DE10209907A1 - Sicherheitsvorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion, wie sie insbesondere bei einem Unfall erforderlich werden kann. Die Sicherheitsvorrichtung weist mindestens ein Lagerteil (4) mit wenigstens einer Bohrung (11) auf. Ferner ist mindestens ein Bolzen (2) vorhanden, der koaxial in diese Bohrung (11) eingesetzt ist, um das Lagerteil (4) mit einem Anschlussteil (1) zu verbinden. Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung enthält ferner Mittel zum Entfernen eines Lagerelementes oder eines Bolzens (2), insbesondere eines Pedalbolzens des Kraftfahrzeuges bzw. Lösen des Anschlussteils (1) von dem Lagerteil (4), wobei diese Mittel einen bei einem Unfall aktivierbaren Mechanismus (8) bilden, der in einem mit dem Lagerteil (4) verbundenen Gehäuse (6) untergebracht und in axialer Verlängerung zu der Bolzenachse (12) mit dem Bolzen (2) verbunden ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion, wie sie insbesondere bei einem Unfall erforderlich werden kann. Die Sicherheitsvorrichtung weist mindestens ein Lagerteil mit wenigstens einer Bohrung auf. Ferner ist mindestens ein Bolzen vorhanden, der koaxial in diese Bohrung eingesetzt ist, um das Lagerteil mit einem Anschlussteil zu verbinden. Der Bolzen kann hierbei die Bohrung vollständig durchdringen oder nur abschnittsweise in dieser aufgeommen sein. Die Sicherheitsvorrichtung enthält ferner Mittel zum Entfernen eines Lagerelementes oder des Bolzens, insbesondere eines Pedalbolzens des Kraftfahrzeuges bzw. zum Lösen des Anschlussteils von dem Lagerteil.
• Derartige Sicherheitsvorrichtungen kommen unter anderem an der Pedalerie im Fußraum von Fahrgastzellen in Kraftfahrzeugen zur Vermeidung von Verletzungsrisiken aufgrund von Aufprallunfällen zum Einsatz. Die Verletzungsrisiken liegen darin begründet, dass bei einem Aufprallunfall die Insassen nicht in der Lage sind, die auftretenden Beschleunigungskräfte abzufangen, so dass unter anderem die unteren Extremitäten der im Frontbereich sitzenden Person in den Fußraum hinein geschleudert werden. Der gesamte Fußraum kann sich bei der zuvor genannten Unfallsituation extrem verformen. Die in der Folge entstehenden Verletzungen sind für den oder die Betroffenen schmerzhaft und können sogar bis zu lebenslangen Verstümmelungen führen. Um diesem Umstand entgegenzuwirken sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Lösungen bekannt. Hauptsächlich werden zwei Arten von Sicherheitsvorrichtungen unterschieden. Zum einen wird durch Knicken bzw. Wegbiegen eines Anschlussteils - beispielsweise einer Druckstange - vermieden, dass sich das Pedal in Richtung Fahrzeuginnenraum bewegt, zum anderen wird durch Öffnen der Pedallagerstelle, hervorgerufen durch Deformation - beispielsweise Verbiegen - von Strukturteilen, beispielsweise Blechen, ein Eindringen des Pedals in den Fahrzeuginnenraum verhindert.
• Aus der Patentschrift DE 10 04 0043 ist eine Sicherheitsvorrichtung bekannt, welche durch Öffnen der Pedallagerstelle ein Eindringen des Pedals in den Fußraum verhindert. Die Sicherheitsvorrichtung umfasst einen Lagerbock, in dem die um eine Achse schwenkbaren Pedale auf Bolzen, welche in den Aufnahmen des Lagerbocks festgelegt sind, gelagert sind. Dabei weist der Lagerbock zumindest einen aufweitbaren Abschnitt auf, sodass die bei einem Unfall von außen aufgebrachte Krafteinwirkung zu einer Deformation der vorderen Spritzwand führt und in Folge dessen den Lagerbock aufweitet oder spreizt. Die Aufweitung kann mittels eines keilförmigen Elementes erfolgen, welches zwischen die Schenkel eines Lagerbocks getrieben wird. Die hierzu erforderliche kinetische Energie wird aus der Bewegung der sich bei einem Unfall relativ zueinander verformenden Kraftfahrzeugteile gewonnen. Damit erfolgt die Freigabe der die Fußpedale lagernden Bolzen, so dass die Pedale mit dem Bolzen aus ihrer Halterung gelöst werden und nicht in den Fußraum eindringen.
• Bei der bekannten Sicherheitsvorrichtung tritt der Nachteil auf, dass die Pedallagerstelle nur passiv aufgrund der durch einen Aufprallunfall verursachten Deformation geöffnet wird und damit die Sicherheitsvorrichtung abhängig von Art und Stärke des Unfalls und damit unzuverlässig ist. Zudem sind die bekannten Systeme isoliert von anderen in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Sicherheitsvorrichtungen - wie beispielsweise einer Airbagsicherung - und bieten somit keinen umfassenden Schutz.
• Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung zu schaffen, bei der das Öffnen der Lagerstelle, genauer das Entfernen des Lagerbolzens aus der Lagerung, zuverlässiger und unabhängig von Art und Stärke des Unfalls ist und zugleich eine Kopplung mit anderen Sicherheitssystemen gewährleistet wird.
• Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Der erfindungsgemäße Gegenstand betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zum Entfernen eines Bolzens, insbesondere eines Pedalbolzens in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einem ersten Lagerteil, welches mindestens eine Bohrung für eine Bolzenverbindung zu mindestens einem Anschlussteil aufweist, sowie mindestens einem Bolzen, welcher koaxial in diese Bohrung eingesetzt ist, um das Lagerteil und das Anschlussteil miteinander zu verbinden. Dabei sind Mittel zum Entfernen des Bolzens bzw. ein Lösen des Anschlussteils zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion vorgesehen, die als ein Mechanismus ausgebildet sind, der in einem mit dem Lagerteil verbundenen Gehäuse untergebracht und in axialer Verlängerung zu der Bolzenachse mit dem Bolzen verbunden ist. Diese Mittel sind bei einem Unfall aktivierbar.
• Diese Lösung bietet den Vorteil, dass aufgrund der aktiven wie auch passiven Auslösung der Sicherung die Sicherheitsfunktion der Vorrichtung unabhängig von der Art und Stärke der durch einen Aufprallunfall hervorgerufenen Deformation ist, ohne die bisherigen Möglichkeiten einzuschränken. Weiterhin lässt sich nun die Sicherheitsvorrichtung mit anderen aktiven Sicherheitsvorrichtungen, beispielsweise mit einer Airbagauslösung oder einem Gurtstraffer, koppeln, um so einen kompletteren und umfassenderen Schutz zu bieten. Zudem ist die Auslösung nicht mehr von der Art des Aufprallunfalls abhängig, sondern berücksichtigt vielmehr jegliche Arten von Unfällen, welche eine Sicherheitsfunktion benötigen. Durch die kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung entstehen keine unnötigen Verletzungsrisiken und Einschränkungen durch hervorragende Bauteile.
• Vorzugsweise kann das Anschlussteil ein in einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs befindliches Fußpedal sein, wobei als Lagerteil ein U-förmiger Lagerbock dienen kann, damit bei einer zweiseitigen Lagerung der Montageaufwand reduzierbar ist.
• Vorteilhafter Weise ist der Bolzen zweiteilig aufgebaut, damit statt einer großen, einseitig am Bolzen angeordneten Sicherheitsvorrichtung zwei kleinere Sicherheitsvorrichtungen eingebaut werden können, welche beiderseitig des Bolzens platzsparend anzubringen sind und damit ein geringes Verletzungsrisiko in sich bergen.
• Der Mechanismus der Sicherheitsvorrichtung kann vorteilhafter Weise aus einer Feder- Speichereinheit oder aus einer pyrotechnischen Einheit oder aus einer Kombination dieser Einheiten bestehen. Durch eine aktiv oder passiv lösbare Sicherung kann der Mechanismus sowohl über eine Verformung als auch über eine aktive Ansteuerung sowie eine Kombination aus beiden ausgelöst werden, womit eine deutlich höhere Sicherheitsfunktion realisierbar ist. Zudem ist die Feder-Speicher-Einheit nach Auslösung durch einen einfachen Spannvorgang weiterverwendbar. Zudem stellt die Feder-Speicher-Einheit eine preiswerte Lösung zur Auslösung der Sicherheitsvorrichtung dar.
• Ein weiterer Vorteil kann darin gesehen werden, den Mechanismus aus einer pyrotechnischen Einheit mit einem Gasgenerator und mit einer aktiv oder passiv lösbaren Sicherung auszuführen, da so ein kostengünstiger, mit wenig Aufwand zu produzierender Mechanismus bereitgestellt wird, welcher sich leicht montieren lässt und sich hervorragend sowohl über eine aktive Sensor-Aktor-Kombination als auch passiv über Deformation auslösen lässt.
• Eine weitere die Erfindung verbessernde Maßnahme sieht vor, dass bei einem zweiteiligen Bolzen die Mittel zum Entfernen des Bolzens auf je einer Seite des Bolzenendes angebracht sind, da so ein platzsparender, kompakter Mechanismus seitlich der Lagerung angebracht werden kann. Durch die zweiteilige Ausführung ist zudem gewährleistet, dass, sollte ein Mechanismus ausfallen, immer noch der zweite Mechanismus für eine Auslösung der Sicherheitsfunktion sorgt.
