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Die
Erfindung betrifft eine Deformationsvorrichtung, insbesondere für ein
Fahrzeug, speziell für ein Kfz zum Bereitstellen eines
Fußgängerschutzes, und ein Fahrzeug mit der Deformationsvorrichtung.
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Insbesondere
durch die Gesetzgebung werden an Automobile neue Anforderungen im
Hinblick auf den Fußgängerschutz gestellt. So
sind auch im Bereich des Stoßfängers eines Fahrzeugs
bedingt durch die Anforderungen für den Unterschenkelbereich,
das heißt den typischen Auftreffbereich auf einen unteren
Beinabschnitt eines Menschen, neue konstruktive Ausgestaltungen
des Vorderwagens eines Fahrzeugs notwendig.
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Dabei
entsteht ein Konflikt durch verschiedene Anforderungen, welche die
Vorderwagen-Konstruktion erfüllen muss. Der Fußgängerschutz
erfordert eine weiche Struktur im vordersten Bereich. Notwendig
sind etwa 60–90 mm weicher Schaum vor einer harten Struktur
eines Querträgers. Der so genannte AZT-Test (AZT: Allianz
Zentrum für Technik) für eine Versicherungs-Ersteinstufung
eines Fahrzeugs stellt Anforderungen an eine Schadensminimierung
und eine einfache Reparaturmöglichkeit bei leichteren Crashs
bzw. Unfällen. Diese Anforderungen werden durch eine entsprechende
Längenausdehnung der so genannten AZT-Prallbox erfüllt.
Die Erfüllung beider Anforderungen führt also
gegenüber dem derzeitigen Stand zu deutlich verlängerten
Fahrzeugüberhängen, was jedoch dem Wunsch nach
einem sportlichen Design mit kurzen Überhängen
entgegensteht.
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Ein ähnlicher
Zielkonflikt ergibt sich bei der Auslegung der AZT-Prallbox und
dem Motorträger (Frontcrash), und insbesondere bei der
Auslegung einer Prallbox und einem Längsträger
für den Fall eines Heckcrashs. Die Prallbox wird wie oben
be schrieben dimensioniert. Für den Insassenschutz bei höheren
Geschwindigkeiten wäre es aber wünschenswert,
dass die Prallbox auf gleichem Kraftniveau deformiert wie der Träger,
um möglichst viel Energie in der Fahrzeugstruktur abbauen
zu können. Heute muss die Prallbox wesentlich weicher gestaltet werden
als der Träger, um zu gewährleisten, dass die Prallbox
zuerst deformiert, da dann bei kleineren Crashgeschwindigkeiten
eine einfachere Teilreparatur (nur Prallbox) durchgeführt
werden kann.
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Allgemein
bekannt sind Systeme, welche geschwindigkeitsabhängig über
eine Massenträgheit ihre Eigenschaften verändern.
Jedoch besitzen solche Systeme in der Praxis bedingt durch Fertigungstoleranzen
und bedingt durch über deren Lebensdauer variierende Reibungen
und Temperaturschwankungen immer einen Unsicherheitsbereich in welchem
die Umschaltung zwischen verschiedenen Reaktionsverläufen
erfolgt. Weiterhin bekannt sind aktive Systeme, welche eine Verriegelung
ein- und ausschalten. Dabei werden Teile dauernd bewegt, was zu
Verschleiß und akustischen Problemen führt.
