CN113939431A - 变形结构和包括变形结构的行人保护装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的变形结构具有至少一个第一层和至少一个第二层，所述第一层和第二层沿变形方向或载荷方向彼此间隔开并且彼此可移位地布置。第一层和第二层具有互补的突出部和凹陷部，第一层和第二层的突出部和凹陷部构造为，使得第一层的突出部和第二层的凹陷部以及第二层的突出部和第一层的凹陷部能够沉入到彼此中。第一层和第二层经由变形控制装置相互连接为，使得在沿变形方向发生高的冲击的情况下第一层的突出部沉入到第二层的凹陷部中以及第二层的突出部沉入到第一层的凹陷部中，从而变形结构沿变形方向在相对低的力水平上发生变形，并且在沿变形方向发生低的冲击的情况下第一层的突出部碰到第二层的突出部上，从而变形结构沿变形方向在相对高的力水平上发生另外的变形。变形控制装置根据本发明与第一和第二层分开地构造或制造并且与第一层以及第二层可脱开地或不可脱开地连接。

Description

变形结构和包括变形结构的行人保护装置

技术领域

本发明涉及一种变形结构，尤其是用于机动车、例如轿车或载货车的变形结构，并且涉及一种包括变形结构的行人保护装置，变形结构布置在车身外蒙皮元件与车身承载元件之间。

背景技术

机动车的已知的前体例如具有保险杠横梁和保险杠饰板，该保险杠横梁固定在纵梁的前端部上，其中，在保险杠饰板与保险杠横梁之间为了保护行人布置有软的、在相对低的载荷水平上可变形的泡沫。软的泡沫基于行人保护而布置，以便如有可能保护行人以免与机动车的硬的刚性结构、如保险杠横梁发生直接的非间接碰撞。

此外，存在如此需求：在直至例如4km/h的非常低的速度范围中(在该速度范围内行人保护由于小的速度而不是重要的)，机动车在碰撞时保持无损伤。为此，应使碰撞对方的侵入深度尽可能小。

此外，在稍微更高的速度的情况下(该速度也还对于行人保护而言不是重要的)存在如下需求，在碰撞时的损伤尽可能小，并且例如不损伤位于前体区域中的散热器结构。为此，有帮助的是，位于保险杠横梁之前的结构已经具有足够的碰撞能量吸收能力。对此，碰撞对方的侵入深度也应尽可能小。

不同的要求一方面彼此相反并且在车辆头部上需要相对长的车辆悬垂部并且因此重量较高，并且对行驶动力学产生不利影响。

为了解决由此产生的目标冲突，例如在DE102010054641A1中提出一种具有横梁的保险杠组件，该保险杠组件经由碰撞盒固定在车辆车身上。沿行驶方向在横梁之前构造有用于行人的软冲撞的行人保护元件。附加地，设置有可枢转的能量吸收元件，该能量吸收元件能够枢转到行人保护元件之前并且由此在碰撞时实现提高的能量吸收，其中，需要机动车的碰撞结构的较高的碰撞能量吸收能力。

DE102012112636A1也说明一种具有保险杠横梁和行人保护元件的保险杠组件，该行人保护元件可以借助于执行器从硬的状态切换到相对软的状态，该相对软的状态用于行人保护。

在DE102010054641A1和DE102012112636A1中描述的保险杠组件的共同点在于，为此需要碰撞传感装置或预碰撞传感装置，其中，基于传感装置的输出信号可以在碰撞结构的具有高的碰撞能量吸收能力的硬的刚性状态与碰撞结构的具有有利于行人保护的小的碰撞能量吸收能力的软的状态之间切换。

此外，由DE102016204264A1已知一种这种类型的变形结构，该变形结构至少具有第一层和第二层，第一层和第二层沿变形方向或载荷方向彼此间隔开并且彼此可移位地布置。第一层和第二层具有互补的突出部和凹陷部，第一层和第二层的突出部和凹陷部构造为，使得第一层的突出部和第二层的凹陷部能够沉入到彼此中，以及第二层的突出部和第一层的凹陷部能够沉入到彼此中。第一层和第二层经由可变形的接片元件相互连接为，使得在沿变形方向发生高的冲击的情况下第一层的突出部沉入到第二层的凹陷部中以及第二层的突出部沉入到第一层的凹陷部中，从而变形结构沿变形方向在相对低的力水平上发生变形，并且在沿变形方向发生低的冲击的情况下第一层的突出部碰到第二层的突出部上，从而变形结构沿变形方向在相对高的力水平上发生另外的变形。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于机动车的变形结构和包括变形结构的行人保护装置，其中，变形结构的变形在相对高的力水平上更可靠地进行，并且变形结构的制造更简单且成本更适宜。

所述任务通过一种变形结构解决，该变形结构具有权利要求1的特征。此外，所述任务通过一种行人保护装置解决，该行人保护装置具有权利要求18的特征。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中列出。

