CN113226859A - 用于机动车的变形装置和具有这种变形装置的机动车 - Google Patents

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Abstract

为了简化用于机动车(1)的变形装置(3)的结构，该变形装置具有两个能由碰撞引起地相对彼此移动的并且选择性地能闭锁的元件(25、30)，设置有：具有第一离心力杆(50‑1)的闭锁机构(45)，该第一离心力杆围绕位于第一元件(25)上的第一枢转轴(55‑1)可枢转地支承；围绕所述第一枢转轴(55‑1)设置的、与第一离心力杆(50‑1)作用连接的第一扭转弹簧(60‑1)；第一滚动面(65‑1)和与第一滚动面远离的第一贴靠面(70‑1)；以及基本上相同构造的与所述第一离心力杆(50‑1)相邻的第二离心力杆(50‑2)，其中，在低速碰撞的情况下，所述两个离心力杆(50‑1、50‑2)分别围绕其枢转轴(55‑1、55‑2)枢转，使得所述两个滚动面(65‑1、65‑2)彼此贴靠，所述两个贴靠面(70‑1、70‑2)分别贴靠到第二元件(30)上的对应的接纳面(89)上，并且在代表行人事故的事故情况下，所述两个离心力杆(50‑1、50‑2)分别围绕其枢转轴(55‑1、55‑2)枢转，使得所述两个滚动面(65‑1)彼此贴靠，而第一贴靠面(70‑1)和第二贴靠面(70‑2)远离第二元件(30)。

Description

用于机动车的变形装置和具有这种变形装置的机动车
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于机动车的变形装置。本发明还涉及一种根据权利要求6的装备有这种变形装置的机动车。
背景技术
为了在机动车前面事故时保护参与该事故的机动车乘员以及涉及该事故的机动车外部的人员、尤其是行人，规定了一系列措施。
因此，由DE102016211135A1已知一种用于机动车的变形装置，该变形装置具有横梁和安装在该横梁上的变形元件，其中，所述变形元件具有第一元件和第二元件，所述第一元件和第二元件能由碰撞引起地相对于彼此移动，以及所述变形元件具有预紧的或能由碰撞引起地预紧的闭锁机构，该闭锁机构可运动地支承在第一元件和第二元件中的一个上并且在碰撞的过程中能与第一元件和第二元件中的另一个闭锁。借助这样设计的变形机构，按照原理能够实现可靠且精确地与负载情况相关地触发变形装置。同样这种类型的变形装置也由EP1386794A1公知已知。
由DE102015211979A1已知一种用于机动车的变形装置，该变形装置具有横梁和变形元件，该变形元件安装在横梁上，其中，该变形元件具有第一元件和第二元件，所述两个元件能由碰撞引起地相对于彼此移动，以及该变形元件具有能预紧的闭锁机构，该闭锁机构可运动地支承在所述第一元件上并且在碰撞过程中能选择性地与所述第二元件闭锁或不闭锁，其中，该闭锁机构具有第一离心力杆和与所述第一离心力杆相邻的第二离心力杆，该第一离心力杆能围绕位于所述第一元件上的第一枢转轴可枢转地支承，该第二离心力杆能围绕位于所述第一元件上的第二枢转轴支承。
发明内容
本发明的任务是，给出一种由现有技术已知的装置的替代方案。
所述任务通过一种根据权利要求1所述的变形装置来解决。有利的设计方案可以从其从属权利要求中得出。
根据本发明的变形装置设置用于具有设置在前面或后侧的横梁的机动车并且具有安装在该横梁上的变形元件。该变形元件包括：第一元件和第二元件，所述第一元件和第二元件能由碰撞引起地相对于彼此移动；以及预紧的或能由碰撞引起地预紧的闭锁机构，该闭锁机构可运动地支承在第一元件和第二元件中的一个上并且能在碰撞的过程中选择性地与第一元件和第二元件中的另一个闭锁或不闭锁。
所述闭锁机构具有围绕位于第一元件上的第一枢转轴可枢转地支承的第一离心力杆、围绕所述第一枢转轴设置的并且与所述第一离心力杆作用连接的第一扭转弹簧、第一滚动面以及与第一滚动面远离的第一贴靠面。此外，设置有与所述第一离心力杆相邻的第二离心力杆，该第二离心力杆具有与第一离心力杆类似的构造，也就是说该第二离心力杆围绕位于第一元件上的第二枢转轴可枢转地支承并且具有围绕第二枢转轴设置的与第二离心力杆作用连接的第二扭转弹簧、第二滚动面和与第二滚动面远离的第二贴靠面。
