-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung einer Stoßfängeranordnung gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 18.
-
Kraftfahrzeuge weisen an der Fahrzeugfront und an dem Fahrzeugheck Stoßfängeranordnungen auf, um im Falle eines Fahrzeugcrashs Energie gezielt zu absorbieren. Hierdurch können im Falle von Parkremplern die Instandsetzungskosten des Kraftfahrzeuges gering gehalten werden, da meist nur die Stoßfängeranordnung ausgetauscht bzw. erneuert werden muss, jedoch Rahmenschäden an der Kraftfahrzeugkarosserie vermieden werden.
-
Im Falle von Fahrzeugunfällen bzw. Fahrzeugcrashs mit höheren Geschwindigkeiten dienen die Stoßfängeranordnungen der gezielten Crashenergieabsorption, wobei Bewegungsenergie in Umformenergie gewandelt wird, so dass ein für die Kraftfahrzeuginsassen unterkritisches Niveau erreicht wird und die Unfallverletzungen herabgesetzt werden.
-
Hierzu weisen die Stoßfängeranordnungen zumeist einen relativ steifen Querträger sowie im Bereich der Enden des Querträgers angeordnete Crashboxen auf, wobei die Stoßfängeranordnung über die Crashboxen an der Kraftfahrzeugkarosserie, zumeist an Längsträgern der Kraftfahrzeugkarosserie angebunden ist. Im Falle eines Aufpralles verteilt sich die Energie auf den Querträger und wird über diesen in die Crashboxen eingleitet, wobei die Crashboxen ein gezieltes Deformations- bzw. Faltverhalten haben, so dass entsprechend eine hohe Energieabsorption vollzogen wird.
-
Die Stoßfängeranordnungen sind bei modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, zumeist hinter sogenannten Schürzen verbaut, wobei die Schürzen designtechnische und strömungsmechanische Eigenschaften erfüllen, wohingegen die direkt hinter der Schürze liegende Stoßfängeranordnung die bereits zuvor beschriebenen Crashperformanceanforderungen erfüllt.
-
In den letzten Jahren sind insbesondere die Anforderungen an den Fußgängerschutz durch die jeweils nationalen Gesetzgeber, aber auch durch die Kraftfahrzeughersteller selber und insbesondere durch Verbrauchertests deutlich gestiegen. Hierzu werden in modernere Kraftfahrzeuge zahlreiche Fußgängerschutzsysteme eingebaut, die sich in aktive und passive Fußgängerschutzsysteme aufteilen. Zu den passiven Fußgängerschutzsystemen zählen unter anderem die Anordnung von weichen Werkstoffen, beispielsweise Schaumwerkstoffen direkt hinter den Frontschürzen, so dass die mit den menschlichen Gliedmaßen zusammenstoßenden Fahrzeugteile zunächst eine dämpfende Wirkung haben.
-
Eine andere gesetzliche Vorgabe ist die symmetrische Ausgestaltung der Fahrzeugfront derart, dass bei einem frontalen Erfassen eines Fußgängers der Oberkörper und/oder der Kopf des Fußgängers auf die weiche Motorhaube auftrifft und nicht auf den harten Motorblock bzw. die Frontglasscheibe aufschlägt.
-
Bei den aktiven Fußgängerschutzsystemen wird eine Front beispielsweise derart ausgestattet, dass sie bei Erkennen eines bevorstehenden Zusammenstoßes mit einem Fußgänger automatisch vorschnellt und somit einen zusätzlichen Deformationsweg bietet, so dass der Zusammenstoß auf ein für den Fußgänger unterkritischsten Niveau gedämpft wird. Darüber hinaus gibt es aktive Stellelemente, die im Falle eines Zusammenstoßes mit einem Fußgänger eine Motorhaube aufstellen, so dass die Blechfläche der Motorhaube eine dämpfende Wirkung für den auftreffenden Fußgänger entfaltet.
-
Die Problematik bei aktiven Fußgängerschutzelementen besteht in der fehlerfreien Erkennung des Zusammenstoßes des Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger oder aber mit einem anderen Gegenstand. Das Fahrzeug kann, trotz moderner Sensorik in Kraftfahrzeugvolumenmodellen nicht immer zweifelsfrei erkennen, ob beispielsweise ein Zusammenstoß mit einem Fußgänger kurz bevor steht oder in dem Augenblick der Aktivierung der Systeme erfolgt oder aber ein Zusammenstoß mit beispielsweise einer Straßenlaterne vorliegt. Ersteren Falls gilt es die aktiven Sicherheitssysteme derart zu aktivieren, dass ein bestmöglicher Schutz für den Fußgänger sichergestellt wird, um dessen Verletzungsrisiko weitestmöglich zu senken. Im Falle des Zusammenstoßes mit einem harten Gegenstand, beispielweise einer Straßenlaterne gilt es jedoch einen bestmöglichen Schutz für die Kraftfahrzeuginsassen zu realisieren.