根据本发明的变形结构(该变形结构也可以称为能量吸收结构)具有至少一个第一层和至少一个第二层，所述第一层和第二层沿变形方向或载荷方向彼此间隔开并且彼此可移位地布置。第一层和第二层具有互补的突出部和凹陷部，第一层和第二层的突出部和凹陷部构造为，使得第一层的突出部和第二层的凹陷部能够沉入到彼此中，以及第二层的突出部和第一层的凹陷部能够沉入到彼此中。第一层和第二层经由变形控制装置相互连接为，使得在沿变形方向发生高的冲击的情况下第一层的突出部沉入到第二层的凹陷部中以及第二层的突出部沉入到第一层的凹陷部中，从而变形结构沿变形方向在相对低的力水平上发生变形，并且在沿变形方向发生低的冲击的情况下第一层的突出部碰到第二层的突出部上，从而变形结构沿变形方向在相对高的力水平上发生另外的变形或通过变形结构能够传递较大的力。变形控制装置根据本发明与第一和第二层分开地构造或制造并且与第一层以及第二层可脱开地或不可脱开地连接。

变形结构能够根据载荷情况、即碰撞冲击在不同的能量水平上变形并且因此具有不同的刚度。在两个刚度之间“切换”在此独立于传感装置或执行器而自动地进行。刚度的调整在此通过第一层和第二层的特定的几何互补的造型以及各层经由变形控制装置进行的连接来实现。在低的冲击的情况下，相对置的层的突出部碰到彼此上。通过各层和变形控制装置的分开的构造，变形结构能够简单地借助适用于大件数的制造方法而成本适宜地制造。此外，对于应控制变形结构的变形的变形控制装置的要求不同于对各层的要求，所述层的刚度和强度应足够，如有可能，尤其是在低的冲击的情况下，应传递足够的力，从而分开的制造允许在符合需求的结构设计的情况下有较大的自由度。

根据本发明的一种优选的扩展方案，变形控制装置借助于卡扣连接与第一层和/或第二层连接。

卡扣连接是带有弹簧弹性的倒勾的接合的形锁合的连接。

由此，变形结构可以简单地通过将各个元件插接在一起来制造。

此外，变形控制装置可以与第一层和/或第二层粘接。

此外，变形控制装置可以与第一层和/或第二层压制连接，适合经由压配合进行压制连接。

此外，变形控制装置可以构造为注射成型部件，尤其是由塑料构成的注射成型部件。注射成型是在大件数的情况下特别适宜的制造方法。

有利地，变形控制装置可以具有多个可弹性变形的控制接片。控制接片将各层相互连接并且确定尤其是各层彼此在初始位置中的间距，并且在沿碰撞方向发生载荷输入的情况下根据碰撞冲击的大小确定各层的运动学或运动行为。

控制接片的弹性构造实现变形结构的变形的可逆性——至少在特定的情况下。

根据一种优选的扩展方案，设置有至少两个变形控制装置。在此，变形控制装置有利地布置在第一层和第二层的相对的端部或端部区段上并且与第一层以及第二层连接。

由此，可以更好地控制变形结构在载荷情况下的变形。

根据变形结构的一种优选的扩展方案。第一层和第二层分别尤其是一件式地构造为注射成型部件，尤其是由塑料构成的注射成型部件。

由此，各层能够成本适宜地以大件数制造。此外，变形结构可以由此足够轻地构造。

根据另一种优选的扩展方案，第一层和第二层分别——尤其是一件式地——通过板材的改型构造。尤其是，各层通过拉深或辊压成型制造。各层在此可以由钢板材或轻金属板材制造。

由此，各层也可以成本适宜地以大件数制造。此外，可以由板材/金属板材构造刚性特别大的、稳定的层。

根据变形结构的还另一种优选的扩展方案，第一层和第二层——尤其是一件式地——构造为挤压型材，尤其是铝挤压型材。

由此，各层也能够相比于重量和高的刚度而成本适宜地针对带有低的碰撞冲击的载荷情况制造。

在根据本发明的变形结构中，第一层和/或第二层的突出部可以具有通过提高摩擦的措施而改变的表面。

例如，第一层和/或第二层的突出部可以具有提高的粗糙度并且尤其是开有槽纹。

由此，有利地避免或减小各层或相对置的突出部在带有低的碰撞冲击的载荷情况下在彼此上的滑动，并且变形结构可以可靠地传递载荷直至特定的水平。

第一层的突出部和第二层的突出部彼此互补地构造为，使得在沿变形方向发生低的冲击的情况下沿侧向方向、即沿横向于变形方向的方向、即沿基本上垂直于变形方向的方向，至少沿侧向方向在第一层的突出部与第二层的突出部之间进行形锁合。

通过在突出部之间的形锁合减小如下的概率，即，第一层和第二层沿侧向方向、即沿横向于变形方向的方向、即沿平行于各层的延伸方向的方向进一步彼此错开，两个层的突出部又脱离接合并且由此可能不期望地在低的力水平上发生变形元件的变形。根据本发明因此确保，相邻的层相互可靠地支撑在相对置的突出部上，并且变形元件在相对高的力水平上发生另外的变形或可在相对高的力水平的情况下实现力传递。相对置的突出部或在碰撞的进展中到达相对置的层中的突出部换言之具有互补的几何结构，所述几何结构实现相对置的突出部的相互的、尤其是沿侧向方向作用的形锁合。

