DE102009029677B4 - Energy absorption device for vehicles - Google Patents
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Abstract
Energieabsorptionsvorrichtung zum Absorbieren von in einer Energieeinleitungsrichtung (112) in die Energieabsorptionsvorrichtung (100) eingeleiteter Energie, umfassendmindestens ein deformierbares Element (108) zum Aufnehmen zumindest eines Teils der eingeleiteten Energie,mindestens eine Aufweitungsvorrichtung (102) zum Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements (108) in mindestens einer Aufweitungsrichtung (113, 115), welche quer zur Energieeinleitungsrichtung (112) verläuft,und mindestens eine Komprimierungsvorrichtung (104) zum Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements (108) in mindestens einer Komprimierungsrichtung (117, 119), welche quer zur Energieeinleitungsrichtung (112) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung (102) zumindest teilweise in einem Hohlraum (109) des mindestens einen deformierbaren Elements (108) angeordnet und schwimmend in dem mindestens einen deformierbaren Element (108) gelagert ist.An energy absorbing device for absorbing energy introduced into the energy absorbing device (100) in an energy introduction direction (112), comprising at least one deformable element (108) for receiving at least a portion of the input energy, at least one expansion device (102) for expanding the at least one deformable element (108 ) in at least one expansion direction (113, 115) which is transverse to the energy input direction (112) and at least one compression device (104) for compressing the at least one deformable element (108) in at least one compression direction (117, 119) transverse to Energy introduction direction (112) extends, characterized in that the at least one expansion device (102) at least partially disposed in a cavity (109) of the at least one deformable element (108) and is floatingly mounted in the at least one deformable element (108).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieabsorptionsvorrichtung zum Absorbieren von in einer Energieeinleitungsrichtung in die Energieabsorptionsvorrichtung eingeleiteter Energie.The present invention relates to an energy absorbing device for absorbing energy introduced into the energy absorbing device in an energy introduction direction.
Derartige Energieabsorptionsvorrichtungen, insbesondere solche, welche sich beim Einleiten der zu absorbierenden Energie verformen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise wird bei aus dem Stand der Technik bekannten Faltrohren lediglich ein kleiner Abschnitt der Energieabsorptionsvorrichtung verformt. Ferner kann bei der Aufweitung von Rohren ein unerwünschtes Aufreißen der Rohre stattfinden. Hierbei wird jeweils nur eine geringe Energiemenge absorbiert.Such energy absorption devices, in particular those which deform when introducing the energy to be absorbed, are known from the prior art. For example, in folding tubes known from the prior art, only a small portion of the energy absorbing device is deformed. Further, in the expansion of pipes, an undesirable tearing of the pipes take place. In this case, only a small amount of energy is absorbed in each case.
Die
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Energieabsorptionsvorrichtung bereitzustellen, welche, bezogen auf ihre Masse, eine hohe Energieabsorptionsfähigkeit aufweist.The present invention has for its object to provide an energy absorbing device, which, based on their mass, has a high energy absorption capacity.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.
Dadurch, dass die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens ein deformierbares Element zum Aufnehmen zumindest eines Teils der eingeleiteten Energie umfasst, kann zu absorbierende Energie mittels der Energieabsorptionsvorrichtung besonders gezielt, nämlich mittels des mindestens einen deformierbaren Elements, aufgenommen werden.By virtue of the fact that the energy absorption device comprises at least one deformable element for receiving at least part of the energy introduced, energy to be absorbed can be absorbed in a particularly targeted manner by means of the energy absorption device, namely by means of the at least one deformable element.
Dadurch, dass die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements in mindestens einer Aufweitungsrichtung, welche quer zur Energieeinleitungsrichtung verläuft, umfasst, kann die mittels der Energieabsorptionsvorrichtung zu absorbierende Energie zuverlässig durch eine gezielte Verformung des mindestens einen deformierbaren Elements, nämlich durch ein Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements, absorbiert werden.By virtue of the fact that the energy absorption device comprises at least one widening device for widening the at least one deformable element in at least one widening direction which extends transversely to the energy introduction direction, the energy to be absorbed by the energy absorption device can be reliably reduced by targeted deformation of the at least one deformable element, namely by Expansion of the at least one deformable element, to be absorbed.
Dadurch, dass die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Komprimierungsvorrichtung zum Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements in mindestens einer Komprimierungsrichtung, welche quer zur Energieeinleitungsrichtung verläuft, umfasst, kann die zu absorbierende Energie mittels des mindestens einen deformierbaren Elements zuverlässig durch eine weitere gezielte Verformung des mindestens einen deformierbaren Elements, nämlich durch ein Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements, absorbiert werden.In that the energy absorption device comprises at least one compression device for compressing the at least one deformable element in at least one compression direction which is transverse to the energy introduction direction, the energy to be absorbed by the at least one deformable element can be reliably achieved by further targeted deformation of the at least one deformable element namely, by compressing the at least one deformable element.