• Von besonderem Vorteil ist, dass die aktiv lösbare Sicherung eine durch eine Sensor- Aktor-Kombination ausgelöste Sicherung ist, da so eine elektrische Kopplung an vorhandene Sicherheitsvorrichtungen wie zum Beispiel an eine Airbagauslösung eines Kraftfahrzeuges möglich ist.
• Vorzugsweise ist die passiv lösbare Sicherung ein Hebel, welcher einseitig mit dem Lagerbolzen verbunden ist, um bei Verschiebung des Lagerteils die Sicherung auszulösen, da sich so die von der Deformation eines Aufprallunfalls abhängige Auslösung sehr gut über den Hebelarm einstellen lässt.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Es zeigt:
• Fig. 1 einen Querschnitt einer Prinzipdarstellung einer ersten erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung zum Entfernen eines Bolzens und
• Fig. 2 einen Querschnitt einer Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung zum Entfernen eines Bolzens in einer anderen Ausführungsform.
• Die Sicherheitsvorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem als Pedal ausgebildetem Anschlussteil 1, welches über einen Bolzen 2 mit einem Lagerteil 4 verbunden ist. Das als einteiliger Lagerbock ausgebildete, U-förmige Lagerteil 4 weist in der Darstellung beidseitig unterschiedliche Mechanismen 8 auf. Linksseitig ist ein Mechanismus in Form einer pyrotechnischen Einheit 5 und rechtsseitig ein als Federspeichereinheit ausgebildeter Mechanismus 8 befestigt.
• Der Bolzen 2 besteht aus zwei formschlüssig bzw. kraftschlüssig miteinander verbundenen Bolzenhälften 2a und 2b. In Verbindung mit einem als Federspeichereinheit ausgeführten Mechanismus 8 ist eine Bolzenhälfte 2b mit einem Federteller 3 ausgestattet bzw. verbunden. Der gesamte Mechanismus 8 besteht demnach aus einem Federteller 3, einer Druckfeder 8a und einer Sicherung 7 welche von einem geschlossenen Gehäuse 6 umgeben sind. Vor dem Einstecken der rechten Bolzenhälfte 2b in das Lagerteil 4 wird die Druckfeder 8a über die Bolzenhälfte 2b gesteckt. Beim Einsetzen der Bolzenhälfte 2b in das Lagerteil 4 wird die Druckfeder 8a gespannt. Damit der Bolzen 2 nicht aufgrund der hohen Federkraft der Druckfeder 8a aus dem Lagerteil 4 gezogen wird, wird eine Sicherung 7, die den mit dem Bolzen 2 verbundenen Federteller 3 in der vorgespannten Position arretiert, eingesetzt. Den gesamten Mechanismus 8 umgibt ein geschlossenes Gehäuse 6, welches an den Mechanismus 8 so angepasst ist, dass es die Führung des als Federspeichereinheit ausgebildeten Mechanismus 8 gewährleistet und den Sicherungsmechanismus (nicht dargestellt) aufnehmen kann. Bei aktiver oder passiver Auslösung der Sicherheitsfunktion wird die Sicherung 7 gelöst und die Druckfeder 8a zieht die rechte Hälfte des zweiteiligen Bolzens 2b, welche aufgrund der hohen Federkraft von der linken Bolzenhälfte 2a getrennt wird, aus dem Lagerteil 4 heraus. Die linke Bolzenhälfte 2a wird entweder durch einen analogen, spiegelsymmetrisch zum radialen Querschnitt des Bolzens 2 liegenden Mechanismus 8 oder durch einen in Fig. 2 prinzipiell dargestellten und im folgenden näher beschriebenen Mechanismus entsprechend auf der linken Seite des Lagerteils 4' herausgezogen.
• In Fig. 2 ist der in Fig. 1 linksseitig, als eine pyrotechnische Einheit ausgebildete Mechanismus schematisch dargestellt. Hier ist ein Bolzen 2' auf einer Seite mit einem Kolben 9a verbunden und bildet somit ein Kolben-Bolzen-Verbund 9. Den Kolben- Bolzen-Verbund 9 nimmt ein Gehäuse 6' auf, welches unter anderem die Führung des Kolbens 9a gewährleistet und den Anschluss eines Gasgenerators 10 ermöglicht. Bei Auslösen der Sicherheitsfunktion (nicht dargestellt) erzeugt der Gasgenerator 10 in einem kleinen Hohlraum zwischen Kolben 9a und Bolzen 2' innerhalb des Gehäuses 6' einen Überdruck, welcher den Kolben 9a von dem Lagerteil 4' wegbewegt und damit den Bolzen 2' aus dem Lagerteil 4' entfernt. Bezugszeichenliste 1 Anschlussteil
  2 Bolzen (zweiteilig)
  2a Bolzenhälfte (links)
  2b Bolzenhälfte (rechts)
  2' Bolzen (einteilig)
  3 Federteller
  4 Lagerteil (U-förmig, einteilig)
  4' Lagerbock (einteilig)
  5 Pyrotechnische Einheit
  6 Gehäuse (geschlossen, rechte Seite)
  6' Gehäuse (geschlossen, linke Seite, für pyrotechnische Einheit)
  7 Sicherung
  8 Mechanismus (Federspeichereinheit)
  8a Druckfeder
  9 Kolben-Bolzen-Verbund
  9a Kolben
  10 Gasgenerator
  11 Bohrung
  12 Bolzenachse
  