-
Aus dem Stand der Technik sind Beschleunigungssensoren zur Crashdetektion bekannt, die jedoch zu langsam reagieren, um alle Crashsituationen unterscheiden und rechtzeitig aktive Schutzsysteme aktivieren zu können. Weiterhin sind komplexe und aufwendige Kamera- und Sensoriksysteme bekannt, die mittels Ultraschall, Laser oder Infrarot das Vorfeld abtasten. Eine solche Sensorik ist jedoch kostenintensiv in der Entwicklung und Produktion, so dass sie sich für Kraftfahrzeugvolumenmodelle nicht eignet. Ferner unterliegt eine solche Sensorik einer Ausfallwahrscheinlichkeit, da sie weltweit, bei unterschiedlichsten und widrigsten Witterungs-, Verkehrs- und Umgebungslichtsituationen über Jahre hinweg fehlerfrei Funktionieren sollte.
-
Aus der
DE 10 2008 020 186 B4 ist eine irreversible Sensorik auf Basis der Körperschallerzeugung bekannt, wobei durch eine relativ Bewegung zwischen einem schwingungsfähigen Element und Anregungselementen ein Körperschallsignal erzeugt wird.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Stoßfängeranordnung bereit zu stellen, die aktuelle Crashanforderungen erfüllt und die über eine ausfallsichere und kostengünstig zu produzierende Mechanik verfügt, um verschiedene Unfallszenarien zu detektieren.
-
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Stoßfängeranordnung gemäß den Merkmalen in Patentanspruch 1 gelöst.
-
Die zuvor genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung gemäß Patentanspruch 18 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche.
-
Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug, welche einen Querträger aufweist, wobei der Querträger über Crashboxen an Längsträgern des Kraftfahrzeuges festlegbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Querträger ein Hilfsquerträger zugeordnet ist, wobei der Hilfsquerträger relativ verschieblich zu und/oder an dem Querträger gelagert ist und das durch eine Relativverschiebung des Hilfsquerträgers ein Körperschallsignal erzeugbar ist.
-
Speziell sind beispielsweise Parkrempler bei weniger als 6 km/h und High-Speed-Crashs bei 40 km/h auch nur mit 40-prozentiger Überdeckung zu unterscheiden.
-
Bei der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung wird dem Querträger somit ein Hilfsquerträger zugeordnet, wobei der Hilfsquerträger in Fahrtrichtung an einer Fahrzeugfront bevorzugt vor dem Querträger positioniert ist. Der Hilfsquerträger ist relativverschieblich zu dem Querträger gelagert. Der Hilfsquerträger kann dabei an dem Querträger selber befestigt sein oder aber beispielsweise auch an der Crashbox oder an sonstigen im Bereich der Stoßfängeranordnung liegenden Bauteile. Auch kann der Hilfsquerträger an dem Querträger relativverschieblich gelagert sein.
-
Im Falle eines Aufpralles des Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis oder im Falle des Zusammenstoßes mit einem anderen Kraftfahrzeug, mit einem Gegenstand oder gar mit einem Fußgänger erfolgt somit eine Relativverschiebung zunächst des Hilfsquerträgers zu dem Querträger. Hierdurch wird zum einen bereits Energie abgebaut, weshalb der Hilfsquerträger auch als Fußgängerschutzquerträger bezeichnet werden kann.
-
Durch die Verschiebung des Hilfsquerträgers zu dem Querträger hin wird zusätzlich ein Körperschallsignal erzeugt. Bei dem Körperschallsignal handelt es sich um ein Schallsignal, dass von einer Körperschallsignalerzeugungsvorrichtung bzw. Erzeugungseinrichtung erzeugt wird und über den Körper des Kraftfahrzeuges, also über die Kraftfahrzeugkarosserie sowie die an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigten Anbauteile leitbar ist.
-
Das Körperschallsignal wird dann über einen Körperschallsignalsensor erfasst und ausgewertet. Ein solcher Sensor kann beispielsweise im Kraftfahrzeuginnenraum, insbesondere im Bereich des Fahrzeugschwerpunktes, insbesondere des Fahrzeugtunnels direkt an der Karosserie angeordnet sein, um eine optimale Übertragung des Körperschallsignals auf den Sensor zu ermöglichen, so dass er nicht den direkten Folgen eines Kraftfahrzeugcrashes ausgesetzt wäre, weshalb ein Ausfallrisiko des Körperschallsensors verringert ist. Der durch die Relativverschiebung des Hilfsquerträgers zu dem Querträger erzeugte Körperschall wird somit über den Querträger und die Crashboxen in die Kraftfahrzeugkarosserie eingeleitet.
-
Hierzu ist es möglich die Körperschallerzeugungseinrichtung mit Teilen am Hilfsquerträger und mit anderen Teilen am Querträger festzulegen. Um zusätzlich die Anforderungen des Fußgängerschutzes zu erfüllen, ist es möglich zwischen dem Hilfsquerträger und dem Querträger selber weitere Deformationselemente einzugliedern, die im Falle eines Anpralles während der Relativbewegung von Hilfsquerträger zum Querträger Energie aufnehmen. Auch ist es im Rahmen der Erfindung vorstellbar in Fahrtrichtung vor dem Hilfsquerträger Deformationselemente beispielsweise Schaumelemente oder ähnliche dämpfende Elemente anzuordnen, um weiterhin das Verletzungsrisiko für einen Fußgänger zu mildern.
-
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der Querträger in seiner Länge im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite und der Hilfsquerträger weist eine dem Querträger im Wesentlichen gleiche Länge auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass sowohl bei einem Frontalaufprall, als auch bei einem Offsetcrash, also bei allen Aufprallvarianten, die eine maßgebliche Aufprallrichtung in Kraftfahrzeug X-Richtung aufweisen, eine Crashdetektion möglich ist.