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DE 10 2004 059 545
A1 beschreibt betrifft eine Einrichtung zur Aufnahme von
Energie insbesondere beim Zusammenprall eines Fahrzeugs mit einem
Massekörper. Die Energieaufnahmeeinrichtung umfasst ein
bewegliches Stoßübertragungselement und eine Sperreinrichtung
zur Beeinflussung der Bewegbarkeit des Stoßübertragungselements. Las
Stoßübertragungselement ist mittels der Sperreinrichtung
in einem ersten, minimalen Aufprallgeschwindigkeitsbereich starr
verriegelbar, wohingegen das Stoßübertragungselement
in einem zweiten, hohen Aufprallgeschwindigkeitsbereich im Wesentlichen
kräftefrei beweglich ist. Die Energieaufnahmeeinrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass die Sperreinrichtung auch in einem
dritten, mittleren Aufprallgeschwindigkeitsbereich die Relativbewegung
des Stoßübertragungselements innerhalb des gesamten Bewegungshubs
erlaubt. Dabei umfasst die erfindungsgemäße Energieaufnahmeeinrichtung
eine crashabhängig durch die Sperreinrichtung steuerbare
Umformanordnung zur definierten plastischen Umformung von Material,
wobei die Umformanordnung durch die Relativbewegung des Stoßübertraqungselements
antreibbar ist. Die Vorrichtung stellt im Sinne des Fußgängerschutzes
für jede der drei grundlegenden Crash-Arten "Parkrempler",
"Fußgängeraufprall" und "Fahrzeugcrash" selektiv
unterschiedliche Nachgiebigkeiten bzw. Verformungswege und Energieaufnahmepotentiale
im Bereich der Fahrzeugfront bereit.
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DE 199 42 167 A1 beschreibt
eine Aufprall-Dämpfungseinheit für Kraftfahrzeuge,
welche einen Dämpfer mit einem ersten Dämpferbauteil
in Form insbesondere eines Gehäuses und ein gegenüber
dem ersten Dämpferbauteil verschiebbares zweites Dämpferbauteil
aufweist. Mit dem ersten Dämpferbauteil ist ein erstes
Befestigungselement verbunden. Mit dem zweiten Dämpferbauteil
in Form einer Kolbenstange ist ein zweites Befestigungselement verbunden.
Es ist eine Verriegelungseinrichtung zum wahlweisen Herstellen und
Lösen einer Verbindung zwischen dem zweiten Dämpferbauteil und
dem zweiten Befestigungselement vorgesehen.
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Aus
DE 103 51 044 A1 ist
bekannt, dass eine Frontklappe an einem Fahrzeug mit zumindest einer Verbindungseinrichtung
mit der Karosserie verbunden ist. Die geschlossene Frontklappe weist
zu den darunter angeordneten Aggregaten einen Mindestabstand auf.
Zwischen Frontklappe und Verbindungseinrichtung und/oder zwischen
Karosserie und Verbindungseinrichtung ist zumindest ein Deformationselement
zum Schutz von aufprallenden Fußgängern oder Radfahrern
angeordnet. Erfindungsgemäß ist das Deformationselement
unterhalb einer definierten Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb
einer definierten Maximalgeschwindigkeit mit einer Sperreinrichtung
verriegelt, sodass sich das Deformationselement nicht verformen
kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte schaltbare
Deformationsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen,
welche mit einfachen Mitteln und kostengünstig her stellbar
ist und zudem zuverlässig und wartungsarm ausgestaltbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Deformationsvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind insbesondere Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Die
Deformationsvorrichtung weist ein plastisch deformierbares Deformationselement,
z. B. eine Metallhülse, auf. Durch eine plastische Deformation kann
bei einem Aufprall kinetische Energie in Verformungsenergie umgewandelt
und dadurch ein Aufprall gedämpft werden. Das Deformationselement
ist in einem mit einer Fahrzeugstruktur fest verbindbaren Führungsgehäuse,
z. B. einer einseitig offenen, weiteren Metallhülse, verschieblich
gelagert. Im einfachsten Fall weisen das Deformationselement und das
Führungsgehäuse eine gleiche Grundform, beispielsweise
eine hohlzylindrische oder hohlquaderförmige Grundform,
auf, wobei eine Innenabmessung des Führungsgehäuses
gleich oder leicht größer als eine Außenabmessung
des Deformationselements ist. Ferner vorhanden ist ein Verriegelungsmechanismus,
welcher das Deformationselement bezüglich des Führungsgehäuses
wahlweise verriegelt oder entriegelt. In anderen Worten ist bei
einer Verriegelung das Deformationselement so mit dem Führungsgehäuse
verbunden, dass die Verschieblichkeit (ggf. mit einem gewissen Spiel
oder Verriegelungsweg) zumindest von einer Ausgangslage aus unterbunden
ist. Bei einer Entriegelung ist das Deformationselement hingegen
innerhalb der konstruktiven Grenzen gegen das Führungsgehäuse
verschieblich.