在低速碰撞的情况下，其中尤其是多达约100kN的相对高的负载以4km/h至大约20km/h的相对低的速度作用到机动车的前部区域(或尾部区域)上(相应突出的情况是本身已知的停车碰撞)，第一离心力杆和第二离心力杆分别围绕第一枢转轴或第二枢转轴这样枢转，使得第一滚动面以及第二滚动面彼此贴靠，第一贴靠面贴靠到对应的、位于第二元件上的第一接纳面上，并且第二贴靠面贴靠到对应的、位于第二元件上的第二接纳面上。
而在代表行人事故的事故情况下，其中在多达约5kN的相对小的负载以大约20km/h至40km/h的相对高的速度范围作用到根据本发明的变形装置上，第一离心力杆和第二离心力杆分别围绕第一枢转轴或第二枢转轴这样枢转，使得第一滚动面以及第二滚动面彼此贴靠，而第一贴靠面和第二贴靠面远离第二元件。
根据本发明的变形装置以有利的方式仅需要相对小的结构空间。此外，以有利的方式与现有技术相比能实现在低速碰撞的情况下的切换行程减小或在代表行人事故的事故情况下的切换力减小。最后，根据本发明的变形装置也是稳定且稳固的，因为两个离心力杆在占据其相应的由碰撞引起的位置时似乎在彼此上滚动并且因此彼此相对地支承。
根据一种优选的实施方式规定，所述第二元件具有在朝向第一元件的方向上倾斜的区段，在碰撞过程中，第一离心力杆的相对于第一滚动面的远端的端部滑动越过所述倾斜的区段，或者第二离心力杆的相对于第二滚动面的远端的端部滑动越过所述倾斜的区段，以便张紧第一扭转弹簧或第二扭转弹簧。换句话说，在发生事故的情况下相应的扭转弹簧发生预紧。由此，以有利的方式可以完全放弃相应的扭转弹簧的通常缩短使用寿命的预紧，或者根据另一种优选的实施方式，仅设置有相应的扭转弹簧的小的预紧，其这样确定，使得必要时避免在根据本发明的变形装置中的干扰噪声、尤其是嘎嘎响声。
根据一种优选的实施方式，之前公开的倾斜区段在由第一离心力杆和第二离心力杆张开的虚拟平面中以及在变形装置的纵向方向上观察具有在5°至30°之间、优选在20°至25°之间、特别优选23°的倾斜角。由此，以有利的方式能够实现特别简单地协调第一扭转弹簧或第二扭转弹簧的弹簧特性、尤其是弹簧常数以及根据本发明设置的区段的倾斜度。
如果第一离心力杆具有第一卡锁面，该第一卡锁面在碰撞的过程中贴靠在位于第一元件上的对应的第一配合面上，并且如果第二离心力杆具有第二卡锁面，该第二卡锁面在碰撞的过程中贴靠在位于第一元件上的对应的第二配合面上，则以有利的方式实现了根据本发明的变形装置的稳定性和稳固性的进一步改善。
根据另一种优选的实施方式规定，所述变形装置具有弹性构造的、支承在第二元件上的复位机构，该复位机构用于使第一元件导回到其无碰撞的初始位置中。
所述弹性构造的复位机构由合适的弹性材料构成、优选由弹簧钢或塑料构成。该复位机构支承在第二元件上，由此可以利用根据本发明的变形装置同时实现一系列优点：
一方面，通过将复位机构集成到变形装置中能够制造一种模块状构造的、提供复位功能的变形装置，由此，在制造装备有一个或多个根据本发明的变形装置的机动车时本身得到简化的生产物流。
另一方面，通过根据本发明的变形装置得到简化的且尤其是可靠的复位功能，因为可相对彼此运动的构件呈模块状地连在一起，不同于在由现有技术已知的变形装置中，在相应装备的机动车生产过程期间不需要第一元件与复位器件特别耗费的且潜在的易于出错的定向。
要指出，所述复位机构在第二元件上的支承根据作用到根据本发明的变形装置上的机械能被保留或被松开。因此，在低速碰撞的情况下保持复位机构的支承。而在行人碰撞的情况下规定将所述复位机构与第二元件的支承松开。复位机构的支承的松开在此可以通过复位机构与第二元件的机械分开或分离和/或至少部分地破坏复位机构来实现。因此以有利的方式实现了根据本发明的变形装置的与负载相关的变形，利用该变形装置可以实现低速碰撞功能或行人保护功能。
之前所述的任务同样通过一种具有横梁和保险杠的机动车来解决，其中，设置有至少一个之前示出的根据本发明类型的变形装置。之前所述的优点相应地适用。