-
Ein aufprallender Gegenstand wird auf Grund der Breite des Hilfsquerträgers, der sich ebenfalls im wesentlichen über die gesamte Breite des Kraftfahrzeuges erstreckt, insbesondere der Breite der Fahrzeugfront oder aber des Fahrzeughecks, erfasst und kann somit durch die Relativbewegung und das dabei erzeugte Körperschallsignal einen Aufprall sowie dessen Intensität detektieren.
-
Weiterhin bevorzugt ist der Hilfsquerträger in mehrere Abschnitte aufgeteilt, wobei die Abschnitte zusammen eine Länge in Fahrzeugquerrichtung aufweisen und diese Länge im Wesentlichen gleich der Länge des Querträgers ist. In dieser Variante ist der Hilfsquerträger mindestens zweigeteilt, vorzugsweise in der Kraftfahrzeugmitte. Es erstreckt sich ein linker Teil des Hilfsquerträgers von der linken äußeren Kante des Querträgers bis zur Fahrzeugmitte und ein rechter Teil von der Fahrzeugmitte bis zur rechten äußeren Seite des Querträgers. Entsprechend Isst sich bei angepasster Anzahl von Körperschallerzeugungseinrichtungen bzw. -vorrichtungen auch die Lokalität des Aufprallortes ermitteln, wenn unterschiedliche Signalverläufe durch spezifische Profilierungen erzeugt werden.
-
Im Rahmen der Erfindung ist auch ein mehrteiliger Aufbau, beispielsweise ein dreiteiliger, vierteiliger oder auch fünfteiliger Aufbau des Hilfsquerträgers zu verstehen. In diesem Falle weist der Hilfsquerträger über seine Länge 2, 3, 4 oder auch 5 oder mehr Abschnitte auf. Insgesamt ist der Hilfsquerträger immer derart dimensioniert, dass an einer Fahrzeugfront oder einem Fahrzeugheck nahezu die gesamte Breite, vorzugsweise die gesamte Breite abgedeckt sind. Somit wird sichergestellt, dass im Falle eines Anpralls oder Aufpralls oder des Erfassens eines Gegenstandes oder eines Fußgängers in den Hauptfahrrichtungen vorwärts und/oder rückwärts eine Detektion erfolgt.
-
Weiterhin bevorzugt ist der Hilfsquerträger als Stahlbauteil ausgebildet, vorzugsweise als warmumgeformtes und pressgehärtetes Stahlbauteil, insbesondere als hochfestes Stahlbauteil ganz besonders bevorzugt als höchstfestes Stahlbauteil. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Hilfsquerträger kostengünstig produzierbar ist. Weiterhin bevorzugt sind auch der Querträger und die Crashboxen als Stahlbauteile ausgebildet. Das Gesamtsystem ist somit robust, lässt sich kostengünstig herstellen und weist ein geringes spezifisches Eigengewicht auf.
-
Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch Materialkombinationen denkbar. So ist es beispielsweise vorstellbar das der Hilfsquerträger und/oder der Querträger und/oder die Crashboxen aus einem Leichtmetall bestehen, wohingegen jeweils das andere oder die anderen Bauteilkomponenten aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet sind. Auch ist ein Gesamtsystem aus Leichtmetall vorstellbar, es sind also die Crashboxen, der Querträger und der Hilfsquerträger aus Leichtmetall hergestellt. Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar Bauteile aus Kunststoff oder auch aus Faserverbundwerkstoff zu verbauen. So kann beispielsweise der Hilfsquerträger und/oder der Querträger und/oder die Crashboxen aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sein. Hier ist auch ein Materialmix aus Stahlbauteilen, Leichtmetallbauteilen und Faserverbundwerkstoffbauteilen vorstellbar. Insbesondere können Faserwerkstoffe oder Kunststoff lokal als Versteifungen an bzw. in einem metallischen Querträger bzw. Hilfsquerträger dienen.
-
Insbesondere ist es jedoch wichtig, dass der Hilfsquerträger biegesteif ausgebildet ist, vorzugsweise ist der Hilfsträger insbesondere quer zur Fahrtrichtung biegesteif ausgebildet. Der Hilfsquerträger ist insbesondere deshalb biegesteif auszubilden, dass in allen denkbaren Aufprallsituationen zunächst eine Relativverschiebung zwischen Hilfsquerträger und Querträger und der Erzeugung des Körperschallsignals erfolgt. Ein vorzeitiges Verbiegen des Hilfsquerträgers, bevor die Relativverschiebung zwischen Hilfsquerträger und Querträger erfolgt ist, gilt es zu vermeiden. Die Biegesteifigkeit ist daher derart im Rahmen der Erfindung zu definieren, dass sie immer größer ist als das zu überwindende Kraftniveau zur Auslösung des Körperschallsignals und/oder das zu überwindende Kraftniveau welches sich aus zwischen dem Hilfsquerträger und dem Querträger eingegliederten Deformationselementen ergibt. Bevorzugt weist der Hilfsquerträger hierzu Sicken und/oder andere Verstärkungsprofilierungen auf, so dass seine Biegesteifigkeit ausreichend hoch ist. Ganz besonders bevorzugt weist der Hilfsquerträger insbesondere eine Versteifungssicke auf, die sich im Wesentlichen über seine gesamte Länge erstreckt.