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Dadurch
wird mit einfachen Mitteln ein Umschalten zwischen einer 'harten'
(plastischen) Verformung und einer 'weichen' (verschiebungsbedingten) Verformung
des Deformationselements ermöglicht.
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Bei
Einsatz des Deformationselements in einem Fahrzeug kann die Verriegelung
beispielsweise abhängig von einer Fahrzeug- und/oder Aufprallgeschwindigkeit
gesteuert werden. Beispielsweise kann bei einer geringen Geschwindigkeit,
z. B. kleiner 20 km/h, die Deformationsvorrichtung verriegelt sein, falls
davon ausgegangen wird, dass ein Aufprall bis zu dieser Geschwindigkeit
durch eine Deformation der Stossfänger aufgefangen wird.
In diesem Fall wird das Deformationselement nicht betätigt.
Alternativ ist die Deformationsvorrichtung entriegelt, um Schäden
bei Parkremplern u. ä. zu vermeiden. Bei einer mittleren
Geschwindigkeit von z. B. zwischen 20 km/h und 60 km/h kann die
Deformationsvorrichtung entriegelt sein, so dass bei einem Aufprall
das Deformationselement mit vernachlässigbarer oder geringer
Gegenkraft in dem Führungsgehäuse verschoben wird;
der Aufprall wird somit durch die Deformationsvorrichtung nicht
wesentlich aufgefangen, sondern vor allem durch die Stossfänger.
Erst, wenn die Deformationsvorrichtung vollkommen zusammengeschoben
ist, wird der Aufprall dann von der Crashstruktur des Fahrzeugs
aufgenommen. Ein solches 'weiches' Verhalten wird zum Fußgängerschutz
gewünscht. Bei höheren Geschwindigkeiten größer
als ca. 50–60 km/h ist die Deformationsvorrichtung wieder
verriegelt, um die dann schon erheblichen Aufprallenergien zum Insassenschutz
möglichst frühzeitig und mit hoher Effektivität
aufzunehmen. In diesem Fall ist das Deformationselement mit dem
Führungsgehäuse und dadurch wiederum mit der Fahrzeugstruktur
(ggf. mit Spiel) fest verbunden, so dass ein Aufprall eine plastische
Deformation des Deformationselements bewirkt.
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Bevorzugt
wird eine Deformationsvorrichtung, bei welcher der Verriegelungsmechanismus
einen im Deformationselement befindlichen Spreizhebel aufweist,
an dem ein verriegelbarer Spreizkopf (ggf. mit Spiel) anliegt. Der
Spreizhebel kann beispielsweise als Doppelhebel ausgeführt
sein. Bei einer Verschiebung des Deformationselements, z. B. bei
einem Aufprall, drückt bei verriegeltem Spreizkopf (d.
h., dass der Spreizkopf mit dem Führungsgehäuse
fest verbunden bzw. mit diesem verriegelt ist) der Spreizhebel gegen
den Spreizkopf und wird dadurch aufspreizt. In der Folge greift
der aufgespreizte Spreizhebel bzw. dessen Ende(n) in das Führungsgehäuse
ein. Dadurch wird der Spreizhebel blockiert und eine weitere Verschiebung
des Deformationselements unterbunden. Dadurch wiederum wird sich
das Deformationselement mit weiterem Aufprallfortgang deformieren.
Bei entriegeltem Spreizkopf ist dieser bezüglich des Führungsgehäuses
ebenfalls verschieblich gelagert. Deshalb wird bei einer Verschiebung
des Deformationselements der Spreizkopf von diesem entsprechend
mitverschoben, das Deformationselement wird somit in dem Führungsgehäuse
verschoben. Diese bevorzugte Ausführungsform ist besonders
einfach herstellbar und benötigt nur einfache mechanische
Teile. Sie ist dadurch auch robust, langlebig und zuverlässig.