根据本发明，沿着车辆横向方向可以设置有一定数量的(或多个)根据本发明的变形装置，从而实现一整个系列的负载情况或保护功能。在此，其相对于车辆车身的位置、例如其平行于车辆横轴线的布置结构按照原理可自由构造并且仅受所基于的负载情况限制。
以特别有利的方式，这样尤其是沿横梁固定的变形装置具有至少部分地彼此不同的弹簧特性、尤其是弹簧常数。由此，能够以简单的方式根据位置使相应的变形装置匹配于不同的负载情况。
附图说明
下面参考图1至3C详细、但非预断地、尤其是非限制性地说明本发明的实施例。除非另有说明，相同元件具有相同附图标记。
图1是根据本发明的机动车的从上方看的部分视图，该机动车具有多个装配的根据本发明的处于正常位置中的变形元件。
图2是图1中所示的变形元件的一部分的分解图的放大透视图。
图3A以剖切的侧视图示出根据本发明的处于无事故情况下的变形元件的一部分。
图3B示出在图3A中所示的部分，该部分处于在低速碰撞时所占据的位置中。
图3C示出在图3A和图3B中所示的部分，该部分处于在行人保护功能中所占据的位置中。
具体实施方式
图1以示意性俯视图示出根据本发明的机动车1的前部区域，该机动车设有根据本发明的变形装置3。借助支架10在机动车1上固定有横梁5。保险杠15根据在此所示的正常位置(也就是说处于无事故的情况中)是在机动车1的主行驶方向F上伸出最远的元件。在这里所示的实施例中，四个根据本发明的变形元件20沿横向方向Q分布在横梁5的长度上。所述变形元件20的相应的特性、尤其是其彼此间的相应的距离以及在横梁5与保险杠15之间相应的距离D改变时的条件根据位置和负载情况针对每个单独的变形元件20来调节，如下面所阐述的那样。
在图2中部分地并且以放大的分解视图示出在图1中所示的变形元件20中的单个变形元件。变形元件20包括第一元件25以及第二元件30，所述第一元件本身由第一区段25-1和第二区段25-2构成，其中，第一元件25根据这里所示的实施方式在一端与保险杠15连接并且在另一端可移动地支承在第二元件30中。第二元件30本身通过在此未示出的连接器件、例如螺纹件固定在横梁5上。
复位机构40具有设置有在外侧均匀分布的保持区段40-3的框架40-5，该框架由硬质部件构成。框架40-5张开由弹性的软质部件构成的面器件40-7，在事故情况下第一元件25贴靠到该面器件上。为了装配这样构造的复位机构40，仅需要将其套装到端部区段35的外侧上并且将保持区段40-3与位于第二机构30上的接纳部35-1卡锁。
为了区分低速碰撞情况或行人保护情况的存在，变形元件20具有在此仅部分地描绘的闭锁机构45。该闭锁机构45这样支承在第二元件30上，使得在行人保护情况下允许第一元件25与第二元件30之间的相对运动。在低速碰撞情况下，闭锁机构45允许第一元件25与第二元件30之间的相对运动直至规定的极限值。如果超过该极限值，则该闭锁机构将第一元件25与第二元件30闭锁，如根据下面的图3A至3C描述的那样：
在图3A中部分地、以剖切的侧视图示出的变形装置20处于正常位置中，也就是说对于机动车1存在无事故的情况。
闭锁机构45具有第一离心力杆50-1，该第一离心力杆围绕位于第一元件25上的第一枢转轴55-1可枢转地支承。围绕所述第一枢转轴55-1设置有与所述第一离心力杆50-1作用连接的第一扭转弹簧60-1。第一离心力杆50-1附加地具有第一滚动面65-1和与第一滚动面远离的第一贴靠面70-1。
在闭锁机构45上以类似的方式设置有与第一离心力杆50-1相邻的第二离心力杆50-2，该第二离心力杆围绕位于第一元件30上的第二枢转轴55-2可枢转地支承。围绕所述第二枢转轴55-2设置有与所述第二离心力杆50-2作用连接的第二扭转弹簧60-2。第二离心力杆附加地具有第二滚动面65-2和与第二滚动面远离的第二贴靠面70-2。
第一枢转轴55-1和第二枢转轴55-2彼此平行地定向。根据这里所示的实施例，第一滚动面65-1和第二滚动面65-2彼此相对地在没有预紧的情况下贴靠并且相互支承。