按照根据本发明的变形结构的一种扩展方案，第二层的突出部或第一层的突出部具有凹陷部，所述凹陷部适配为，使得第一层的突出部——或第二层的突出部(如果凹陷部构造在第一层中)——能够接合到凹陷部中，从而第一层和第二层相对于彼此至少沿侧向方向的运动受阻碍，即至少被妨碍或甚至被禁止。

凹陷部实现在相对置的突出部之间沿侧向方向的形锁合。当碰撞力沿变形元件的碰撞方向作用时，接合到相对置的突出部的凹陷部中的突出部不能沿侧向偏移，因为为此必须越过凹陷部的侧向边缘，这又通过作用的碰撞力变得困难。接合到凹陷部中的突出部在朝侧向运动时碰在凹陷部的相应的边缘上。

按照根据本发明的变形结构的另一种扩展方案，第二层的突出部和/或第一层的突出部具有阶梯部，所述阶梯部适配为，使得第一层的突出部——或第二层的突出部(如果阶梯部构造在第一突出部上)——可以与阶梯部这样接合，使得第一层相对于第二层至少沿侧向方向的运动受阻碍，即至少被妨碍或甚至被禁止。

阶梯部的作用方式类似于凹陷部，其中，阶梯部阻碍相邻的层沿仅一个侧向方向(横向方向)的运动，而上文提及的凹陷部也可以阻碍沿另外的、尤其是相反的侧向方向的运动。阶梯部为此可以足够高地构造，从而确保相应的突出部在以低的冲击发生碰撞的情况下与相对置的突出部的阶梯部进行接合。

也可以将突出部上的凹陷部和阶梯部相互组合，即带有凹陷部的突出部构造为附加地带有阶梯部，该阶梯部高于凹陷部的边缘。

根据一种扩展方案，第一层和第二层此外能够通过变形控制装置沿彼此平行的方向移位。

尤其是，变形控制装置可以构造为，使得所述变形控制装置在高的碰撞冲击的情况下脆性地和/或塑性地失效，并且变形控制装置在低的冲击时能够可逆地弹性变形。变形控制装置可以具有控制接片，所述控制接片类似于铰链运动学那样起作用。控制接片在此可以促使第一层和第二层相对于彼此的枢转运动，在该枢转运动中，第一层和第二层彼此平行以及沿变形方向、即朝向彼此移位。

由此，可实现第一层和第二层朝向彼此的限定的枢转运动，并且能够可靠地占据第一层和第二层彼此的提高刚度的位置。

在高的碰撞冲击的情况下，控制接片的失效防止第一层和第二层相对于彼此的枢转运动。第一层和第二层由于控制接片的失效而基本上在没有侧向偏移运动的情况下仅沿变形方向朝向彼此移位。

优选地，在根据本发明的变形结构中，第一层和第二层基本上相同地构造或成型。

这使变形结构的制造变得容易。此外，由此能以简单的方式实现互补的突出部和凹陷部。

根据变形结构的一种优选的扩展方案，第一层的突出部和第二层的凹陷部在变形结构的初始位置中彼此相对置地布置，以及第一层的凹陷部和第二层的突出部在变形结构的初始位置中彼此相对置地布置。

由此，变形结构可以在低的碰撞冲击的情况下在相对低的力水平上沿变形方向变形。

根据一种特别优选的扩展方案，第一层和第二层分别以波形板的形式构造。波峰和波谷在此形成突出部和凹陷部。

突出部和凹陷部(波峰和波谷)可以优选具有梯形的造型。

通过这种几何造型，相对置的层的突出部和凹陷部能够容易移动到彼此中。

根据本发明的变形结构可以具有多个层，其中，两个相邻的层分别形成第一层和第二层。例如变形结构可以具有三个、四个、五个、六个或更多层。

此外，优选一个或两个外部层、即外层或端部层位置固定地构造。

优选地，变形结构具有奇数个相邻的层，所述相邻的层成对地相应于第一层和第二层构造。

由此，两个最外面的层可以位置固定构造。在此，在低的冲击或低的力输入的情况下仅布置在两个最外面的层之间的层沿侧向方向移位。

一种特别优选的变形结构具有正好三个层。

这是最小单元，在该单元中，两个最外面的层可以位置固定地构造。在这种情况下仅中间层(该中间层例如可以是第二层)在低的冲击的情况下相对于两个最外面的层进行平行移动。

有利地，变形控制装置设计为，使得在低的碰撞冲击的情况下相邻的层能够沿相反的方向移位。“移位作用”在此例如表示各层沿相反的方向的枢转运动。

由此，应实现在低的碰撞冲击的情况下具有多个层的变形结构的均匀的变形。

本发明也涉及一种用于机动车的行人保护装置，该行人保护装置具有根据本发明的变形结构。在此，变形结构优选布置在车辆外蒙皮元件与车身承载元件之间。

变形结构在此在碰撞冲击的情况下支撑在车身承载元件上。

外部层可以位置固定地固定在车身承载元件上。另外的外部层也可以位置固定地支撑。优选地，在此设置有奇数个层、尤其是三个层。

车辆外蒙皮元件可以是保险杠饰板。车身承载元件可以是保险杠横梁。

通过根据本发明的具有变形结构的行人保护装置，不需要碰撞传感装置和执行器，以便如有可能主动地锁定或解锁机械的结构并且因此可以按需要在具有“软的”变形行为的结构与具有“硬的”变形行为的结构之间切换。根据本发明的具有变形结构的行人装置自动地根据碰撞冲击起作用，该碰撞冲击又与机动车的碰撞速度有关。尤其，变形方向是碰撞方向并且在应用于机动车头部中的行人保护的情况下基本上是车辆纵向方向。

