DE102011011963A1

DE102011011963A1 - Aufprallsensor mit einem elastisch deformierbaren Schlauch und zumindest einem Drucksensor

Info

Publication number: DE102011011963A1
Application number: DE102011011963A
Authority: DE
Inventors: Thomas Götz; Lorenz Pfau; Tobias Tyroller; Björg Haupt; Günther Kellner; Heinrich Probst
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: DE102011011963B4

Abstract

Es wird ein Aufprallsensor bestehend aus einem elastisch deformierbaren Schlauch mit einem Hohlraum und zumindest einem Drucksensor zur Erfassung der Druckänderung im Hohlraum des Schlauchs vorgestellt. Derartige Aufprallsensoren dienen in Kraftfahrzeugen der Erkennung von Aufprallsituationen, insbesondere auch der Unterscheidung eines Aufpralls eines Fußgängers von anderen Aufprallereignissen. Der Drucksensor weist am Gehäuse ein Anschlussrohrstück auf, wobei der Schlauch mit einem Klemmmittel am Anschlussrohrstück befestigt ist, wobei der Schlauch nur durch Zerstörung des Klemmmittels vom Anschlussrohrstück lösbar ist. Als Klemmmittel eignet sich beispielsweise ein Stahlzungenkabelbinder.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufprallsensor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein Kraftfahrzeug weist dabei mindestens einen, oft auch mehrere Aufprallsensoren zur Erzeugung eines von der Art und/oder Stärke des Aufpralls abhängigen Signals auf.
Ein dazu geeigneter Aufprallsensor besteht beispielsweise aus einem elastisch deformierbaren Schlauch mit einem Hohlraum und zumindest einem Drucksensor zur Erfassung der Druckänderung im Hohlraum des Schlauchs. Derartige Aufprallsensoren dienen in Kraftfahrzeugen der Erkennung von Aufprallsituationen, insbesondere auch der Unterscheidung eines Aufpralls eines Fußgängers von anderen Aufprallereignissen und sind beispielsweise aus der EP 937612 A2 bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders geeignete Ausgestaltung eines solchen Aufprallsensors anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass der Drucksensor am Gehäuse ein Anschlussrohrstück aufweist, wobei der Schlauch mit einem Klemmmittel am Anschlussrohrstück befestigt ist, wobei der Schlauch nur durch Zerstörung des Klemmmittels vom Anschlussrohrstück lösbar ist. Als bevorzugtes Klemmmittel erweist sich ein Stahlzungenkabelbinder, da im Gegensatz zu anderen Kabelbindern die Stahlzunge sich in das Flachband verhakt und ein Zurückziehen des Flachbands sicher verhindert.
Durch eine Kennung am Klemmmittel, anhand der das Klemmmittel zumindest einem bestimmten Lieferweg zuordenbar ist, kann auch sichergestellt werden, dass nicht durch andere Klemmmittel eine Manipulation am Schlauchanschluss nicht entdeckt werden kann.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein.
Es zeigen
1: Stoßstange eines Kraftfahrzeugs mit einem Aufprallsensor
2: Querschnitt des Schlauchs des Aufprallsensors
3: Querschnitt durch die Stoßstange mit dem Aufprallsensor vor einem Aufprall
4: Querschnitt durch die Stoßstange mit dem Aufprallsensor während eines Aufpralls
5: Drucksensor mit Anschlussstück und daran angeschlossenem Schlauch