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Bevorzugt
wird ferner eine Deformationsvorrichtung, bei welcher der Verriegelungsmechanismus einen
durch eine Durchgangsöffnung (z. B. eine Hülse
oder Bohrung) in dem Führungsgehäuse reichenden
und dort verschieblich gelagerten Stab aufweist, wobei der Stab
an einem ersten Abschnitt den Spreizkopf trägt und an einem
zweiten Abschnitt mit einer Ankerplatte versehen ist, wobei der
erste Abschnitt und der zweite Abschnitt an gegenüberliegenden
Seiten der Durchgangsöffnung angeordnet sind, als auch
ein an dem Führungsgehäuse befestigtes, wahlweise
ein- und ausschaltbares Magnetelement (Haftmagnet) zur entsprechend
wahlweisen Magnetverbindung mit der Ankerplatte aufweist. Das Magnetelement
umfasst vorzugsweise einen Elektromagneten. Ist also das Magnetelement
aktiviert, zieht es die Ankerplatte an und wird mit ihr mit hoher
Haftstärke verbunden. Dadurch kann sich der Stab nicht
mehr leicht relativ zum Führungsgehäuse bewegen
und dadurch auch nicht mehr der Spreizkopf. Als Folge wird bei einem
Aufprall das Deformationselement wie oben beschrieben plastisch
deformiert. Ist das Magnetelement deaktiviert, zieht es die Ankerplatte
nicht an, so dass der Stab und damit der Spreizkopf bei geringen
Kräften frei beweglich sind. Als Folge wird bei einem Aufprall
das Deformationselement wie oben beschrieben verschoben.
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Bevorzugt
wird auch eine Deformationsvorrichtung, die ein elastisches Element,
insbesondere Rückstellfeder, zur Drängung des
Deformationselements in Richtung aus dem Führungsgehäuse
heraus aufweist. Durch Verwendung des elastischen Elements kann
das Deformationselement und damit die Deformationsvorrichtung nach
einem Aufprall wieder in die Ausgangslage zurückgebracht
werden. Daher ist in diesem Fall auch keine Reparatur oder Reaktivierung
der Deformationsvorrichtung notwendig. Diese Rückstellung
ist auch bei Parkremplern, d. h., Kollisionen bei sehr geringen
Geschwindigkeiten, von Vorteil, da das System bei sehr geringen
Geschwindigkeiten deaktiviert bleiben kann und dann Parkrempler
keine Schäden an der Deformationsvorrichtung hinterlassen.
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Die
Aufgabe wird auch gelöst mittels eines Fahrzeugs mit einer
solchen Deformationsvorrichtung.
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Bevorzugt
wird ein Fahrzeug, bei dem der die Deformationsvorrichtung durch
einen Querträger, insbesondere den vorderen Querträger
(für Frontcrash) oder den hinteren Stoßfängerquerträger
(für Heckcrash), geführt bzw. in diesen eingeschoben
ist, insbesondere so, dass das Deformationselement in den für
den Fußgängerschutz relevanten Bereich vor dem
Querträger hineinragt. Dadurch wird eine Nutzung der Deformationsvorrichtung
sowohl zum Insassenschutz als auch gegen Parkrempler und zum Fußgängerschutz
besonders effektiv möglich. Selbstverständlich
ist die Deformationsvorrichtung auch an anderen Stellen des Fahrzeugs
einsetzbar, z. B. an einer Fahrzeugrückseite oder seitlich.
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Insbesondere
zur platzsparenden Unterbringung des Deformationselements und dessen
effektiven Wirkens im Lastpfad ist die Deformationsvorrichtung vorzugsweise
hinter dem Querträger in einer Prallbox, bevorzugt der
AZT-Prallbox, aufgenommen.
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Vorzugsweise
weist das Fahrzeug eine Steuereinrichtung zum zumindest geschwindigkeitsabhängigen
wahlweisen Aktivieren und Deaktivieren der Deformationsvorrichtung
auf. Das Aktivieren kann beispielsweise abhängig von der
eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Aufprallgeschwindigkeit usw.
geschehen.