Insbesondere durch die Kombination von mindestens einer Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements und mindestens einer Komprimierungsvorrichtung zum Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements ist eine besonders hohe Energie mittels der Energieabsorptionsvorrichtung absorbierbar. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das mindestens eine deformierbare Element zumindest teilweise mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung aufgeweitet und zumindest teilweise mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung komprimiert wird. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung kann hierbei vorgesehen sein, dass zumindest ein Abschnitt des mindestens einen deformierbaren Elements zunächst mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung aufgeweitet und anschließend mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung komprimiert wird. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Abschnitt des mindestens einen deformierbaren Elements zunächst mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung komprimiert und anschließend mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung aufgeweitet wird.In particular, by the combination of at least one expansion device for expanding the at least one deformable element and at least one compression device for compressing the at least one deformable element, a particularly high energy is absorbable by means of the energy absorption device. In particular, it may be provided that the at least one deformable element is at least partially expanded by means of the at least one expansion device and at least partially compressed by means of the at least one compression device. In a preferred embodiment, it can be provided here that at least a portion of the at least one deformable element is first widened by means of the at least one widening device and then compressed by means of the at least one compression device. Alternatively, it can be provided that at least a portion of the at least one deformable element is first compressed by means of the at least one compression device and then expanded by means of the at least one expansion device.
Das mindestens eine deformierbare Element umfasst einen Hohlraum. Auf diese Weise ist das mindestens eine deformierbare Element besonders einfach dadurch mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung aufweitbar, dass die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung in dem Hohlraum angreift, um das mindestens eine deformierbare Element von innen heraus aufzuweiten.The at least one deformable element comprises a cavity. In this way, the at least one deformable element is particularly easily expandable by means of the at least one expansion device, that engages the at least one expansion device in the cavity in order to expand the at least one deformable element from the inside out.
Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in dem Hohlraum des mindestens einen deformierbaren Elements angeordnet ist. Auf diese Weise ist das mindestens eine deformierbare Element mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung besonders einfach aufweitbar. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das mindestens eine deformierbare Element in einem Ausgangszustand der Energieabsorptionsvorrichtung, in welchem noch keine Energie in die Energieabsorptionsvorrichtung zur Absorption eingeleitet wurde, von dem mindestens einen deformierbaren Element umgeben ist. Die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung ist hierbei vorzugsweise in der Energieeinleitungsrichtung formschlüssig mit dem mindestens einen deformierbaren Element verbunden, so dass eine Bewegung des mindestens einen deformierbaren Elements relativ zu der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung eine Verformung des mindestens einen deformierbaren Elements bewirkt.In particular, it is provided here that the at least one expansion device is arranged at least partially, in particular completely, in the cavity of the at least one deformable element. That's the way it is at least one deformable element by means of at least one expansion device particularly easily expandable. In particular, it may be provided here that the at least one deformable element is surrounded by the at least one deformable element in an initial state of the energy absorption device, in which no energy has yet been introduced into the energy absorption device for absorption. The at least one expansion device is in this case preferably positively connected in the energy introduction direction with the at least one deformable element, so that a movement of the at least one deformable element relative to the at least one expansion device causes a deformation of the at least one deformable element.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung bezüglich der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung festgelegt ist. Insbesondere kann hierdurch gewährleistet werden, dass ein Bereich, in welchem das mindestens eine deformierbare Element mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung aufgeweitet wird, relativ zu einem Bereich, in welchem das mindestens eine deformierbare Element mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung komprimiert wird, räumlich fixiert ist.In one embodiment of the invention, it is provided that the at least one expansion device is fixed with respect to the at least one compression device. In particular, this makes it possible to ensure that an area in which the at least one deformable element is widened by means of the at least one widening device is spatially fixed relative to a region in which the at least one deformable element is compressed by means of the at least one compression device.
Die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung ist schwimmend in dem mindestens einen deformierbaren Element gelagert. Die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung ist dann lediglich an dem mindestens einen deformierbaren Element gehalten und relativ zu der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung beweglich.The at least one expansion device is floatingly mounted in the at least one deformable element. The at least one expansion device is then held only on the at least one deformable element and movable relative to the at least one compression device.