在第二元件30中分别定位有朝向变形装置3的纵轴线L倾斜的区段80。在由第一离心力杆50-1和第二离心力杆50-2展开的虚拟平面中并且在变形装置3的纵向方向L上观察，相应的根据该实施例选择的倾斜角γ为23°。
在第二元件30的所述倾斜区段80上分别连接有凹部87，在该凹部的与横梁5间隔开的端部上分别设置有接纳面89。
最后，第一离心力杆50-1具有第一卡锁面85-1，或者第二离心力杆50-2具有第二卡锁面85-2，现在将描述其功能，就像在位于第一元件25上的第一配合面90-1或第二配合面90-2上的功能一样。
在图3A所示的无事故情况下，第一离心力杆50-1或第二离心力杆50-2的远离第一滚动面65-1或第二滚动面65-2的端部贴靠在第二元件30的内壁上。第一扭转弹簧60-1或第二扭转弹簧60-2的各自的预紧确定为，使得恰好避免离心力杆50-1、50-2相对于相应的内壁的引起干扰噪声的相对运动，但此外相对后者内壁不存在较大的压紧力。
在低速碰撞时，第一元件25沿x方向移动，其中，两个离心力杆50-1、50-2在其在图3A中示出的初始位置上首先经过相应的倾斜区段80。由于在朝向纵轴线L的方向上倾斜的区段80，第一贴靠面70-1和第二贴靠面70-2在朝向纵轴线的方向上运动并且因此张紧两个扭转弹簧60-1、60-2。一旦第一贴靠面70-1和第二贴靠面70-2已经越过相应的倾斜区段80，第一贴靠面和第二贴靠面(现在通过两个扭转弹簧60-1、60-2张紧)运动到第二元件30的相应的凹部87中，直至第一贴靠面和第二贴靠面贴靠到接纳面89上，如从图3B中可推断出。由此，一方面通过第一滚动面65-1和第二滚动面65-2在所述运动期间进行的滚动，另一方面通过第一卡锁面85-1贴靠在第一配合面90-1上或者第二卡锁面85-2贴靠在第二配合面90-2上，实现了两个离心力杆50-1、50-2的可靠支承，使得第一元件25的行程和横梁5的行程一起受限。
在第一元件25沿x方向的低速碰撞诱导的运动期间，复位机构40被预紧，其方式为其弹性的面器件40-7除了其固定在保持区段40-3上的部分之外同样沿x方向运动。如果低速碰撞诱导的运动结束，那么面器件40-7运动回到其在图3A中示出的初始位置中，因此第一元件25运动回到其在所述图中示出的初始位置中。
因此，借助在此示出的变形元件20能够在变形元件20的低速碰撞或到其初始位置中的复位时实现第一元件25相对于第二元件30的可逆的运动。
而在图3C中所示的代表行人事故的事故情况下，所述两个离心力杆50-1、50-2不支承在相应的接纳面89上。更确切地说，所述两个离心力杆50-1、50-2由惯性引起地这样运动越过相应的凹部，使得所述两个离心力杆越过端部区段35并且在端部区段那边(通过相应的倾斜区段80张紧)才在第一滚动面65-1与第二滚动面65-2滚动的情况下向外枢转，直至第一卡锁面85-1贴靠到第一配合面90-1上或第二卡锁面85-2贴靠到第二配合面90-2上。复位机构40在所述过程中与第二元件30分开，从而在这里所观察的事故情况下没有设置变形元件的可逆的运动或复位。
附图标记列表
1 机动车
3 变形装置
5 横梁
10 支架
15 保险杠
20 变形元件
25 第一元件
25-1 第一区段
25-2 第二区段
30 第二元件
35 端部区段
35-1 接纳部
40 复位机构
40-1 突出部
40-3 保持区段
40-5 框架
40-7 面器件
45 闭锁机构
50-1 第一离心力杆
50-2 第二离心力杆
55-1 第一枢转轴
55-2 第二枢转轴
60-1 第一扭转弹簧
60-2 第二扭转弹簧
65-1 第一滚动面
65-2 第二滚动面
70-1 第一贴靠面
70-2 第二贴靠面
80 倾斜区段
85-1 第一卡锁面
85-2 第二卡锁面
87 凹部
89 接纳面
90-1 第一配合面
90-2 第二配合面
D 距离
F 主行驶方向
L 纵向方向
Q 车辆横向方向
x、y、z 根据ISO4130-1978的车辆定向的笛卡尔坐标系
γ 倾斜角

Claims (7)