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In
anderen Worten wird in einer Ausführungsform ein schaltbares
Deformationselement so in den Querträger eingeschoben,
dass das Deformationselement in den für den Fußgängerschutz
relevanten Bereich vor dem Querträger hineinragt. Das Deformationselement
ist dabei im Gehäuse so gelagert, dass es in Längsrichtung
mit geringer Kraft verschoben werden kann. Hinter dem Deformationselement
ist ein Verriegelungs- bzw. Sperrmechanismus eingebaut. Dieser weist
Sperrklinken, eine Spreizeinheit und ein Aktivierungselement, hier
z. B. einen Haftmagneten, auf. Wird der Haftmagnet aktiviert, wird
gleichzeitig die Spreizeinheit an einer Bewegung in Verschiebungsrichtung
gehindert. In diesem Zustand ist die Verriegelung für das
Deformationselement voraktiviert. Erfolgt nun eine Kollision mit
einem Hindernis, wird das Deformationselement ein kurzes Stück
in Verschiebungsrichtung geschoben. Dabei wird der Sperrmechanismus
von der Spreizeinheit in die Verriegelungsposition gedrückt.
Wenn die Verriegelungsposition erreicht ist, kann das Deformationselement
Crash-Energie abbauen. Der Abbau von Crash-Energie kann also bei
aktiviertem System deutlich früher beginnen als bei einer
rein passiven Struktur.
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Wenn
die Aktivierungseinheit nicht eingeschaltet ist, kann sich die Spreizeinheit
frei bewegen. Erfolgt jetzt eine Kollision, z. B. mit einem Fußgänger, bewegt
sich das Deformationselement mit geringer Gegenkraft nach hinten.
Durch Verwendung einer Feder kann das System anschließend
wieder in die Ausgangslage zurückgebracht werden.
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Bei
Systemstörungen oder Ausfällen ist also immer
eine verriegelungsfreie Verschiebung des Deformationselementes und
somit eine Erfüllung der Fußgängerschutzfunktion
möglich. Es ist also denkbar, diese Deformationsvorrichtung
ohne Eigendiagnose zu betreiben. Die Deformationsvorrichtung kann
durch Verwendung eines Geschwindigkeitssignals oder durch andere
im Fahrzeug erfassten Größen angesteuert werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Figuren
schematisch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Teilschnittansicht durch Komponenten einer in ein Fahrzeug
eingebauten Deformationsvorrichtung in einer unbelasteten Ausgangsstellung,
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2 die
Anordnung gemäß 1 in analoger
Darstellung bei aktiviertem Verriegelungsmechanismus unter Last,
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3 die
Anordnung gemäß 1 in analoger
Darstellung bei deaktiviertem Verriegelungsmechanismus unter Last,
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4 skizzenhaft
in Draufsicht einzelne Komponenten eines Fahrzeugvorbaus mit einer schaltbaren
Deformationsvorrichtung in einer Schaltstellung für einen
so genannten AZT-Test und
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5 die
Anordnung gemäß 4 in analoger
Darstellung in einer Schaltstellung für einen Fußfängeraufpralltest.
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1 zeigt
eine in ein Fahrzeug eingebaute bevorzugte Deformationsvorrichtung
in einer Ausgangsstellung, bei welcher keine Aktivierung erfolgt, das
heißt, kein Aufprall in x-Richtung (von vorne) abzufangen
ist. Die Deformationsvorrich tung weist ein plastisch deformierbares
Deformationselement 1 in Form einer einseitig offenen,
hohlzylindrischen Metallhülse auf. Das Deformationselement 1 ist
in einem passenden, einseitig offenen Führungsgehäuse 2 mit hohlzylindrischer
Grundform in Längsrichtung (x-Richtung) verschieblich gelagert.
Die Innenräume von Deformationselement 1 und Führungsgehäuse 2 bilden
somit einen in Längsrichtung verlängerbaren bzw.
verkürzbaren Innenraum der Deformationsvorrichtung.