Claims (10)

1. Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion mit:
mindestens einem Lagerteil (4), welches wenigstens eine Bohrung (11) aufweist,
mindestens einem Bolzen (2), welcher koaxial in diese Bohrung 11 eingesetzt ist, um das Lagerteil (4) mit einem Anschlussteil (1) zu verbinden sowie
Mitteln zum Entfernen eines Lagerelementes oder eines Bolzens (2), insbesondere eines Pedalbolzens des Kraftfahrzeuges beziehungsweise Lösen des Anschlussteils (1) von dem Lagerteil (4),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zum Entfernen des Bolzens (2) einen bei einem Unfall aktivierbaren Mechanismus (8) bilden, der in einem mit dem Lagerteil (4) verbundenen Gehäuse (6) untergebracht und in axialer Verlängerung zu der Bolzenachse (12) mit dem Bolzen (2) verbunden ist.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (1) ein in einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs befindliches Fußpedal ist, wobei das Lagerteil (4) ein das Fußpedal lagernder Lagerbock ist.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (4) U-förmig ist.

4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2) zweiteilig ist.

5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (8) eine Feder-Speichereinheit aufweist.

6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (8) eine pyrotechnischen Einheit (5) mit Gasgenerator (10) aufweist.

7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (8) eine aktiv oder passiv lösbare Sicherung (7) aufweist.

8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem zweiteiligen Bolzen (2) die Mittel zum Entfernen des Bolzens (2) auf je einer Seite des Bolzenendes angebracht sind.

9. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiv lösbare Sicherung (7) eine durch eine Sensor-Aktor-Kombination ausgelöste Sicherung ist.

10. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die passiv lösbare Sicherung (7) ein Hebel ist, welcher einseitig mit dem Lagerbolzen (2) verbunden ist, um bei Verschiebung des Lagerteils (4) die Sicherung (7) auszulösen.