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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 getriebliche 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 getriebliche 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 dadurch, dass der Kammer ein Ventil zugeordnet ist, durch das die Kammer entlüftbar ist, wobei das Ventil eine Ventilnadel aufweist, die zwischen einer die Kammer abdichtenden Position, in der eine Bewegung des Kolbens zur Aufstellung der Fahrzeugtür erfolgen kann, und einer die Dichtung aufhebenden Position, zur Ermöglichung einer Rückbewegung der Fahrzeugtür, verlagerbar 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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Erfindungsgemäß 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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Aus dem Stand der Technik gemäß der
DE 103 05 685 A1 ist zwar grundsätzlich der Einsatz von Ventilen bei Vorrichtungen zum Aufstellen einer Fahrzeugtür bekannt. Diese Ventile schalten jedoch automatisch, in Abhängigkeit des Zylinderinnendrucks, zur Vermeidung eines zu frühen Abströmens des Treibgases.
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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 vorteilhaft eine Vorrichtung bei welcher 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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Vorteilhaft erscheint es, 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 Ventiles 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 18 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 Montageplatte 12 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 13 ist in dieser Position nicht möglich.
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Das Aktorelement 26 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 Fahrzeugtor 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:
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 sich 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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8 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.