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Im
Deformationselement 1 angebracht ist ein Spreizhebel 3 als
Teil eines Verriegelungsmechanismus, wobei der Spreizhebel 3 vorzugsweise
zwei Sperrklinken bzw. Spreizarme 4 aufweist, die über
einen Lagerbolzen 5 im Deformationselement 1 gelagert
sind. Dabei sind die Spreizarme 4 um den Lagerbolzen 5 derart
verschwenkbar gelagert, dass ein jeweiliger Endabschnitt 6 der
Spreizarme 4, welcher vom Lagerbolzen 5 abgewandt
ist, seitlich zur Bewegungs- bzw. Aktivierungsrichtung x bewegbar
ist. In der gezeigten Stellung befinden sich die Spreizarme 4 vollständig
im Innenraum des Deformationselements 1, so dass sie eine
Verschiebung in dem Führungsgehäuse 2 nicht
behindern. An den Bereichen des Deformationselements 1,
die den Spreizarmen 4 benachbart gelegen sind, befinden
sich Öffnungen 7 zur Durchführung der
Spreizarme 4 bzw. deren Endabschnitten 6. Das
Führungsgehäuse 2 weist gegenüber
diesen Öffnungen 7 jeweils oder umlaufend ausgebildet
einen Aufnahmeraum 8 zur Aufnahme der Endabschnitte 6 bei
stärker gespreizten Spreizarmen 4 auf.
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Der
Verriegelungsmechanismus weist ferner ein Aktivierungselement in
Form einer länglichen Stange oder Stabs 9 auf.
Der Stab 9 ist kollinear mit den Längsachsen L
von Deformationselement 1 und Führungsgehäuse 2 angeordnet
und reicht durch eine stirnseitige Durchgangsöffnung 10 in
dem Führungsgehäuse 2. In der Durchgangsöffnung 10 ist
der Stab 9 in Längsrichtung verschieblich gelagert.
Der Stab 9 trägt an einem ersten Abschnitt einen
Spreizkopf 11 und ist an einem zweiten Abschnitt mit einer Ankerplatte 12 verschraubt.
Der erste Ab schnitt und der zweite Abschnitt sind an gegenüberliegenden Seiten
der Durchgangsöffnung angeordnet, d. h., dass der Spreizkopf 11 und
die Ankerplatte 12 durch die Durchgangsöffnung 10 getrennt
sind. Die Ankerplatte 12 ist in anderen Worten an der Außenseite
der Deformationsvorrichtung angeordnet, während der Spreizkopf 11 im
Innenraum aufgenommen ist.
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Genauer
gesagt, wird der Stab 9 durch eine Durchgangsöffnung 13 eines
stirnseitig an dem Führungsgehäuse 2 befestigten
Elektromagneten 14 geführt. Der Elektromagnet 14 ist
wahlweise ein- und ausschaltbar, so dass die Ankerplatte 12 entsprechend
vom Magneten 14 angezogen wird und damit eine magnetisch
wirkende Verbindung eingeht, oder nicht. Bei aktiviertem, d. h.,
stromdurchflossenen Magneten 14 ist auch der Stab 9 zumindest
bis zu einer hohen Kraftaufgabe nicht mehr relativ zum Führungsgehäuse 2 in
der Durchführungsöffnung 13 frei verschiebbar.
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Der
Spreizkopf 11 liegt an den Schenkeln der Spreizarme 4 an,
Dabei ist der Spreizkopf 11 einerseits so breit, dass bei
einem Verschieben des Lagerbolzens 5 mit den daran gelagerten
Spreizarme 4 relativ zum Spreizkopf 11 dieser
die beiden Spreizarme 4 auseinanderdrückt. Andererseits
ist der Spreizkopf 11 so schmal dimensioniert, dass in
der Ausgangsstellung die beiden Spreizarme so weit zusammengeschwenkt
sind, dass deren Endabschnitte 6 nicht durch die Öffnungen 7 außenseitig
hindurchragen. Um die Ausgangsstellung des Verriegelungsmechanismus
zu unterstützen, ist eine Zugfeder 15 zwischen
die beiden Spreizarme gespannt, so dass die beiden Spreizarme 4 im
Ausgangszustand oder im entriegelten Zustand zusammenschwenkt bleiben.
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Den
Stab 9 umgebend ist zwischen dem Magneten 14 und
dem Spreizkopf 11 zudem eine Rückstellfeder 16 vorhanden,
welche den Spreizkopf 11 an die Spreizarme 11 drängt.