但原则上，根据本发明的变形结构的保护范围也延伸到机动车领域中的所有其他应用领域亦或也延伸到其他技术领域，其中，变形结构在不同的载荷水平上根据载荷情况的可变形性是需要的。

因此，在低的碰撞冲击的情况下并且因此在机动车的低的碰撞速度的情况下，相对置的层这样枢转，使得相对置的层的突出部相对置并且支撑在彼此上。变形结构因此刚性地作用。在高的碰撞冲击的情况下并且因此在高的碰撞速度的情况下不发生相对置的层的枢转，从而相对置的层的相对置的突出部和凹陷部可移位到彼此中。因此变形结构在较长的变形行程上较软地反应。

例如行人保护装置可以构造为，使得在直至机动车的阈值速度而产生的碰撞冲击的情况下，变形结构较硬地反应并且在较高的力的情况下变形。因此，在小的碰撞速度的情况下可以将碰撞载荷传递到处于后方的车身元件上(在非常小的速度的情况下)或为了保护处于后方的构件通过变形结构进行足够的能量吸收(在稍微较高的速度的情况下，但该速度低于阈值速度)。在每种情况下，因此可以减小维修成本，其中，尤其是在非常小的速度的情况下，例如在所谓的泊车碰撞，例如直至4km/h的情况下，维修成本如有可能可以限制于修补，例如漆损失的修补。

阈值速度可以例如为20km/h或类似速度。

此外，行人保护装置可以构造为，使得在从机动车的阈值速度起(包括该阈值速度在内)产生的碰撞冲击的情况下，变形结构更软地反应并且在较小的力的情况下变形。这在行人与机动车从阈值速度起发生前部碰撞的情况下是特别有利的，因为在此较小的碰撞力作用到行人上。

本发明的上文列举的扩展方案就此而言可以可行地且有意义地相互任意组合。

附图说明

下面是对附图的简短描述。

图1示意性地以透视图示出根据本发明的第一实施例的变形结构。

图2示意性地以透视图示出根据本发明的第一实施例的左侧的和右侧的变形控制装置。

图3示意性地以侧视图示出根据本发明的第一实施例的在以低的碰撞冲击产生的碰撞载荷情况下的变形结构。

图4示意性地以侧视图示出根据本发明的第一实施例的在以高的碰撞冲击产生的碰撞载荷情况下的变形结构。

图5示意性地以透视图示出根据本发明的第二实施例的变形结构。

图6示意性地以侧视图示出根据本发明的第二实施例的处于初始位置中的变形结构。

图7示意性地以侧视图示出根据本发明的第二实施例的在以低的碰撞冲击产生的碰撞载荷情况下的变形结构。

图8示意性地以侧视图示出根据本发明的第二实施例的在以高的碰撞冲击产生的碰撞载荷情况下的变形结构。

图9示意性地以透视图示出根据本发明的第三实施例的变形结构。

图10示意性地以侧视图示出根据本发明的第三实施例的处于初始位置中的变形结构。

图11示意性地以侧视图示出根据本发明的第三实施例的在以低的碰撞冲击产生的碰撞载荷情况下的变形结构。

图12示意性地以侧视图示出根据本发明的第三实施例的在以高的碰撞冲击产生的碰撞载荷情况下的变形结构。

具体实施方式

下面参考图1至10描述本发明的实施例。

首先参考图1至4阐述本发明的第一实施例。

图1以透视图示出根据本发明的第一实施例的处于初始位置中的变形结构1。变形结构1在机动车前体、尤其是机动车头部的前端上在未示出的保险杠横梁之前安装在已知的行人保护泡沫的部位上。尤其是，变形结构1布置在车辆外蒙皮(即保险杠饰板)与保险杠横梁之间的空间中。

如图1中所示，变形结构1具有正好三个依次布置的层3、5、3。各层3、5、3彼此间隔开并且经由两个变形控制装置7相互在层3、5、3的相对的侧上连接。在图1中最下面的层3具有呈卡扣39形式的固定器件，以用于形锁合地且位置固定地将变形结构1固定在保险杠横梁的前侧或外侧上。为此，在保险杠横梁中设置有相应的用于引入卡扣39的开口。原则上，变形结构1在保险杠横梁上的固定也可以经由螺纹连接、粘接连接或其他连接实现。