-
Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung zur Anordnung an einer Kraftfahrzeugfront oder an einem Kraftfahrzeugheck. An einer Kraftfahrzeugfront ist der Hilfsquerträger in Fahrtrichtung vor dem Querträger angeordnet. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Falle eines Aufpralls auf ein Hindernis, auf ein anderes Kraftfahrzeug oder auf einen Fußgänger mit der Fahrzeugfront ein aktivieren der Stoßfängeranordnung und somit ein Erzeugen des Körperschallsignals sichergestellt ist.
-
Gleiches gilt für die Anordnung einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung an einem Kraftfahrzeugheck. Hier ist jedoch in die Hauptfahrrichtung, also in positive Kraftfahrzeug X-Richtung der Hilfsquerträger in Fahrtrichtung hinter dem Querträger angeordnet. Hierdurch wird wiederum sichergestellt, dass beim Erfassen eines Gegenstandes und/oder eines Fußgängers während der Rückwärtsfahrt und/oder durch einen Fremdaufprall, beispielsweise durch ein Auffahren des Kraftfahrzeugs an der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung ein Körperschallsignal ausgelöst und bedarfsgerecht Sicherheitssysteme aktiviert werden.
-
Weiterhin bevorzugt ist zwischen dem Hilfsquerträger und dem Querträger ein elastisches Element angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem elastischen Element um ein federelastisches Element, insbesondere um ein federelastisches metallisches Element. Insbesondere ist dieses als metallischer Bügelkörper und/oder bevorzugt als elastisches Element aus Plastikwerkstoff und/oder Schaumwerkstoff ausgebildet.
-
Durch das elastische Element zwischen dem Hilfsquerträger und dem Querträger werden die gesetzlichen sowie herstellerbedingten Anforderungen an den Fußgängerschutz erfüllt. Das elastische Element weist im Falle des Anpralles mit einem Fußgänger dämpfende Eigenschaften auf, so dass die Anprallwerte mit einem Fußgänger in den gesetzlichen Tests auf einem unterkritischem Niveau gehalten werden.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin vorstellbar, dass auch elastische Elemente in Fahrtrichtung vor dem Hilfsquerträger angeordnet sind, so dass eine zusätzliche Dämpfung erfolgt. Bei den elastischen Elementen kann es sich darüber hinaus jedoch auch um 2, 3 oder mehrere Elemente handeln, die dann wiederum insbesondere in Kraftfahrzeug Y-Richtung über die Länge des Querträgers bzw. Hilfsquerträgers anordenbar sind.
-
Im Falle von federelastischen metallischen Elementen ist es auch vorstellbar, dass diese beispielsweise nur endseitig oder in anderer Position zwischen Hilfsquerträger und Querträger angeordnet sind und somit eine Relativbewegung von Hilfsquerträger zu Querträger ermöglichen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es vorstellbar, dass der Hilfsquerträger über das elastische Element relativ verschieblich an dem Querträger selbst gekoppelt ist und/oder das mindestens ein Halteelement vorgesehen ist, wobei der Hilfsquerträger über das Halteelement mit dem Querträger gekoppelt ist. In der ersten bevorzugten Ausführungsvariante ist der Hilfsquerträger selber über die Kopplung mit dem elastischen Element und wiederum dessen Kopplung mit dem Querträger gehalten. In dieser Ausführungsvariante würde auf zusätzliche Verbindungselemente zwischen Hilfsquerträger und Querträger zunächst verzichtet werden, was einen kostengünstigen Aufbau realisiert.
-
In einer dazu alternativen Ausführungsvariante können der Hilfsquerträger und der Querträger selbst ausschließlich über mindestens ein, vorzugsweise mehrere Halteelemente gekoppelt sein, wobei die Halteelemente ausschließlich den Hilfsquerträger und den Querträger in Relativpositionen zueinander und in absoluten Positionen an dem Kraftfahrzeug halten und bei Aufprall bzw. Auslösung eine Relativverschiebung beider Bauteile zueinander ermöglichen. Die elastischen Elemente wären in diesem Falle auch eingliederbar, wobei diese beispielsweise nur mit einem Bauteil, so nur an dem Querträger oder alternativ nur an dem Hilfsquerträger gekoppelt sind.
-
Eine weitere Alternative ist eine Mischform der zuvor genannten Ausführungsvarianten, wonach die Kopplung von Hilfsquerträger und Querträger sowohl über die Halteelemente, als auch über die elastischen Elemente erfolgt. Hierbei ist es vorstellbar, dass die Halteelemente maßgeblich eine Führungsfunktion während der Relativverschiebung realisieren, wohingegen die elastischen Elemente zunächst im Ruhezustand die Relativpositionen beider Bauteile zueinander halten. Auch eine Vorspannung der elastischen Elemente kann dabei bevorzugt Anwendung finden.
-
Weiterhin bevorzugt ist das Haltelement zumindest Teil einer Körperschallerzeugungsvorrichtung oder der Stoßfängeranordnung ist eine externe Körperschallerzeugungseinrichtung zugeordnet. Beide Varianten stellen eine jeweils kostengünstige Ausführungsvariante dar, da im Falle der Verwendung eines Halteelementes mit integrierter Körperschallerzeugungsvorrichtung und/oder als Teil einer Körperschallerzeugungsvorrichtung idealerweise keine zusätzlichen Bauteile anfallen.