Das mindestens eine deformierbare Element ist vorzugsweise zumindest näherungsweise hohlzylindrisch ausgebildet. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Herstellung des mindestens einen deformierbaren Elements und eine besonders gleichmäßige Absorption von in die Energieabsorptionsvorrichtung eingeleiteter Energie durch eine gleichmäßige Deformation des mindestens einen deformierbaren Elements möglich.The at least one deformable element is preferably at least approximately hollow cylindrical. In this way, a particularly simple production of the at least one deformable element and a particularly uniform absorption of energy introduced into the energy absorption device by a uniform deformation of the at least one deformable element is possible.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine deformierbare Element sich zumindest näherungsweise parallel zu der Energieeinleitungsrichtung erstreckt. Insbesondere dann, wenn das mindestens eine deformierbare Element zumindest näherungsweise hohlzylindrisch ausgebildet ist, kann dann vorgesehen sein, dass ein Durchmesser des mindestens einen deformierbaren Elements durch das Aufweiten mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung vergrößert und/oder durch das Komprimieren mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung verkleinert wird.In particular, it can be provided that the at least one deformable element extends at least approximately parallel to the energy introduction direction. In particular, when the at least one deformable element is at least approximately hollow cylindrical, it can then be provided that a diameter of the at least one deformable element is increased by the expansion by means of the at least one expansion device and / or reduced by the compression by means of the at least one compression device ,
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Komprimierungsvorrichtung das mindestens eine deformierbare Element zumindest teilweise umgibt. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die mindestens eine Komprimierungsvorrichtung eine Komprimierungsfläche umfasst, welche quer zu der Energieeinleitungsrichtung verläuft, so dass insbesondere bei einer Bewegung des mindestens einen deformierbaren Elements in der Energieeinleitungsrichtung das mindestens eine deformierbare Element mittels der Komprimierungsfläche der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung in mindestens einer quer zur Energieeinleitungsrichtung verlaufenden Komprimierungsrichtung komprimiert wird.It is favorable if the at least one compression device at least partially surrounds the at least one deformable element. In particular, it can be provided in this case that the at least one compression device comprises a compression surface, which extends transversely to the energy input direction, so that in particular at a movement of the at least one deformable element in the energy input direction, the at least one deformable element by means of the compression surface of the at least one compression device in at least is compressed in a direction transverse to the energy introduction direction compression direction.
Besonders günstig ist es, wenn die mindestens eine Komprimierungsvorrichtung das mindestens eine deformierbare Element zumindest näherungsweise ringförmig umgibt, wobei günstigerweise ein Innendurchmesser der zumindest näherungsweise ringförmig ausgebildeten mindestens einen Komprimierungsvorrichtung kleiner ist als ein Außendurchmesser des mindestens einen deformierbaren Elements in einem entgegen der Einleitungsrichtung vor der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung angeordneten Bereich.It is particularly favorable when the at least one compression device at least approximately surrounds the at least one deformable element, wherein advantageously an inner diameter of the at least approximately ring-shaped at least one compression device is smaller than an outer diameter of the at least one deformable element in one opposite to the direction of introduction at least before a compression device arranged area.
Die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung weist vorzugsweise einen in einer Ebene quer, insbesondere senkrecht, zu der Energieeinleitungsrichtung genommenen äußeren Durchmesser auf, welcher größer ist als ein in einer Ebene quer, insbesondere senkrecht, zu der Energieeinleitungsrichtung genommener innerer Durchmesser der Komprimierungsvorrichtung. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das mindestens eine deformierbare Element durch ein Verschieben desselben in der Energieeinleitungsrichtung nach einem Aufweiten mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung zur zusätzlichen Energieabsorption mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung komprimierbar ist, wenn die mindestens eine Komprimierungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung nachgeordnet ist. Ferner ist dadurch gewährleistet, dass das mindestens eine deformierbare Element durch ein Verschieben desselben in der Energieeinleitungsrichtung nach einem Komprimieren mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung aufweitbar ist, wenn die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung nachgelagert ist.The at least one expansion device preferably has an outer diameter taken transversely, in particular perpendicularly, to the energy introduction direction, which is larger than an inner diameter of the compression device taken transversely, in particular vertically, in a plane to the energy introduction direction. In this way, it is ensured that the at least one deformable element is compressible by a displacement thereof in the energy introduction direction after expansion by means of the at least one expansion device for additional energy absorption by means of the at least one compression device, if the at least one compression device in the energy introduction direction of the at least one expansion device is subordinate. Furthermore, this ensures that the at least one deformable element can be expanded by displacing it in the energy introduction direction after compression by means of the at least one expansion device by means of the at least one expansion device, if the at least one expansion device is downstream in the energy introduction direction of the at least one compression device.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Komprimierungsvorrichtung mindestens einer Aufweitungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung nachgelagert angeordnet ist.In one embodiment of the invention, it is provided that at least one compression device of at least one expansion device is arranged downstream in the energy introduction direction.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Aufweitungsvorrichtung mindestens einer Komprimierungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung nachgelagert angeordnet ist. Alternatively or additionally, it can be provided that at least one expansion device of at least one compression device is arranged downstream in the energy introduction direction.