两个变形控制装置7在图2中以没有层3、5、3的透视图示出。变形控制装置7经由卡扣75形锁合地与每个层3、5、3在多个部位上，即在该实施例中在三个部位上固定连接。每个变形控制装置7对于每个层对具有三个控制接片71。控制接片71倾斜地或弧形地构造为，使得控制接片71根据碰撞载荷或碰撞冲击而发挥沿特定方向的铰链作用。控制接片71分别在两个相对置的固定接片73之间延伸。在最上面的层3与中间层5之间的控制接片71相对于在中间层5与最下面的层3之间的控制接片71反向地构造，从而其铰链作用沿相反的方向指向。每个固定接片73与层3、5、3中的一个层相配设。在每个固定接片73上布置有三个卡扣75以用于与相配的层3、5、3中的相应的开口接合。卡扣75具有弹簧弹性的用于从后面钩住开口的突出部。每个变形控制装置7一件式地由塑料注射成型来制造。变形控制装置7也可以具有更多或更少的控制接片71。这尤其是也与层3、5、3或变形结构1的尺寸有关。也可以有超过三个层，优选奇数个层。相应地，在这种情况下变形控制装置具有相应数量的固定接片。控制接片的铰链作用在这种情况下对于每个相邻的层对沿相反的方向延伸。

在图3中，示出变形结构1的侧视图，其中，没有示出变形控制装置7，变形结构1的变形方向D在图3中从上向下延伸并且通过箭头示出。变形方向D在这种情况下是车辆纵向方向。制图平面中的横向方向相应于车辆横向方向。在变形方向D上，变形结构1具有其变形功能。在图3中示出已经变形的状态，该状态通过低的碰撞冲击引起。各层3、5、3具有至少类似的结构。从上部起的第一层3包括彼此交替的突出部31和凹陷部32。同样地，从上部起的第二层5包括彼此交替的突出部51和凹陷部52。接着第二层的是另外的层3，所述另外的层构造用于固定在未示出的保险杠横梁上，所述另外的层也具有突出部和凹陷部，所述突出部和凹陷部与中间层5的相应的突出部和凹陷部相配设。

根据第一实施例的层3、5、3彼此分开地借助于塑料注射成型制造，由此层3、5、3可以成本适宜地制造并且可以足够轻地构造。

参考图3和4示出变形结构1在不同的碰撞载荷情况下的功能。在机动车与物体或人发生正面碰撞时，载荷或至少碰撞载荷的合力沿车辆纵向方向、即变形方向D作用到变形结构1上，其中，最前面的层3(在图中最上面的层)在控制接片71弹性变形的情况下朝着中间层5方向移动。此外，中间层5朝着后方的层3的方向(在图中最下面的层)移动。在变形结构1的初始位置中(该初始位置在图1中示出)，层3的突出部31和层5的凹陷部52相对置以及层3的凹陷部32和层5的突出部51相对置。如果层3和层5不经由控制接片71相互连接，则邻接的层3、5可能从该初始位置基本上不受阻碍地以仅小的阻力朝向彼此移动并且移动到彼此中。

图3示出在低的碰撞冲击时的碰撞载荷情况，该低的碰撞冲击例如在机动车的碰撞速度低于预定的20km/h的碰撞速度的情况下发生并且该低的碰撞冲击对于行人保护而言重要性较小。图4示出在高的碰撞冲击时的碰撞载荷情况，该高的碰撞冲击例如在机动车的碰撞速度等于或高于预定的20km/h的碰撞速度的情况下发生。预定的碰撞速度在此仅示例性地列举并且也可以具有其他值。

首先参考图3描述变形结构1在机动车以小于20km/h的碰撞速度碰撞时的功能。

控制接片71这样布置和设计，使得在低的碰撞冲击的情况下在相邻的层朝着彼此的方向被挤压时相邻的层3、5相对于彼此进行枢转运动。最下面的层3固定在保险杠横梁上，而最上面的层3通过力作用在碰撞时也基本上位置固定，可以仅中间层5沿通过控制接片71预定的方向P偏移并且平行移动。控制接片71在此例如如所谓的薄膜铰接件那样起作用，所述薄膜铰接件支持枢转运动或限定枢转轨迹。借助该枢转运动，除了朝向彼此的运动以外还进行相邻的层3和5相对彼此的平行移动。在此，层3的突出部31到达与层5的突出部51相对置的位置中，直至层3的突出部31的上侧或端侧与层5的突出部51的上侧或端侧进行接触(在图3中示出的状态)。在此，突出部31和51的上侧或端侧可以设计为，使得层3和5相对于彼此的进一步的平行移动变得困难。例如突出部31和51可以设有提高摩擦值的措施，例如槽纹部。

由此，在慢的碰撞速度和因此小的碰撞冲击的情况下变形结构1视碰撞载荷水平而定在图3的状态下将碰撞载荷直接传递到机动车的处于其后方的结构，即保险杠横梁中，或在比在较快的碰撞速度的情况下更高的载荷水平上变形结构1的各个层3、5、3在突出部31、51碰到彼此之后脆性地由于断裂而失效或/和由于塑性变形而失效。优选地，变形结构1设计为，使得该变形结构不失效并且因此使碰撞对方的侵入深度保持得小。障碍物或对方车辆的侵入深度在此由于变形结构的小的变形而首先较小，并且所谓的碰撞盒(保险杠横梁经由所述碰撞盒与车身的纵梁(发动机支座)连接)可以吸收足够的碰撞能量。总体上由此可以使机动车上的损伤保持足够小。