1 zeigt eine vordere Stoßstange eines Kraftfahrzeugs mit einer äußeren Verkleidung 1, beispielsweise einem Metallblech oder einem Kunststoffformteil. Hinter der äußeren Verkleidung 1 ist ein Dämpfungskörper 2 angeordnet, hier beispielsweise aus einem Energieabsorberschaum, beispielsweise einem expandierten Polypropylen, oder einem stark verdichteten Styropormaterial besteht. Hinter dem Dämpfungskörper 2 ist der Querträger 4 angeordnet. Die Steifigkeit des Dämpfungskörpers 2 und des Querträger 4 sind dabei so gewählt, dass bei Aufprall mit niedriger Geschwindigkeit vorzugsweise ausschließlich der Dämpfungskörper 2 verformt wird, während der Querträger 4 kaum belastet wird. Bei Aufprallereignissen mit hoher Geschwindigkeit wird der Querträger 4 mit verformt und verteilt die Aufprallenergie auf weitere Bereiche der Fahrzeug-Karosserie. 1 geformt in eine Fuge des Dämpfungskörpers 2 ist zwischen Dämpfungskörper 2 und Querträger 4 der elastische Schlauch 3 angeordnet, welcher sich über eine Länge 3L der Stoßstange erstreckt und zumindest an einer Seite, vorzugsweise an beiden Seiten mit Druck-Sensoren P zur Erfassung der Druckänderung im Hohlraum des Schlauchs verbunden ist.
Wie 2 skizziert, weist der Schlauch 3 dabei einen Innendurchmesser 3i zwischen 2,5 und 6 Millimeter, vorzugsweise ca 4 mm und einen Außendurchmesser 3a kleiner 12 Millimeter, vorzugsweise 8 mm auf. Der Schlauchmantel ist daher vorzugsweise ca 2–3 mm dick. Die Maße dieses Schlauches 3 sind überraschend klein im Verhältnis zur Größe der Stoßstange.
Der Schlauch 3 weist eine Länge 3L von kleiner 2,3 Metern auf. Die Länge des Schlauches wirkt sich auf die Laufzeit und das Gesamtvolumen des Hohlraums im Inneren des Schlauchs aus.
Der Schlauch 3 muss nicht zwingend gerade verlegt werden, sondern kann auch gebogen werden, sofern ein Biegeradius von mindestens 10, vorzugsweise mindestens 25 mm eingehalten wird.
Dieser Schlauch 3 besteht aus einem vernetzten Silikonmaterial, insbesondere einem Hochtemperatur-Silikonkautschuk und weist eine Shore A-Härte von 60 ± 5 gemäß DIN53505 sowie eine Dichte gemäß DIN 53479 ISO/R 1183 von 1,16 ± 0,05 g/cm³ und eine Reißfestigkeit gemäß DIN 53504 ISO/DIS 37 von größer 9 MPa auf.
Der Schlauch 3 ist vorzugsweise mit Luft gefüllt, wobei alternativ auch eine Füllung mit anderen Gasen oder auch Flüssigkeiten denkbar sind. Über das Gehäuse des Drucksensors erfolgt vorzugsweise verzögert ein Druckausgleich gegenüber der Umgebung.
3 skizziert nochmal im Querschnitt die Stoßstange mit dem Aufprallsensor im unbelasteten Zustand, also vor einem Aufprall. Trifft im Vergleich dazu in 4 eine durch den Pfeil angedeutete Kraft durch einen Aufprall eines Fußgängers oder eines anderen Kollisionsobjekts auf die Stoßstange, so verformt sich neben der äußeren Verkleidung 1 auch der Dämpfungskörper 2 und wird dabei der Schlauch 3 entsprechend mit verformt und gegen den Querträger 4 gedrückt. Die Druckänderung im Hohlraum des Schlauchs ist bei einem solchen Schlauch aus Silikonkautschuk mit diesen Abmaßen sehr gut geeignet, um den Aufprall eines Fußgängers zu erkennen und vorzugsweise auch von anderen, steiferen Aufprallobjekten zu unterscheiden.
5 zeigt nun in einer Seitenansicht den Drucksensor P mit einem Drucksensor am Gehäuse ausgeformten Anschlussrohrstück 6, wobei der Schlauch 3 mit einem Klemmmittel 5 am Anschlussrohrstück 6 so befestigt ist, dass der Schlauch 3 nur durch Zerstörung des Klemmmittels 5 vom Anschlussrohrstück 6 lösbar ist.
Als Klemmmittel wird vorzugsweise in diesem Ausführungsbeispiel ein Stahlzungenkabelbinder verwendet. Stahlzungenkabelbinder weisen eine Stahlzunge auf, welche sich in die durch die Öffnung im Kopf 5.2 des Kabelbinders geführte Zunge des Kabelbinders verhakt und geringfügig in das Kunststoffmaterial der Zunge einschneidet. Ein späteres Zurückziehen und Lösen des Kabelbinders ist so ohne Zerstörung des Kabelbinders nicht mehr möglich.
Das Anschlussrohrstück 6 weist dabei vorzugsweise 3 Abschnitte auf:

