DE102011011963B4

DE102011011963B4 - Aufprallsensor mit einem elastisch deformierbaren Schlauch und zumindest einem Drucksensor

Info

Publication number: DE102011011963B4
Application number: DE102011011963.9A
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: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: DE102011011963A1

Abstract

Aufprallsensor bestehend aus einem bei einem Aufprall elastisch deformierbaren Schlauch (3) mit einem Hohlraum und zumindest einem Drucksensor (P) zur Erfassung der Druckänderung im Hohlraum des Schlauchs (3), wobei der Drucksensor (P) am Gehäuse ein Anschlussrohrstück (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (3) mit einem Klemmmittel (5) am Anschlussrohrstück (6) befestigt ist, wobei der Schlauch (3) nur durch Zerstörung des Klemmmittels (5) vom Anschlussrohrstück (6) lösbar ist, wobei das Anschlussrohrstück (6)
a) einen ersten Abschnitt (6.1) aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser (3i) des Schlauchs (3) im spannungsfreien Zustand
b) einen zweiten Abschnitt (6.2) aufweist, dessen Außendurchmesser ein vorgegebenes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser (3i) des Schlauchs (3) im spannungsfreien Zustand aufweist,
c) einen dritten Abschnitt (6.3), der einen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser im zweiten Abschnitt (6.2) aufweist, und
d) in diesem dritten Abschnitt (6.3) als Klemmmittel (5) ein Stahlzungenkabelbinder befestigt ist.

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 0 937 612 A2 bekannt.
Die DE 10 2007 044 814 A1 beschreibt einen Aufprallsensor mit einem schlauchförmigen Hohlkörper, der mit einer druckübertragenden Flüssigkeit gefüllt ist. Der schlauchförmige Hohlkörper ist an beiden Enden mit jeweils mit einem piezoelektrischen Drucksensor verbunden. Im Falle eines Aufpralls eines Objekts werden die resultierenden Druckwellen über die Flüssigkeit auf die Drucksensoren übertragen. Die DE 101 14 465 A1 offenbart ebenfalls einen Kontaktsensor mit einem schlauchförmigen Körper, der mit einem Fluid gefüllt ist und an dessen beiden Enden jeweils ein Drucksensor angeordnet ist. Die Drucksensoren erfassen den in dem schlauchförmigen Körper vorliegenden Druck des darin vorhandenen Fluids.
Ferner ist aus der DE 18 17 971 U eine Vorrichtung zur Befestigung eines Schlauchs an einem Anschlussstück bekannt. Dabei ist das Anschlussstück mit einem Rohransatz in das Schlauchende eingepresst und über das Schlauchende ist eine starre Kunststoffmanschette gestreift.
Die DE 198 02 039 A1 beschreibt eine Schlauchanschlussarmatur, welche der druckfesten Verbindung und Befestigung eines Schlauchs mit einem rohrförmigen Endstück dient. Das Endstück greift dabei in das Schlauchinnere ein und weist einen Wulst auf, wobei eine metallische Presshülse den Schlauch im Eingriffsbereich umgreift, den Wulst übergreift und seitlich zu dem Wulst jeweils Pressabschnitte aufweist, welche auf dem Schlauch aufliegen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders geeignete Ausgestaltung eines Aufprallsensors anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich 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 erfindungsgemäßes 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 wird.
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 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, der 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 Querträgers 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. 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 Drucksensoren P zur Erfassung der Druckänderung im Hohlraum des Schlauchs 3 verbunden ist.
Wie 2 skizziert, weist der Schlauch 3 dabei einen Innendurchmesser 3i zwischen 2,5 und 6 Millimeter, vorzugsweise ca 4mm 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 3 wirkt sich auf die Laufzeit und das Gesamtvolumen des Hohlraums im Inneren des Schlauchs 3 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 P 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 3 ist bei einem solchen Schlauch 3 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 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 5 wird 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 3 Abschnitte auf:

a) einen ersten Abschnitt 6.1, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser 3i des Schlauchs 3 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 3i des Schlauchs 3 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 6 presst
c) einen dritten Abschnitt 6.3, der einen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser im zweiten Abschnitt 6.2 aufweist und in diesem dritten Abschnitt 6.3 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.

Claims

Aufprallsensor bestehend aus einem bei einem Aufprall elastisch deformierbaren Schlauch (3) mit einem Hohlraum und zumindest einem Drucksensor (P) zur Erfassung der Druckänderung im Hohlraum des Schlauchs (3), wobei der Drucksensor (P) am Gehäuse ein Anschlussrohrstück (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (3) mit einem Klemmmittel (5) am Anschlussrohrstück (6) befestigt ist, wobei der Schlauch (3) nur durch Zerstörung des Klemmmittels (5) vom Anschlussrohrstück (6) lösbar ist, wobei das Anschlussrohrstück (6) a) einen ersten Abschnitt (6.1) aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser (3i) des Schlauchs (3) im spannungsfreien Zustand b) einen zweiten Abschnitt (6.2) aufweist, dessen Außendurchmesser ein vorgegebenes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser (3i) des Schlauchs (3) im spannungsfreien Zustand aufweist, c) einen dritten Abschnitt (6.3), der einen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser im zweiten Abschnitt (6.2) aufweist, und d) in diesem dritten Abschnitt (6.3) als Klemmmittel (5) ein Stahlzungenkabelbinder befestigt ist.
Aufprallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (3) mit dem Stahlzungenkabelbinder (5) durch ein Untergreifen des zweiten Abschnitts (6.2) gegen ein Abziehen vom Anschlussrohrstück (6) gesichert ist.
Aufprallsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel (5) eine Kennung aufweist, anhand der das Klemmmittel (5) zumindest einem bestimmten Lieferweg zuordenbar ist.