Dadurch wird erstens eine Kontakt zwischen Spreizkopf 11 und
den Spreizarmen 4 sichergestellt, als auch eine Rückbewegungsmöglichkeit des
in das Führungsgehäuse 2 eingeschobenen
Deformationselements 1, wie weiter unten genauer beschrieben
wird. Die Rückstellfeder 16 und die Zugfeder 15 sind
so dimensioniert, dass die Rückstellfeder 16 nicht
genügend Kraft aufbringt, um die Spreizarme 4 durch
die Öffnungen 7 zu verschwenken.
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Die
Deformationsvorrichtung 1–16 ist durch einen
vorderen Querträger 17 eines Kfz geführt
und damit verbunden. Die Deformationsvorrichtung 1–16 ist
hinter dem Querträger 17 in einer am Querträger 17 aufliegenden
AZT-Prallbox 18 aufgenommen.
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2 zeigt
das Verhalten einer verriegelten Deformationsvorrichtung 1–16 unter
einer Last F, wie sie beispielsweise bei einer AZT-Crashsituation
mit einer Aufprallgeschwindigkeit von 3 km/h bis 20 km/h oder bei
einem Aufprall mit einer Aufprallgeschwindigkeit von mehr als 50–60
km/h vorgesehen sein kann. Zur Verriegelung ist der Elektromagnet 14 aktiviert,
z. B. mittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung, und zieht
die Ankerplatte 12 fest an sich. Dadurch wird bei einem
Aufprall in x-Richtung zunächst das Deformationselement 1 geringfügig
um einen Verriegelungsweg von ca. 5 mm in x-Richtung verschoben.
Da sich der Stab 9 aufgrund der festgehaltenen Ankerplatte 12 bewegt,
drücken die Spreizarme 4 auf den Spreizkopf 11 und
schwenken diesen so auseinander, dass die Endabschnitte 6 durch die
jeweiligen Öffnungen 7 im Deformationselement 1 hindurch
in die zugehörigen Aufnahmeräume 8 eintauchen
und dort in das Führungsgehäuse 2 eingreifen.
Dadurch wird der Spreizhebel 3 in seiner weiteren Bewegung
blockiert und verhindert dadurch eine weitere Verschiebung des verbundenen
Deformationselements 1 in dem Führungsgehäuse 2.
Dadurch wiederum wird das Deformationselement im weiteren Verlauf
unter Aufnahme von Aufprallenergie plastisch verformt. Ist das Deformationselement
ohne weitere Verformungsreserven verformt und ist der Aufprall noch
nicht abgeschlossen, so werden im folgenden Verlauf der Querträger 17 und
die AZT-Prallbox 18 auf bekannte Weise verformt.
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Der
Haftmagnet 14 braucht also lediglich so stark zu sein,
dass er die Kraft der Zugfeder 15 überwinden kann.
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Die
Aktivierung bzw. Deaktivierung des Magneten 14 wird mittels
der Steuereinheit ausgelöst, welche mit Sensoren, wie einem
Geschwindigkeitssensor oder einem Abstandssensor, verbunden ist und
deren Abtastungen zur Entscheidung über eine Aktivierung
verwendet.
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3 zeigt
das Verhalten einer entriegelten Deformationsvorrichtung 1–16 unter
einer Last F, wie sie beispielsweise zum Fußgängerschutz
mit einer Aufprallgeschwindigkeit zwischen 20 km/h 50–60 km/h
vorgesehen ist. Hier ist nun das Deformationselement 1 bezüglich
des Führungsgehäuses 2 entriegelt, da
durch den Elektromagneten 14 kein Strom fließt.
Beim Aufprall wird das Deformationselement 1 in x-Richtung
in das Führungsgehäuse 2 verschoben.
Der Spreizkopf 11 wird mitverschoben, da der Stab 9 in
der Durchgangsöffnung 10 in Längsrichtung mit
nur geringer Gegenkraft verschieblich ist, welche zum Aufschwenken
der Spreizarme aus dem Defoelement 1 nicht ausreicht. Dadurch
wird das Deformationselement 1 solange verschoben, bis
der Anschlag 1a auf dem Führungsgehäuse 2 aufliegt.