尤其是，变形结构1可以设计为，使得该变形结构在例如小于4km/h的碰撞速度时可以在变形元件3不失效的情况下将碰撞载荷传递到碰撞结构上。也就是说，控制接片7仅弹性变形并且层3和5的结构本身不失效。当在所谓的泊车碰撞或同类情况下在机动车上应产生没有修理必要的损伤并且例如对机动车的保险分类有影响时，这是有利的。变形结构1在泊车碰撞之后通过变形控制装置7的弹性复位力又弹性运动回到其初始位置中。在从4km/h至约20km/h的碰撞速度的情况下，碰撞能量这样高，使得碰撞盒必须通过变形来吸收碰撞能量，其中，碰撞载荷经由变形结构1的图3中所示的位置(尽可能没有进一步的变形)通过保险杠横梁传递到碰撞盒上。但车辆前体的前端上的损伤总体上可以通过所提到的小的侵入深度保持相对小。

下面参考图4描述变形结构1在机动车以等于或大于20km/h的碰撞速度碰撞时的功能。

控制接片71这样布置和设计，使得所述控制接片在高的碰撞冲击的情况下失效或者说或多或少地折叠在一起，从而所述控制接片不能发挥铰链作用。层3、5、3的惯性在此在高的碰撞冲击的情况下尤其是这样大，使得控制接片71不能促使或支持层3、5、3相对于彼此的侧向偏移运动(平行移动)。由此，层3的突出部31和层5的凹陷部52以及层5的突出部51和层3的凹陷部32直接朝向彼此运动。在变形结构1的碰撞和变形的进一步的进展中，层3的突出部31完全移到层5的凹陷部52中。同样地，层5的突出部51完全移到层3的凹陷部32中。由于对此基本上不需要层3或层5的结构的变形并且仅控制接片71变形，变形结构1的变形——至少直至图4中所示出的状态——在相对低的力水平上发生。

这就此而言是有利的，因为从约20km/h的碰撞速度起重要的是，机动车前体的前端和尤其是保险杠饰板连同变形结构1在小的变形力水平的情况下足够软地反应以用于保护行人。前端则类似地软地像在替代根据本发明的变形结构布置已知的行人保护泡沫的情况下起作用。因此，如果碰撞对方是行人，则在约20km/h及以上的速度的情况下有利地相对小的力作用到行人上。

总体上，由此通过根据本发明的变形结构1可以解决以下目标冲突，该目标冲突一方面在非常低的碰撞速度(所述碰撞速度对于行人保护而言不是重要的)实现变形结构1的足够大的刚度或变形结构1的足够大的变形力水平或实现将足够大的力传递到碰撞盒中的带有保险杠横梁的处于后方的结构中，并且在稍微更高的碰撞速度的情况下(该碰撞速度对于行人保护而言是重要的)通过低的变形力水平确保足够的行人保护。

在图5、6、7和8中示出根据第二实施例的变形结构1。图5示出具有变形控制装置7的处于初始位置中的变形结构1的透视图。图6示出处于初始位置中的变形结构1的侧视图，其中，变形控制装置7未示出。类似于第一实施例，根据第二实施例的变形结构1具有彼此间隔开布置的层3、5、3，这些层借助于两个变形控制装置7连接。最上面的层3交替地具有突出部31和凹陷部32。中间层5交替地具有突出部51和凹陷部52。层3的突出部31这样与层5的凹陷部52互补地构造，使得所述层的突出部可以沉入到凹陷部52中。层5的突出部51也这样与层3的凹陷部32互补地构造，使得所述层的突出部可以沉入到凹陷部32中。相应情况也适用于在中间层5与最下面的层3之间。

根据第二实施例的变形结构1类似于根据第一实施例的变形结构1构造用于吸收碰撞载荷并且根据如参考第一实施例已描述的那样起作用。图7和8中的碰撞载荷从上向下基本上垂直于层3、5、3的中间平面沿变形方向D作用。图5和图6示出变形结构1在变形之前的状态。图7示出变形结构1通过以相对小的碰撞冲击产生的碰撞载荷引起的变形。在相对小的碰撞冲击的情况下(该碰撞冲击在图7中示出)，控制接片71促使层3和5相对于彼此枢转，从而层3的突出部31碰到层5的突出部51上。如上文已经参考第一实施例所描述的，因此除了层3、5、3朝向彼此的运动以外还发生层3、5、3相对于彼此的平行移动P。尤其是，中间层5在此移位，因为最下面的(最后面的)层3位置固定地固定在保险杠横梁上，并且最上面的(最前面的)层3由于碰撞对方的载荷输入而基本上位置固定。