-
Im Falle der Verwendung einer zusätzlichen Körperschallerzeugungseinrichtung kann auf Volumenbauteile aus günstigen und standardisierenden Fertigungsverfahren zurückgegriffen werden, die in der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung angeordnet sind bzw. dieser zugeordnet sind, so dass auch hier eine kostengünstige Bereitstellung der gesamten Stoßfängeranordnung möglich ist.
-
Im Rahmen der Erfindung ist auch eine Mischform beider Körperschallerzeugungsvorrichtungen der Körperschallerzeugungsvorrichtung selber und der Körperschallerzeugungseinrichtung möglich, so dass sich ein redundantes System ergibt.
-
Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin die Körperschallerzeugungseinrichtung und/oder Körperschallerzeugungsvorrichtung durch die Relativverschiebung zwischen Hilfsquerträger und Querträger auslösbar. Ferner ist die Körperschallerzeugungseinrichtung und/oder Körperschallerzeugungsvorrichtung bei Anprall des Kraftfahrzeuges gegen ein Hindernis auslösbar.
-
In der Körperschallerzeugungseinrichtung und/oder Körperschallerzeugungsvorrichtung werden zwei Bauteile mechanisch aneinander gerieben bzw. treffen mechanisch aufeinander, so dass ein entsprechender Körperschall erzeugt wird. Dieser Körperschall ist dann wiederrum bevorzugt über die Kraftfahrzeugkarosserie selbst leitbar, insbesondere wird das Körperschallsignal über den Querträger und die Crashboxen in die Kraftfahrzeugkarosserie eingeleitet. Ein bereits erwähnter Körperschallsensor erfasst das Körperschallsignal und wertet dieses aus. Der Körperschallsensor kann wiederrum mit einem zentralen Steuergerät des Kraftfahrzeuges verbunden sein, wodurch andere Sicherheitssysteme und/oder Crashsysteme des Kraftfahrzeuges ebenfalls aktivierbar sind. Dies sind beispielsweise Airbags, Gurtstraffer, eine aktiv ausstellbare Motorhaube oder ähnliche Bauteile.
-
Insbesondere weist die Körperschallerzeugungseinrichtung ein Signalbolzen und ein Langloch mit einer Profilierung auf, wobei der Signalbolzen in dem Langloch zumindest teilweise zum Eingriff kommend ausgebildet ist und durch Relativverschiebung des Hilfsquerträgers zu dem Querträger eine das Körperschallsignal erzeugende Relativbewegung zwischen Signalbolzen und Langloch erzeugbar ist. Hierbei ist es sowohl vorstellbar, dass der Signalbolzen durch das Langloch bewegt wird als auch der Signalbolzen durch ein feststehendes Langloch bewegt wird, als auch das Langloch über den feststehenden Signalbolzen bewegt wird.
-
Durch die Profilierung des Langloches, wobei es sich bei der Profilierung um eine Wellenform, eine Sägezahnform oder eine sonstige alternierende oder mäanderförmige Form handelt, wird ein entsprechendes Körperschallsignal durch den Kontakt zwischen Signalbolzen und Profilierung erzeugt.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es beispielsweise möglich den Signalbolzen an dem Hilfsquerträger, an dem Halteelement und/oder an dem Querträger zu befestigen. Das Langloch ist wiederum in den Hilfsquerträger bevorzugt in das Haltelement und/oder in den Querträger einbringbar, wobei der Signalbolzen vorzugsweise in einem Ruhezustand bereits in das Langloch formschlüssig eingreift.
-
Durch die Relativbewegung gleitet der Signalbolzen über die Amplituden der Profilierung und erzeugt dabei bevorzugt ein kontinuierlich alternierendes Körperschallsignal. Das Körperschallsignal weist wiederrum eine Frequenz und Amplitude auf, wobei insbesondere darauf zu achten ist, dass die Frequenz des Körperschallsignals verschieden ist, von allen Eigenfrequenzen des Kraftfahrzeuges. Insbesondere ist die Frequenz des Körperschallsignals derart zu wählen, dass sie bei verschiedenen Geschwindigkeiten mit der die Relativverschiebung von Hilfsquerträger und Querträger ausgeführt wird oberhalb der Eigenfrequenz aller den Körperschall übertagenden Bauteile liegt.
-
Weiterhin bevorzugt sind der Signalbolzen und das das Langloch umgebende Material aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet, vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff oder aus voneinander verschiedenen Werkstoffen. Im Rahmen der Erfindung bieten metallische Werkstoffe eine kostengünstige Möglichkeit ein langlebiges System aus Signalbolzen und Langloch bereit zu stellen, dass ausfallsicher immer in einem Kraftfahrzeug aktivierbar ist. Zur Erzeugung bestimmter Körperschallfrequenzen kann es jedoch unter Umständen sinnvoll sein voneinander verschiedene Werkstoffe oder aber auch Leichtmetallwerkstoffe, Kunstoffe oder andere Werkstoffe einzusetzen. Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin unter Korrosionsschutzaspekten ein Werkstoff auszuwählen, so dass ein derartiges System nicht nach 4, 5 oder 6 Jahren durch Korrosion Ausfallerscheinungen zeigen könnte.