Grundsätzlich kann insbesondere vorgesehen sein, dass mindestens zwei Komprimierungsvorrichtungen und/oder mindestens zwei Aufweitungsvorrichtungen vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung zwischen den mindestens zwei Komprimierungsvorrichtungen bzw. die mindestens eine Komprimierungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung zwischen den mindestens zwei Aufweitungsvorrichtungen angeordnet ist.In principle, provision can be made in particular for at least two compression devices and / or at least two expansion devices to be provided, wherein the at least one expansion device in the energy introduction direction is preferably arranged between the at least two compression devices and the at least one compression device is arranged in the energy introduction direction between the at least two expansion devices.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mindestens zwei Komprimierungsvorrichtungen in der Energieeinleitungsrichtung einander direkt nachgelagert angeordnet sind. Auf diese Weise kann beispielsweise eine besonders starke Komprimierung des mindestens einen deformierbaren Elements erfolgen.In a further embodiment of the invention, however, it can also be provided that at least two compression devices are arranged directly downstream of one another in the energy introduction direction. In this way, for example, a particularly strong compression of the at least one deformable element take place.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Aufweitungsvorrichtungen in der Energieeinleitungsrichtung einander direkt nachgelagert angeordnet sind. Auf diese Weise kann insbesondere ein besonders weites Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements erzielt werden.Alternatively or additionally, it may be provided that at least two expansion devices are arranged directly downstream of one another in the energy introduction direction. In this way, in particular a particularly wide expansion of the at least one deformable element can be achieved.
Die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung und das mindestens eine deformierbare Element sind vorzugsweise zumindest näherungsweise koaxial angeordnet. Auf diese Weise kann eine besonders gleichmäßige Verformung des mindestens einen deformierbaren Elements mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung erzielt werden.The at least one expansion device and the at least one deformable element are preferably arranged at least approximately coaxially. In this way, a particularly uniform deformation of the at least one deformable element can be achieved by means of the at least one expansion device.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Komprimierungsvorrichtung und das mindestens eine deformierbare Element zumindest näherungsweise koaxial angeordnet sind. Auf diese Weise ist eine besonders gleichmäßige Energieabsorption mittels des mindestens einen deformierbaren Elements bei einer Komprimierung desselben mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung möglich.Furthermore, it can be provided that the at least one compression device and the at least one deformable element are arranged at least approximately coaxially. In this way, a particularly uniform energy absorption by means of the at least one deformable element in a compression of the same by means of the at least one compression device is possible.
Besonders günstig ist es, wenn die mindestens eine Aufweitungsvorrichtung und die mindestens eine Komprimierungsvorrichtung zumindest näherungsweise koaxial angeordnet sind. Auf diese Weise kann das mindestens eine deformierbare Element insbesondere bei einer Bewegung des mindestens einen deformierbaren Elements in der Energieeinleitungsrichtung zur Absorption von eingeleiteter Energie zunächst besonders gleichmäßig mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung aufgeweitet und anschließend besonders gleichmäßig mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung komprimiert werden. Eine solche gleichmäßige Verformung des mindestens einen deformierbaren Elements in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht, zu der Energieeinleitungsrichtung ermöglicht eine besonders gleichmäßige und hohe Energieabsorption.It is particularly favorable if the at least one expansion device and the at least one compression device are arranged at least approximately coaxially. In this way, the at least one deformable element, in particular during a movement of the at least one deformable element in the energy introduction direction for absorption of introduced energy, can first be expanded particularly uniformly by means of the at least one expansion device and then compressed particularly uniformly by means of the at least one compression device. Such a uniform deformation of the at least one deformable element in a direction transverse, in particular perpendicular, to the direction of energy introduction allows a particularly uniform and high energy absorption.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Stauchvorrichtung zum Stauchen des mindestens einen deformierbaren Elements in der Energieeinleitungsrichtung umfasst. Auf diese Weise kann mittels des mindestens einen deformierbaren Elements nicht nur durch ein Aufweiten und ein Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements in die Energieabsorptionsvorrichtung eingeleitete Energie absorbiert werden. Vielmehr kann, insbesondere nach einem Aufweiten und/oder Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements, zusätzliche Energie dadurch mittels des mindestens einen deformierbaren Elements aufgenommen werden, dass das mindestens eine deformierbare Element in der Energieeinleitungsrichtung gestaucht wird. In a development of the invention, it can be provided that the energy absorption device comprises at least one compression device for compressing the at least one deformable element in the energy introduction direction. In this way, energy introduced by means of the at least one deformable element can be absorbed not only by expanding and compressing the at least one deformable element into the energy absorption device. Rather, especially after a widening and / or compressing of the at least one deformable element, additional energy can thereby be absorbed by means of the at least one deformable element such that the at least one deformable element is compressed in the energy introduction direction.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Stauchvorrichtung der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung nachgelagert angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine gezielte, vorzugsweise gleichmäßige, Verformung des mindestens einen deformierbaren Elements mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung erfolgen, bevor das mindestens eine deformierbare Element mittels der mindestens einen Stauchvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung gestaucht wird. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil ein Stauchvorgang des mindestens einen deformierbaren Elements in der Energieeinleitungsrichtung zumeist eine unvorhersehbare Deformation, insbesondere eine unvorhersehbare Faltung, des mindestens einen deformierbaren Elements bewirkt.It is favorable if the at least one compression device of the at least one compression device is arranged downstream in the energy introduction direction. In this way, a targeted, preferably uniform, deformation of the at least one deformable element can take place by means of the at least one compression device before the at least one deformable element is compressed in the energy introduction direction by means of the at least one compression device. This is particularly advantageous because an upsetting operation of the at least one deformable element in the energy introduction direction usually causes an unpredictable deformation, in particular an unpredictable folding, of the at least one deformable element.