在图8中示出变形结构1通过以相对大的碰撞冲击产生的碰撞载荷引起的变形。在此，相对置的突出部31、51和凹陷部52、32类似于第一实施例在变形结构1的低的变形力的情况下沉入到彼此中。变形结构1因此在特定变形行程上以低的力水平变形，换言之，变形结构从特定的阈值开始(例如在机动车从20km/h开始发生碰撞时)表现得较软。

区别于根据第一实施例的变形结构1，根据第二实施例的变形结构1的层3、5、3由拉深的钢板材制造。也可行的是，层3、5、3通过辊压成型或其他改型工艺制造。层3、5、3具有如下造型，该造型类似于所谓的波形板材或梯形板材。如尤其是在图5中能良好看出的，每个层沿梯形结构的横向方向具有多个压印部(凹槽)37或57，由此有利地提高层3、5、3的抗扭转刚度。此外，当层3、5、3碰到彼此上时，层3、5、3的压印部37、57可以接合到彼此中，从而层3、5、3相对彼此的运动受阻碍。当碰撞载荷倾斜地作用到变形结构1上时，这尤其是有利的。压印部37和57彼此的接合实现力矩的传递并且有助于层3、5、3有利于变形结构1的期望的功能又进行彼此平行的定向。

根据第二实施例的变形控制装置7具有卡扣75，该卡扣从两侧包住相配设的层3、5、3的边缘并且因此将变形控制装置7与层3、5、3连接(区别于第一实施例，在该第一实施例中，卡扣75接合到层3、5、3的侧向开口中)。除此以外，第二实施例的变形控制装置7与第一实施例的变形控制装置7相同地构造。

在图9、10、11和12中示出根据第三实施例的变形结构1。图9示出具有变形控制装置7的处于初始位置中的变形结构1的透视图。

图10示出处于初始位置中的变形结构1的侧视图，其中，变形控制装置7未示出。类似于第一实施例和第二实施例，根据第三实施例的变形结构1具有彼此间隔开布置的层3、5、3，这些层借助于两个变形控制装置7连接。最上面的层3交替地具有突出部31和凹陷部32。中间层5交替地具有突出部51和凹陷部52。层3的突出部31这样与层5的凹陷部52互补地构造，使得所述层的突出部可以沉入到凹陷部52中。层5的突出部51也这样与层3的凹陷部32互补地构造，使得所述层的突出部可以沉入到凹陷部32中。相同情况适用于中间层5和最下面的层3的层对。

根据第三实施例的变形结构1类似于根据第一实施例和第二实施例的变形结构1构造用于吸收碰撞载荷并且根据如参考第一实施例已描述的那样起作用。如图11和12中所示，碰撞载荷基本上垂直于层3、5、3的中间平面沿变形方向D作用，该变形方向相应于车辆纵向方向。图11示出变形结构1通过以相对小的碰撞冲击产生的碰撞载荷引起的变形。在相对小的碰撞冲击的情况下，控制接片71促使层3和5相对于彼此枢转，从而层3的突出部31碰到层5的突出部51上。如上文已经参考第一实施例所描述的，因此除了层3、5、3朝向彼此的运动以外发生层3、5、3相对彼此的平行移动P。

在图12中示出变形结构1通过以相对大的碰撞冲击产生的碰撞载荷引起的变形。在此，相对置的突出部31、51和凹陷部52、32类似于第一实施例和第二实施例在变形结构1的低的变形力的情况下沉入到彼此中。变形结构1因此在特定变形行程上以低的力水平变形，换言之，变形结构从特定的阈值开始(例如在机动车从20km/h开始发生碰撞时)表现得较软。

区别于根据第一实施例和第二实施例的变形结构1，根据第三实施例的变形结构1的层3、5、3由铝挤压型材制造。由此，各层可以成本适宜地制造并且切割成所需的长度。也可以设想，层3、5、3通过其他制造工艺由铝制造。层3、5、3具有梯形的造型。

根据第三实施例的变形控制装置7具有卡扣，所述卡扣设置用于与层3、5、3的相配的侧向开口37、57接合(参见图10、11、12)。附加地，在层3、5、3中设置有开口39、59，当卡扣被引入到开口37、57中时，卡扣的弹簧臂可以形锁合地接合到所述开口中。开口39、59可以通过冲压形成。

此外，在第三实施例中，层5的突出部51具有阶梯部55。层3的突出部31与阶梯部55互补地具有凹陷部33或阶梯部33。在以相对低的碰撞冲击碰撞时，相对置的阶梯部55和凹陷部33碰到彼此上并且沿侧向方向或横向方向构造形锁合的接合，如图11中所示出的。由此，层3、5、5更稳定地保持在位置中，并且可靠地建立到保险杠横梁上的力导入。

Claims (20)