Ist der Aufprall dann noch nicht abgeschlossen, so werden im folgenden
Verlauf der Querträger 17 und die AZT-Prallbox 18 auf
bekannte Weise verformt.
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4 zeigt
in Draufsicht einen linken vorderen Bereich eines Fahrzeugs 19,
das einen Aufprall gegen eine AZT 10°-Barriere 20 in
x-Richtung durchführt. Die Deformationsvorrichtung 21 ist
durch den vorderen Querträger 17 geführt
bzw. in diesen eingeschoben, so dass das Deformationselement in
den für den Fußgängerschutz relevanten
Bereich vor dem Querträger 17 hineinragt. Dadurch
wird eine Nutzung der Deformationsvorrichtung 21 sowohl
zum Insassenschutz als auch gegen Parkrempler und zum Fußgängerschutz
besonders effektiv möglich. Die deformierbare AZT-Prallbox 18 stellt
einen Lastpfad zwischen dem Querträger 17 und
einem Motorträger 22 her. Im Bereich von typischerweise
weniger als 20 km/h und mehr als 50–60 km/h ist, wie gezeigt die
Deformationsvorrichtung verriegelt bzw. das Deformationselement
an dem Führungsgehäuse verriegelt. Dadurch wird
bei AZT-Test frühzeitig Aufprallenergie aufgenommen, wodurch
eine Insassensicherheit erhöht wird. Auch kann eine Fahrzeuglänge
verkürzt werden.
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5 zeigt
in Draufsicht analog zu 4 den linken vorderen Bereich
des Fahrzeugs 19, das nun einen Aufprall gegen eine 'Lower-Leg'-Barriere 23 in
x-Richtung im Bereich von typischerweise mehr als 20 km/h und weniger
als 50–60 km/h durchführt. Die Deformationsvorrichtung 21 ist
nun entriegelt bzw. das Deformationselement an dem Führungsgehäuse
entriegelt. Dadurch wird beim Fußgängeraufpralltest
dem Fußgänger eine vergleichsweise weise Aufprallfläche
dargeboten, wodurch eine Fußgängersicherheit erhöht
wird.
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Selbstverständlich
ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform
beschränkt. So kann die Grundform von Deformationselement
und Führungsgehäuse hohlquaderförmig
sein, ggf. mit abgerundeten Kanten. Auch kann ein anderer Verriegelungsmechanismus
verwendet werden, wie eine mechanische Verriegelung mittels Zapfen
usw. Auch sind andere Aktivierungselemente für den Spreizhebel
als der Stab denkbar. Zudem braucht auch kein Spreizhebel verwendet
zu werden; alternativ kann beispielsweise im Deformationselement
eine elektrisch aktivierte Einheit vorhanden sein, die Arretierungsbolzen
in die Führungshülse ausfährt. Auch kann
dass Defoelement statt in einem vorderen Querträger zur
Verbesserung eines Heckaufprallverhaltens auch in einem hinteren
Stoßfängerquerträger eingesetzt sein,
wobei die Prallbox dann an einem hinteren Längsträger
anstatt am Motorträger aufliegt.
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- 1
- Deformationselement
- 1a
- Anschlag
- 2
- Führungsgehäuse
- 3
- Spreizhebel
- 4
- Spreizarm
- 5
- Rastelement
- 6
- Endabschnitt
- 7
- Öffnung
- 8
- Aufnahmeraum
- 9
- Stab
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11
- Spreizkopf
- 12
- Ankerplatte
- 13
- Durchführungsöffnung
- 14
- Elektromagnet
- 15
- Zugfeder
- 16
- Rückstellfeder
- 17
- Querträger
- 18
- AZT-Prallbox
- 19
- Fahrzeug
- 20
- AZT-10°-Barriere
- 21
- Deformationsvorrichtung
- 22
- Motorträger
- 23
- Lower-Leg-Barriere
- F
- Last
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004059545
A1 [0006]
- - DE 19942167 A1 [0007]
- - DE 10351044 A1 [0008]