1.用于机动车(1)的变形装置(3)，该变形装置具有横梁(5)和变形元件(20)，该变形元件安装在所述横梁(5)上，其中，所述变形元件(20)具有第一元件(25)、第二元件(30)和能预紧的闭锁机构(45)，所述第一元件和第二元件能由碰撞引起地相对彼此移动，所述闭锁机构可运动地支承在所述第一元件(25)上并且能在碰撞过程中选择性地与所述第二元件(30)闭锁或不闭锁，其中，所述闭锁机构(45)具有第一离心力杆(50-1)和与该第一离心力杆(50-1)相邻的第二离心力杆(50-2)，所述第一离心力杆围绕位于第一元件(25)上的第一枢转轴(55-1)可枢转地支承，所述第二离心力杆围绕位于第一元件(25)上的第二枢转轴(55-2)支承，其特征在于，所述第一离心力杆(50-1)具有围绕所述第一枢转轴(55-1)设置的、与所述第一离心力杆(50-1)作用连接的第一扭转弹簧(60-1)、第一滚动面(65-1)和与第一滚动面远离的第一贴靠面(70-1)，并且所述第二离心力杆(50-2)具有围绕所述第二枢转轴(55-2)设置的、与第二离心力杆(50-2)作用连接的第二扭转弹簧(60-2)、第二滚动面(65-2)和与第二滚动面远离的第二贴靠面(70-2)，其中，在代表低速碰撞的事故情况下，所述第一离心力杆(50-1)和第二离心力杆(50-2)分别围绕第一枢转轴(55-1)或第二枢转轴(55-2)枢转，使得所述第一滚动面(65-1)以及第二滚动面(65-2)彼此贴靠，所述第一贴靠面(70-1)贴靠到对应的、位于第二元件(30)上的第一接纳面(89)上，并且所述第二贴靠面(70-2)贴靠到对应的、位于第二元件(30)上的第二接纳面(89)上，并且在代表行人事故的事故情况下，所述第一离心力杆(50-1)和第二离心力杆(50-2)分别围绕第一枢转轴(55-1)或第二枢转轴(55-2)枢转，使得所述第一滚动面(65-1)以及第二滚动面(65-2)彼此贴靠，而第一贴靠面(70-1)和第二贴靠面(70-2)远离第二元件(30)。
2.根据权利要求1所述的变形装置(3)，其特征在于，所述第二元件(30)具有在朝向第一元件(25)的方向上倾斜的区段(80)，在碰撞过程中，第一离心力杆(50-1)的相对于第一滚动面(65-1)的远端的端部滑动越过所述倾斜的区段，并且第二离心力杆(50-2)的相对于第二滚动面(65-2)的远端的端部滑动越过所述倾斜的区段，以便张紧第一扭转弹簧(55-1)或第二扭转弹簧(55-2)。
3.根据权利要求2所述的变形装置(3)，其特征在于，所述倾斜的区段(80)在由第一离心力杆(50-1)和第二离心力杆(50-2)张开的虚拟平面中以及在变形装置(3)的纵向方向(L)上观察具有在5°至30°之间、优选在20°至25°之间、特别优选23°的倾斜角(γ)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的变形装置(3)，其特征在于，所述第一离心力杆(50-1)具有第一卡锁面(85-1)，该第一卡锁面在碰撞的过程中贴靠在位于第一元件(25)上的对应的第一配合面(90-1)上，并且所述第二离心力杆(50-2)具有第二卡锁面(85-2)，该第二卡锁面在碰撞的过程中贴靠在位于第一元件(25)上的对应的第二配合面(90-2)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的变形装置(3)，其特征在于，所述变形装置包括弹性构造的、支承在第二元件(30)上的复位机构(40)，该复位机构用于使第一元件(25)导回到其无碰撞的初始位置中。
6.机动车(1)，其具有横梁(5)和保险杠(15)，其特征在于，设置有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的变形装置(3)。
7.根据权利要求6所述的机动车(1)，其特征在于，在车辆横向方向(Q)上设置有一定数量的变形装置(3)，所述变形装置的相应的复位机构(40)具有至少部分地彼此不同的弹簧特性。
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