1.变形结构(1)，所述变形结构具有至少一个第一层(3)和至少一个第二层(5)，所述第一层和所述第二层沿变形方向彼此间隔开并且彼此可移位地布置，其中，所述第一层(3)和所述第二层(5)具有互补的突出部(31、51)和凹陷部(32、52)，所述第一层和所述第二层的突出部和凹陷部构造为，使得所述第一层(3)的突出部(31)和所述第二层(5)的凹陷部(52)能够沉入到彼此中，以及所述第二层(5)的突出部(51)和所述第一层(3)的凹陷部(32)能够沉入到彼此中，其中，所述第一层(3)和所述第二层(5)经由变形控制装置(7)相互连接为，使得在沿变形方向发生高的冲击的情况下所述第一层(3)的突出部(31)沉入到所述第二层(5)的凹陷部(52)中以及所述第二层(5)的突出部(51)沉入到所述第一层(3)的凹陷部(32)中，从而所述变形结构(1)沿变形方向在低的力水平上发生变形，并且在沿变形方向发生低的冲击的情况下所述第一层(3)的突出部(31)碰到所述第二层(5)的突出部(51)上，从而所述变形结构(3)沿变形方向在高的力水平上发生变形，其特征在于，

所述变形控制装置(7)与所述第一层(3)和所述第二层(5)分开地构造并且与所述第一层和所述第二层可脱开地或不可脱开地连接。

2.根据权利要求1所述的变形结构，其中，所述变形控制装置(7)借助于卡扣连接(75)与所述第一层(3)和/或所述第二层(5)连接，和/或，所述变形控制装置与所述第一层和/或所述第二层粘接，和/或，可变形的变形控制装置与所述第一层和/或所述第二层压制连接。

3.根据权利要求1或2所述的变形结构，其中，所述变形控制装置(7)构造为注射成型部件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的变形结构，其中，所述变形控制装置(7)具有多个可弹性变形的控制接片(71)，所述控制接片将各所述层(3、5)相互连接。

5.根据权利要求4所述的变形结构，其中，设置有至少两个变形控制装置(7)，并且所述变形控制装置(7)布置在所述第一层(3)和所述第二层(5)的相对的端部上并且与所述第一层(3)和所述第二层(5)连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的变形结构，其中，所述第一层(3)和所述第二层(5)分别尤其是一件式地构造为注射成型部件。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的变形结构，其中，所述第一层(3)和所述第二层(5)分别尤其是一件式地构造为改型构件，尤其是拉深构件。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的变形结构，其中，所述第一层(3)和所述第二层(5)分别尤其是一件式地构造为挤压型材。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的变形结构，其中，所述第一层(3)和/或所述第二层(5)的突出部具有通过提高摩擦的措施而改变的表面。

10.根据权利要求9所述的变形结构，其中，所述第一层(3)和/或所述第二层(5)的突出部具有提高的粗糙度并且尤其是开有槽纹。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的变形结构，其中，所述第一层(3)的突出部(31)和所述第二层(5)的突出部(51)彼此互补地构造为，使得在沿变形方向发生低的冲击的情况下至少沿侧向方向在所述第一层(3)的突出部(31)与所述第二层(5)的突出部(51)之间进行形锁合。

12.根据权利要求11所述的变形结构，其中，所述第二层的突出部(51)或所述第一层(3)的突出部(31)具有凹陷部(33)，所述凹陷部适配为，使得所述第一层的突出部或所述第二层(5)的突出部(51)能够接合(沉入)到所述凹陷部(33)中，从而所述第一层(3)和所述第二层(5)相对于彼此至少沿侧向方向的运动受阻碍。

13.根据权利要求11或12所述的变形结构，其中，所述第二层(5)的突出部(51)和/或所述第一层(3)的突出部(31)具有阶梯部(55)，所述阶梯部适配为，使得所述第一层(3)的突出部(31)或所述第二层(5)的突出部(51)能够与所述阶梯部(55)接合，所述第一层(3)和所述第二层(5)相对于彼此至少沿侧向方向的运动受阻碍。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的变形结构，其中，所述第一层(3)和所述第二层(5)此外能够通过所述变形控制装置(7)的变形沿彼此平行的方向移位。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的变形结构，其中，所述变形控制装置(7)在高的冲击时脆性地和/或塑性地失效，并且所述变形控制装置(7)在低的冲击时能够可逆地弹性变形。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的变形结构，其中，所述第一层(3)的突出部(31)和第二层(5)的凹陷部(52)在所述变形结构(1)的初始位置中彼此相对置地布置，以及所述第一层(3)的凹陷部(32)和所述第二层(5)的突出部(51)在所述变形结构的初始位置中彼此相对置地布置。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的变形结构，包括多个层(3、5)，尤其是奇数个层(3、5)，其中，两个相邻的层分别形成第一层(3)和第二层(5)。

18.根据权利要求17所述的变形结构，其中，所述变形结构1具有正好三个层，所述三个层相应于第一层(3)、第二层(5)和另外的基本上与所述第一层相对应的层(3)。

19.根据权利要求17或18所述的变形结构，其中，所述变形控制装置(7)设计为，使得在低的碰撞冲击时相邻的层(3、5)能够沿相反的方向移位。

20.用于机动车的行人保护装置，所述行人保护装置包括根据权利要求1至19中任一项所述的变形结构(1)，其中，所述变形结构(1)布置在车辆外蒙皮元件、尤其是保险杠饰板，与车身承载元件、尤其是保险杠横梁之间。

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