-
Im Rahmen der Erfindung sollte das Material zusätzlich eine Härte aufweisen, die besonders bevorzugt so bemessen ist, dass die Körperschallerzeugungsvorrichtung nicht eine schädliche Deformation bei einem Aufprall erfährt und auch bei starker Deformation der Querträger immer noch die Erzeugung eines Körperschallsignals sicher gestellt wird. Im Falle von weichen Materialen bestünde die Gefahr, dass durch eine ungünstige Aufprallsituation, beispielsweise eine seitliche Aufprallsituation zunächst das Material derart verbogen wird, dass bei der Millisekunden später folgenden Relativbewegung bereits kein oder ein nur unzureichendes Körperschallsignal erzeugt wird.
-
Besonders bevorzugt wird auch durch mehrmalige Relativbewegung, beispielsweise bei mehreren Parkremplern ohne größere Schäden, zuverlässig ein Körperschall erzeugt, ohne dass die Körperschallerzeugungsvorrichtung bzw. Einrichtung ausgetauscht werden muss. Es handelt sich also bevorzugt um ein reversibles System In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Profilierung als sägezahnförmig und/oder sinusförmig und/oder wellenförmig und/oder mäanderförmig und/oder alternierend ausgebildet. Vorzugweise weist die Profilierung eine Frequenz und Amplitude auf, die insbesondere im Zusammenspiel mit der Form des Signalbolzens das gewünschte Körperschallsignal für ein breites Spektrum vorstellbarer Relativverschiebungsgeschwindigkeiten erzeugt.
-
Bevorzugt wird die Profilierung derart gewählt, dass ein steigender Frequenzverlauf und ein fallender Frequenzlauf je Halteelement erzeugt wird, welche sich vorteilhaft zu einem schwebenden Körperschallsignal überlagern und eine robustere Auswertbarkeit ermöglichen.
-
Die Amplitude des Signals steigt, je härter die Profilierung im Vergleich zu dem Signalbolzen ist, wobei dieser bevorzugt nur elastisch verformt wird. Die Amplitude bei Werkstoffkombinationen weich-weich oder hart-hart ist in etwa gleich. Bevorzugt wird eine Aluprofilierung durch Feinstanzen erzeugt.
-
Die Eigenfrequenz einer Kraftfahrzeugkarosserie liegt bei im Wesentlichen 500 Hz, so dass ein hierzu verschiedenes Signal erzeugt werden muss. Das Frequenzsignal ist nach oben von der Messauflösung des Sensors und der Herstellbarkeit der Profilierung bzw. des Signalbolzens wiederum begrenzt.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin insbesondere möglich die Frequenz und die Amplitude der Profilierung in Richtung der Längsachse des Langloches zumindest abschnittsweise gleichbleibend verlaufend auszubilden und/oder die Frequenz und/oder die Amplitude zunehmend und/oder abnehmend auszubilden. Hierdurch ist es möglich beispielsweise durch eine zunehmende oder abnehmende Variation der Frequenz oder auch eine zunehmende oder abnehmende Variation der Amplitude ein Körperschallsignal zu erzeugen, dass sich während der Relativverschiebung verändert oder aber das auf verschiedene Geschwindigkeiten der Relativverschiebung derart reagiert, dass immer eine gewünschtes Körperschallsignal erzeugbar ist.
-
Zur Lokalisierung des Aufprallpunktes ist es vorstellbar, zusätzlich oder alternativ mehrere Körperschallerzeugungsvorrichtungen bzw. -einrichtungen vorzusehen, die jeweils ein individuelles Signal erzeugen und durch eine Auswerteeinheit Rückschlüsse auf den Ort des Aufpralls zulassen. Bevorzugt ist diese Variante in Verbindung mit einem mehrteiligen Hilfsquerträger anwendbar. Weiterhin bevorzugt ist das Langloch mit der Profilierung in dem Halteelement ausgebildet. Bevorzugt ist weiterhin der Signalbolzen an dem Querträger befestigt. Hierdurch wird eine kostengünstige und einfach aufgebaute Körperschallerzeugungsvorrichtung bereit gestellt, die durch Relativverschiebung des Hilfsquerträgers mit dem Halteelement auf Grund der Profilierung des Langloches in dem Halteelement im Zusammenspiel mit dem Signalbolzen das Körperschallsignal erzeugt und über den Querträger und die Crashboxen in die Kraftfahrzeugkarosserie weiterleitet.
-
Weiterhin bevorzugt weist das Halteelement selbst Führungsschlitze auf, wobei in die Führungsschlitze zumindest abschnittsweise Führungsbolzen zum Eingriff kommen und wobei die Halteelemente während der Relativverschiebung durch die Führungsschlitze und die Führungsbolzen insbesondere linear führbar sind. Hierdurch wird weiterhin ein System bereitgestellt, eine hohe Crashperformance aufweist, da der Hilfsquerträger über das Halteelement im Ruhezustand gehalten ist und im Aktivierungszustand über das Führungselement relativ verschoben wird.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar, die Führungsaufgabe und die Körperschallsignalerzeugungsaufgabe in einem Langloch zu realisieren. Bevorzugt wird jedoch eine aufgabengetrennte Ausfühungsvariante realisiert, wobei in dem Halteelement mindestens ein Führungsschlitz und ein Langloch zur Erzeugung des Körperschallsignals vorgesehen sind, insbesondere sind zwei Führungsschlitze und ein Langloch zur Erzeugung des Körperschallsignals vorgesehen.
