass
zugeordnet sein kann.