Die mindestens eine Stauchvorrichtung ist der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung vorzugsweise nachgelagert angeordnet. Auf diese Weise kann das mindestens eine deformierbare Element mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung bei der Einleitung von Energie in die Energieabsorptionsvorrichtung zunächst aufgeweitet und dadurch gezielt deformiert werden, bevor eine, üblicherweise unvorhersehbare, Deformation des mindestens einen deformierbaren Elements durch die Stauchung mittels der mindestens einen Stauchvorrichtung erfolgt.The at least one compression device is preferably arranged downstream of the at least one expansion device in the energy introduction direction. In this way, the at least one deformable element by means of the at least one expansion device in the introduction of energy into the energy absorption device initially expanded and thereby selectively deformed before a, usually unpredictable, deformation of the at least one deformable element by the compression by means of at least one compression device he follows.
Die mindestens eine Stauchvorrichtung ist günstigerweise einstückig mit der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung ausgebildet. Auf diese Weise ist ein besonders einfacher Aufbau der Energieabsorptionsvorrichtung möglich. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die mindestens eine Stauchvorrichtung zusammen mit der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung einen beispielsweise als Hohlkörper ausgebildeten Grundkörper bildet, welcher eine Öffnung aufweist, in welche das mindestens eine deformierbare Element einführbar ist. Insbesondere dann, wenn die Öffnung des Grundkörpers mindestens eine Komprimierungsfläche umfasst, ist mittels des aus der mindestens einen Stauchvorrichtung und der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung gebildeten Grundkörpers bei einem Einführen des mindestens einen deformierbaren Elements durch die Öffnung des Grundkörpers das mindestens eine deformierbare Element komprimierbar. Die Öffnung des Grundkörpers ist hierzu entgegen der Energieeinleitungsrichtung ausgerichtet, d. h. der die Öffnung umgebende Rand verläuft im Wesentlichen senkrecht zu der Energieeinleitungsrichtung, so dass das mindestens eine deformierbare Element vorzugsweise in der Energieeinleitungsrichtung in den Grundkörper einführbar ist. The at least one compression device is advantageously formed in one piece with the at least one compression device. In this way, a particularly simple construction of the energy absorption device is possible. In particular, it may be provided here that the at least one compression device forms, together with the at least one compression device, for example a hollow body formed base body, which has an opening into which the at least one deformable element can be inserted. In particular when the opening of the base body comprises at least one compression surface, the at least one deformable element is compressible by means of the base body formed from the at least one compression device and the at least one compression device when the at least one deformable element is inserted through the opening of the base body. For this purpose, the opening of the base body is oriented counter to the direction of energy introduction, ie, the edge surrounding the opening runs essentially perpendicular to the energy introduction direction, so that the at least one deformable element can preferably be inserted into the base body in the energy introduction direction.
Die mindestens eine Stauchvorrichtung wird hierbei vorzugsweise durch eine der Öffnung des Grundkörpers gegenüberliegende und derselben zugewandte Innenseite des Grundkörpers gebildet. Wird das mindestens eine deformierbare Element in der Energieeinleitungsrichtung verschoben, so gelangt es mit seinem in der Energieeinleitungsrichtung vorne liegenden Ende zu dieser Innenseite des Grundkörpers und wird daran gestaucht.In this case, the at least one compression device is preferably formed by an inner side of the base body which is opposite the opening of the base body and faces the same. If the at least one deformable element is displaced in the direction of energy introduction, then, with its end lying in the direction of energy introduction, it reaches this inner side of the main body and is compressed there.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements in einer einzigen, quer zur Energieeinleitungsrichtung verlaufenden Richtung umfasst.In principle, it can be provided that the energy absorption device comprises at least one expansion device for expanding the at least one deformable element in a single, transverse to the direction of energy input direction.
Günstig ist es jedoch, wenn die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements in mindestens zwei voneinander verschiedene Aufweitungsrichtungen umfasst. Auf diese Weise ist eine besonders hohe Energiemenge mittels des mindestens einen deformierbaren Elements durch das Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements absorbierbar.It is favorable, however, if the energy absorption device comprises at least one expansion device for expanding the at least one deformable element in at least two mutually different expansion directions. In this way, a particularly high amount of energy can be absorbed by the at least one deformable element by the expansion of the at least one deformable element.