a) einen ersten Abschnitt 6.1, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Schlauchs im spannungsfreien Zustand, so dass der Schlauch 3 beim Aufschieben auf das Anschlussrohrstück 6 eine Führung und Positionshilfe erhält
b) einen zweiten Abschnitt 6.2, dessen Außendurchmesser ein vorgegebenes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser des Schlauchs im spannungsfreien Zustand aufweist, so dass der Schlauch 3 in diesem Abschnitt gespannt ist und sich druckdicht auf diesen 2. Abschnitt 6.2 des Anschlussrohrstücks presst
c) einen dritten Abschnitt 6.3, der einen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser im zweiten Abschnitt aufweist und in diesem dritten Abschnitt das Klemmmittel 5 befestigt ist, wobei das Klemmmittel 5 neben seiner Klemmwirkung auf den Schlauch 3 auch durch das Untergreifen des Abschnitts 6.2 gegen ein Abziehen vom Anschlussrohrstück 6 gesichert ist.

In den Figuren nicht gezeigt, weist aber in der bevorzugten Ausgestaltung das Klemmmittel eine Kennung, also ein optisch oder anderweitig Sensorisch wahrnehmbare Information auf, anhand der das Klemmmittel zumindest einem bestimmten Lieferweg zuordenbar ist. Die Kennung beinhaltet also nicht nur den Hersteller des Klemmmittels, sondern auch eine Information über den Abnehmer, also beispielsweise den serienmäßigen Hersteller dieser Aufprallsensoren oder sogar eine spezielle Kennnummer oder individuelle Teilenummer.
Eine derartige Kennung ist auf herkömmlichen Klemmmitteln in nicht vorgesehen und können daher Aufprallsensoren nicht nachträglich manipuliert und durch gleichartige Klemmmittel wieder verschlossen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 937612 A2 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN53505 [0018]
DIN 53479 ISO/R 1183 [0018]
DIN 53504 ISO/DIS 37 [0018]

Claims

Aufprallsensor bestehend aus einem bei einem Aufprall elastisch deformierbaren Schlauch mit einem Hohlraum und zumindest einem Drucksensor zur Erfassung der Druckänderung im Hohlraum des Schlauchs, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor am Gehäuse ein Anschlussrohrstück aufweist, wobei der Schlauch mit einem Klemmmittel (5) am Anschlussrohrstück befestigt ist, wobei der Schlauch nur durch Zerstörung des Klemmmittels (5) vom Anschlussrohrstück lösbar ist.
Aufprallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel (5) ein Stahlzungenkabelbinder ist.
Aufprallsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussrohrstück (6) a) einen ersten Abschnitt (6.1) aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Schlauchs im spannungsfreien Zustand b) einen zweiten Abschnitt (6.2) aufweist, dessen Außendurchmesser ein vorgegebenes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser des Schlauchs im spannungsfreien Zustand aufweist, c) einen dritten Abschnitt (6.3), der einen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser im zweiten Abschnitt aufweist, und d) in diesem dritten Abschnitt (6.3) das Klemmmittel (5) befestigt ist.
Aufprallsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel eine Kennung aufweist, anhand der das Klemmmittel zumindest einem bestimmten Lieferweg zuordenbar ist.