-
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich weiterhin durch eine Verwendung einer Stoßfängeranordnung nach mindestens einem der zuvor genannten Merkmale dadurch aus, dass durch der während der Relativbewegung erzeugte Körperschallsignal aktive Crashsysteme aktivierbar sind, beispielsweise handelt es sich bei den aktiven Crashsystemen um ein Fußgängerschutzsystem. Es können jedoch auch Airbags, Gurtstraffer, oder andere aktive Stellelemente von modernen aktiven Crashsystemen bzw. Fahrzeugsicherheitssystemen durch das Körperschallsignal aktiviert werden oder zumindest in einen derartigen Zustand versetzt werden, dass eine Aktivierungszeit durch den eigentlichen Sensor des aktiven Stellelementes verkürzt ist.
-
Weiterhin bevorzugt wird eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung derart verwendet, das aktive Fahrzeugsicherheitssysteme in Abhängigkeit des erzeugten Körperschallsignales, besonders bevorzugt in Abhängigkeit der Intensität und/oder Dauer und/oder Frequenz des Körperschallsignals ausgelöst werden oder aber auch nicht ausgelöst werden. Hierzu ist es ihm Rahmen der Erfindung möglich das Körperschallsignal durch Wahl der Profilierung und/oder Anordnung und/oder Führung der Relativbewegung von Hilfsquerträger zu Querträger derart auszulegen, das bei unterschiedlich intensiven Aufprallarten voneinander verschiedene Körperschallsignale erzeugt werden.
-
Die zuvor genannten Merkmale sind beliebig untereinander zu kombinieren, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es ergeben sich die jeweils damit einhergehenden Vorteile.
-
Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der nachfolgenden Beschreibung. Vorteilhafte Ausführungsvarianten wenden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung,
-
2 ein Haltelement einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung,
-
3 eine alternative Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung und
-
4a) und 4b) mögliche Relativverschiebungen zwischen Hilfsträger und Quer träger.
-
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
-
1 zeigt eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 1 aufweisend einen Querträger 2 und einen Hilfsquerträger 3, wobei der Hilfsquerträger 3 über Halteelemente 4 an dem Querträger 2 gekoppelt ist. Der Querträger 2 selbst weist eine Länge L2, auf, die im Wesentlichen der nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugbreite entspricht. Der Hilfsquerträger 3 weist seinerseits wiederum eine Länge L3 auf, die sich ebenfalls in Kraftfahrzeug Y-Richtung erstreckt, jedoch an den Enden 5 des Querträgers 2 kürzer ausgeführt ist. Somit ist die Länge L3 des Hilfsquerträgers 3 in der hier gezeigten Ausführungsvariante kürzer als die Länge L2 des Querträgers 2.
-
Der Querträger 2 selbst weist eine Versteifungssicke 6 auf, die sich im Wesentlichen über die Länge L2 des Querträgers 2 erstreckt. Auch der Hilfsquerträger 3 weist eine Versteifungssicke 7 auf die sich ebenfalls im Wesentlichen über die Länge L3 des Hilfsquerträgers 3 erstreckt. Der Hilfsquerträger 3 ist somit in Kraftfahrzeug Y-Richtung Y biegesteif ausgebildet, so dass bei Krafteinwirkung eine Relativbewegung R zwischen Hilfsquerträger 3 und Querträger 2 erfolgt. Vermieden wird durch die Biegesteifigkeit eine lokale Deformation des Hilfsquerträgers 3, ohne das die Relativbewegung R stattgefunden hat oder das eine Relativbewegung R begonnen hat.
-
Zwischen dem Hilfsquerträger 3 und dem Querträger 2 sind elastische Elemente 8 in Form von Bügelfedern 8a eingegliedert, die den Hilfsquerträger 3 in einem Abstand a vom Querträger 2 positionieren. Ferner weisen die Haltelemente 4 Langlöcher 9 mit einer Profilierung 10 sowie Führungsschlitze 11 auf. In die Langlöcher 9 greift formschlüssig ein Signalbolzen 12 ein und in die Führungsschlitze 11 greift formschlüssig ein Führungsbolzen 13 ein. Die Halteelemente 4 wiederum sind durch den Querträger 2 durchgreifend in Längsschlitzen 14 angeordnet, wobei die Längsschlitze 14 eine zusätzliche Führungsaufgabe im Falle der Relativbewegung R übernehmen. Die Führungsbolzen 13 und/oder Signalbolzen 12 greifen an den Führungsschlitzen 11 und/oder Langlöchern 9 in einem Endanschlag 15, so dass die Federwirkung 16 der Bügelfedern 8a durch den formschlüssigen Eingriff des Führungsbolzen 13 und/oder Signalbolzen 12 in den jeweiligen Endanschlag 15 derart kompensiert wird, dass im hier dargestellten Ruhezustand RZ des Systems eine Vorspannung zwischen Hilfsquerträger 3 und Querträger 2 vorhanden ist.