Die mindestens zwei Aufweitungsrichtungen sind hierbei quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Energieeinleitungsrichtung und insbesondere quer, vorzugsweise senkrecht, zueinander ausgerichtet.The at least two widening directions are here transversely, preferably perpendicular, to the energy input direction and in particular transversely, preferably perpendicular, aligned with each other.
Mindestens eine Aufweitungsrichtung verläuft günstigerweise quer, vorzugsweise senkrecht, zu mindestens einer Komprimierungsrichtung.At least one expansion direction is advantageously transverse, preferably perpendicular, to at least one direction of compression.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Aufweitungsrichtung parallel zu mindestens einer Komprimierungsrichtung verläuft.Alternatively or additionally, it can be provided that at least one widening direction runs parallel to at least one compression direction.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Komprimierungsvorrichtung zum Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements in einer einzigen Komprimierungsrichtung umfasst.In principle, it can be provided that the energy absorption device comprises at least one compression device for compressing the at least one deformable element in a single compression direction.
Günstig ist es jedoch, wenn die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Komprimierungsvorrichtung zum Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements in mindestens zwei Komprimierungsrichtungen umfasst. Auf diese Weise ist eine besonders hohe Energiemenge durch ein Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung absorbierbar.It is favorable, however, if the energy absorption device comprises at least one compression device for compressing the at least one deformable element in at least two directions of compression. In this way, a particularly high amount of energy can be absorbed by compressing the at least one deformable element by means of the at least one compression device.
Die mindestens zwei Komprimierungsrichtungen verlaufen insbesondere quer, vorzugsweise senkrecht, zur Energieeinleitungsrichtung und insbesondere quer, vorzugsweise senkrecht, zueinander.The at least two directions of compression run in particular transversely, preferably perpendicular, to the direction of energy introduction and in particular transversely, preferably perpendicular, to each other.
Eine besonders hohe Energieabsorption mittels des mindestens einen deformierbaren Elements ist insbesondere dann möglich, wenn die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten des mindestens einen deformierbaren Elements in einer radial zur Energieeinleitungsrichtung verlaufenden Richtung, d. h. in sämtliche zumindest näherungsweise senkrecht zu der Energieeinleitungsrichtung verlaufende Richtungen, umfasst. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das mindestens eine deformierbare Element mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung senkrecht zu der Energieeinleitungsrichtung gleichmäßig aufgeweitet wird, so dass insbesondere ein Durchmesser eines beispielsweise hohlzylinderförmigen mindestens einen deformierbaren Elements mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung gleichmäßig vergrößert wird.A particularly high energy absorption by means of the at least one deformable element is possible, in particular, if the energy absorption device comprises at least one expansion device for expanding the at least one deformable element in a direction extending radially to the energy introduction direction, ie in all directions at least approximately perpendicular to the energy introduction direction. In particular, it can be provided in this case that the at least one deformable element is widened uniformly by means of the at least one expansion device perpendicular to the energy introduction direction, so that in particular a diameter of, for example, a hollow cylindrical at least one deformable element is increased uniformly by means of the at least one expansion device.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Komprimierungsvorrichtung zum Komprimieren des mindestens einen deformierbaren Elements in einer radial zur Energieeinleitungsrichtung verlaufenden Richtung, d. h. in sämtliche zumindest näherungsweise senkrecht zu der Energieeinleitungsrichtung verlaufende Richtungen, umfasst. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass ein Durchmesser eines beispielsweise hohlzylindrisch ausgebildeten mindestens einen deformierbaren Elements mittels der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung in einer Richtung senkrecht zu der Energieeinleitungsrichtung gleichmäßig verkleinert wird.In one embodiment of the invention, it is provided that the energy absorption device has at least one compression device for compressing the at least one deformable element in a direction that runs radially with respect to the direction of energy introduction, ie. H. in all directions at least approximately perpendicular to the direction of energy introduction. In particular, it can be provided in this case that a diameter of an at least one deformable element, for example hollow-cylindrical, is uniformly reduced in a direction perpendicular to the direction of energy introduction by means of the at least one compression device.
Günstig ist es, wenn die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Sicherungsvorrichtung zum Vermeiden eines Beulens des mindestens einen deformierbaren Elements umfasst. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das mindestens eine deformierbare Element sich nach einem Aufweiten mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung in einer unerwünschten Weise deformiert, insbesondere Beulen bildet.It is favorable if the energy absorption device comprises at least one securing device for avoiding buckling of the at least one deformable element. In this way, it can be prevented that the at least one deformable element deforms in an undesired manner after expansion by means of the at least one expansion device, in particular forms bulges.
Die mindestens eine Sicherungsvorrichtung ist hierzu vorzugsweise im Bereich der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung angeordnet.For this purpose, the at least one securing device is preferably arranged in the region of the at least one expansion device.
Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die mindestens eine Sicherungsvorrichtung das mindestens eine deformierbare Element zumindest teilweise umgibt.In particular, it can be provided in this case that the at least one securing device at least partially surrounds the at least one deformable element.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Sicherungsvorrichtung in einem Bereich der maximalen Aufweitung des mindestens einen deformierbaren Elements mittels der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung an einer Außenseite des mindestens einen deformierbaren Elements anliegt.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one securing device rests against an outer side of the at least one deformable element in a region of the maximum widening of the at least one deformable element by means of the at least one widening device.
Insbesondere ist die mindestens eine Sicherungsvorrichtung vorzugsweise so ausgebildet, dass das mindestens eine deformierbare Element entlang der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung geleitet wird, so dass ein unerwünschtes Abheben des mindestens einen deformierbaren Elements von der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung wirksam verhindert wird.In particular, the at least one securing device is preferably designed such that the at least one deformable element is guided along the at least one widening device, so that an undesired lifting of the at least one deformable element from the at least one widening device is effectively prevented.
Die mindestens eine Sicherungsvorrichtung weist hierzu vorzugsweise zumindest abschnittsweise zumindest näherungsweise eine Form auf, welche zumindest näherungsweise zumindest abschnittsweise komplementär zu der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung ausgebildet ist. Insbesondere dann, wenn die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Aufweitungsvorrichtung und mindestens eine der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung in der Energieeinleitungsrichtung nachgeordnete Komprimierungsvorrichtung umfasst, kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Sicherungsvorrichtung sich zumindest von einem Bereich maximaler Aufweitung der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung bis zu einem Eingang der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung erstreckt, so dass eine zuverlässige Zufuhr des mindestens einen deformierbaren Elements von der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung zu der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung gewährleistet ist.For this purpose, the at least one securing device preferably has, at least in sections, at least approximately a shape which is at least approximately at least partially complementary to the at least one expansion device. In particular, when the energy absorption device comprises at least one expansion device and at least one expansion device in the energy introduction direction downstream compression device, it can be provided that the at least one securing device at least from a range of maximum expansion of the at least one expansion device to an input of at least one Compression device extends so that a reliable supply of the at least one deformable element is guaranteed by the at least one expansion device to the at least one compression device.
Die mindestens eine Sicherungsvorrichtung ist hierzu vorzugsweise fest an der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung angeordnet.For this purpose, the at least one securing device is preferably fixedly arranged on the at least one compression device.
Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die mindestens eine Sicherungsvorrichtung schwimmend an der mindestens einen Aufweitungsvorrichtung gelagert ist.Alternatively, however, it may also be provided that the at least one securing device is mounted in a floating manner on the at least one widening device.
Die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, umfassend mindestens eine Energieabsorptionsvorrichtung.The energy absorption device according to the invention is particularly suitable for use in a vehicle, comprising at least one energy absorption device.
Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das mindestens eine deformierbare Element der mindestens einen Energieabsorptionsvorrichtung einer tragenden Struktur des Fahrzeugs abgewandt angeordnet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Komprimierungsvorrichtung und/oder mindestens eine Stauchvorrichtung der mindestens einen Energieabsorptionsvorrichtung an der tragenden Struktur des Fahrzeugs angeordnet sind. Das mindestens eine deformierbare Element der mindestens einen Energieabsorptionsvorrichtung ist dann vorzugsweise auf einer der tragenden Struktur des Fahrzeugs abgewandten Seite der mindestens einen Komprimierungsvorrichtung bzw. der mindestens einen Stauchvorrichtung angeordnet.In particular, it can be provided here that the at least one deformable element of the at least one energy absorption device is arranged facing away from a supporting structure of the vehicle. For example, it can be provided that at least one compression device and / or at least one compression device of the at least one energy absorption device are arranged on the supporting structure of the vehicle. The at least one deformable element of the at least one energy absorption device is then preferably arranged on a side of the at least one compression device or the at least one compression device facing away from the supporting structure of the vehicle.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung mindestens einer Energieabsorptionsvorrichtung zur Absorption von in ein Fahrzeug eingeleiteter Energie. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Energieabsorptionsvorrichtung zur Absorption von in ein Fahrzeug eingeleiteter Crash-Energie verwendet wird.The present invention further relates to the use of at least one energy absorption device for absorbing energy introduced into a vehicle. In particular, it can be provided here that the energy absorption device is used for absorbing crash energy introduced into a vehicle.
Fahrzeuge im Sinne dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche sind insbesondere Kraftfahrzeuge, beispielsweise Automobile, aber auch Schienen- und Nutzfahrzeuge, Hubschrauber und Flugzeuge, d. h. grundsätzlich sämtliche Fortbewegungsmittel, bei welchen zum Schutz von Insassen und/oder anderen Verkehrsteilnehmern im Falle eines unerwünschten Crashs eine hohe Energiemenge absorbiert werden muss.Vehicles in the sense of this description and the appended claims are in particular motor vehicles, for example automobiles, but also rail and commercial vehicles, helicopters and airplanes, d. H. in principle all means of transportation in which a high amount of energy must be absorbed to protect occupants and / or other road users in the event of an unwanted crash.
Die Energieabsorptionsvorrichtung, insbesondere das mindestens eine deformierbare Element, ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem metallischen Material gebildet, welches durch Aufbringen eines zweiachsigen Spannungszustands und/oder Dehnungszustand stärker dehnbar ist als bei einem einachsigen Spannungszustand bzw. Dehnungszustand. Erfindungsgemäß ist vorzugsweise ein höherer Verformungsgrad erzielbar, wenn das Material zuerst gedehnt und danach gestaucht wird. Dies kann zu einer höheren gewichtsspezifischen Energieabsorption führen.The energy absorption device, in particular the at least one deformable element, is preferably formed at least partially from a metallic material, which is more extensible by applying a biaxial stress state and / or strain state than in a uniaxial stress state or strain state. According to the invention, a higher degree of deformation is preferably achievable if the Material first stretched and then compressed. This can lead to a higher weight-specific energy absorption.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of an embodiment.
In den Figuren zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht einer Energieabsorptionsvorrichtung in einem Zustand der Energieabsorptionsvorrichtung vor der Einleitung von zu absorbierender Energie; -
2 einen schematischen Schnitt durch die Energieabsorptionsvorrichtung aus1 längs der Linie2 -2 in1 ; -
3 eine der1 entsprechende Darstellung der Energieabsorptionsvorrichtung, bei der ein Teil der zu absorbierenden Energie in die Energieabsorptionsvorrichtung eingeleitet wurde und zu einer Verschiebung eines deformierbaren Elements der Energieabsorptionsvorrichtung in einer Energieeinleitungsrichtung geführt hat; -
4 einen der2 entsprechenden Schnitt durch die Energieabsorptionsvorrichtung aus3 längs der Linie4 -4 in3 ; -
5 eine der1 entsprechende Darstellung der Energieabsorptionsvorrichtung, wobei die Einleitung weiterer Energie zu einer weiteren Verschiebung des deformierbaren Elements in der Energieeinleitungsrichtung geführt hat; und -
6 einen der2 entsprechenden Schnitt durch die Energieabsorptionsvorrichtung aus5 längs der Linie6 -6 in5 .
-
1 a schematic side view of an energy absorbing device in a state of the energy absorbing device before the introduction of energy to be absorbed; -
2 a schematic section through the energy absorption device1 along the line2 -2 in1 ; -
3 one of the1 corresponding illustration of the energy absorbing device, in which a part of the energy to be absorbed has been introduced into the energy absorbing device and has led to a displacement of a deformable element of the energy absorbing device in an energy introduction direction; -
4 one of the2 corresponding section through the energy absorption device3 along the line4 -4 in3 ; -
5 one of the1 corresponding representation of the energy absorption device, wherein the introduction of further energy has led to a further displacement of the deformable element in the energy introduction direction; and -
6 one of the2 corresponding section through the energy absorption device5 along the line6 -6 in5 ,
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numerals in all figures.
Eine in den
Das beispielsweise als metallisches Rohr ausgebildete deformierbare Element
Die Aufweitungsvorrichtung
Die Aufweitungsvorrichtung
In der Energieeinleitungsrichtung
Der überhöhte Bereich
Aufgrund dieser Aufweitung des deformierbaren Elements
Die Komprimierungsvorrichtung
Die Komprimierungsvorrichtung
Der Grundkörper
Durch ein Einführen des deformierbaren Elements
Ein der Öffnung
In einem Ausgangszustand der Energieabsorptionsvorrichtung
Die Aufweitungsvorrichtung
Das deformierbare Element
Die Aufweitungsvorrichtung
Eine zusätzliche Sicherung der gewünschten Verformung des deformierbaren Elements
Die Sicherungsvorrichtung
Die vorstehend beschriebene Energieabsorptionsvorrichtung
Mittels der Energieabsorptionsvorrichtung
Hierzu wird das deformierbare Element
Wie insbesondere aus einem Vergleich der
Bei dem Aufweiten und dem erneuten Komprimieren des deformierbaren Elements
Wenn die in die Energieabsorptionsvorrichtung
Die vorstehend beschriebene Energieabsorptionsvorrichtung
Der Grundkörper
In einem Crash-Fall, in welchem Crash-Energie über den Stoßfänger in das Fahrzeug eingeleitet wird, wird mittels der Energieabsorptionsvorrichtung
Dadurch, dass die Energieabsorptionsvorrichtung
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DE4206781A1 (en) | 1991-03-16 | 1992-09-17 | Volkswagen Ag | Deformation element with tubular, plastically deformable piece - has rigid stop piece with inversion section, and tie connection with back-tapered part |
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2009
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