-
2 zeigt ein Halteelement 4 in einer Detailansicht. Das Halteelement selbst weist zwei außenliegende Langlöcher 9 mit einer jeweiligen beidseitigen Profilierung 10 auf und ein mittig angeordneten Führungsschlitz 11. Die Profilierung 10 ist wiederum in der hier gezeigten Ausführungsvariante über die Länge L des Langloches 9 zumindest abschnittsweise in Relation zu einer Mittellängsachse 17 des Langloches 9 aufsteigend bzw. absteigend ausgebildet. Sie weist eine Frequenz f bzw. eine Periodendauer T1 an einem Ende und eine Frequenz f2 bzw. Periodendauer T2 am anderen Ende des Langlochs 9 auf sowie eine konstante Amplitude A auf und ist der hier gezeigten Variante wellenförmig ausgebildet. Eingezeichnet ist die doppelte Amplitude A von Wellenberg zu Wellental.
-
3 zeigt eine weitere alternative Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1, wobei auch hier ein Hilfsquerträger 3 sowie ein Querträger 2 dargestellt sind. Der Hilfsquerträger 3 weist wiederum eine Versteifungssicke 7 auf, wobei der Hilfsquerträger 3 über Halteelemente 4 an dem Querträger 2 anordnenbar ist. Zwischen dem Hilfsquerträger 3 und der Querträger 2 sind verschiedene Dämpfungselemente 18 bzw. Führungselemente 19 eingliederbar, die dann entsprechend dämpfende oder führende Eigenschaften aufweisen.
-
Sowohl die dämpfenden als auch die führenden Elemente, als auch der Querträger 2 selber weisen wiederum Längsschlitze 14 auf zur Durchführung der Halteelemente 4. Die mittleren Halteelemente übernehmen zugleich die Funktion eines Deformationselementes, während die äußeren Halteelemente jeweils Langlöcher in X-Richtung aufweisen, wobei der Signalbolzen 12 in der Ausgangslage gerade mit dem Anfang des Langlochs 9 im Eingriff ist. Dazu steht der Signalbolzen minimal in X-Richtung über den Querträger hinaus, so dass die Halteelemente gleiche Abmessungen aufweisen können. In der hier gezeigten Ausführungsvariante weist der Querträger 2 mittig keine Längsschlitze 14 auf, so dass sich die Halteelemente 4 hier deformieren würden. Die zwei äußeren Längsschlitze 14 des Querträgers 2 selber weisen wiederum Signalbolzen 12 zur Erzeugung des Körperschallsignals bei erfolgen einer Relativbewegung R von Hilfsquerträger 3 zu Querträger 2 auf. Der Hilfsquerträger 3 ist in der hier gezeigten Ausführungsvariante in seiner Länge L3 länger als der Querträger 2 selber, so dass er diesen an den Enden 5 des Querträgers 2 selbst umfasst.
-
Hierdurch wird sichergestellt, dass auch Offsetcrashs an den jeweils äußeren Enden 5 mit der erfindungsgemäßen Signaleinrichtung detektierbar sind. Bei der Ausführungsvariante gemäß 3 sind zusätzlich die Halteelemente 4 in Kraftfahrzeug Z-Richtung angeordnet.
-
4a) und b) zeigen jeweils verschiedene Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1, wobei jeweils auf die Bildebene bezogen der linken Darstellung sich das System im Ruhezustand RZ und in der Rechten Darstellung des Systems im Aktivierungszustand AZ befindet.
-
In 4a) ist der Querträger 2 im Querschnitt hutförmig ausgebildet, wobei der Hilfsquerträger 3 im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist und zwischen dem Querträger 2 und dem Hilfsquerträger 3 ein elastisches Element 8 eingegliedert ist. Bei Krafteinwirkung F führt der Hilfsquerträger 3 zu dem Querträger 2 eine Relativbewegung R aus, wodurch ein durch eine nicht mehr dargestellte Körperschallerzeugungsvorrichtung und/oder Körperschallerzeugungseinrichtung ein Körperschallsignal 20 erzeugt wird. Das elastische Element 8 wird dabei deformiert/gestaucht.
-
In der Ausführungsvariante gemäß 4b) ist der Querträger 2 ebenfalls wiederum als Hutprofil ausgebildet und der Hilfsquerträger 3 als im Querschnitt U-Profil. Auch hier ist zwischen dem Querträger 2 und dem Hilfsquerträger 3 ein federelastisches Element 8 eingegliedert. Durch Krafteinwirkung F erfolgt auch hier eine Relativbewegung R von Hilfsquerträger 3 zu Querträger 2 und ein Stauchen des elastischen Elementes 8. Auch hierdurch wird ein Körperschallsignal 20 durch eine nicht näher dargestellte Körperschallerzeugungsvorrichtung und/oder Einrichtung erzeugt. Das Körperschallsignal 20 wird dann über die Kraftfahrzeugkarosserie an ein in der Kraftfahrzeugkarosserie angeordneten Sensor weitergegeben.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Stoßfängeranordnung
- 2
- Querträger
- 3
- Hilfsquerträger
- 4
- Halteelement
- 5
- Ende
- 6
- Versteifungssicke zu 2
- 7
- Versteifungssicke zu 3
- 8
- elastisches Element
- 8a
- Bügelfeder
- 9
- Langloch
- 10
- Profilierung
- 11
- Führungsschlitz
- 12
- Signalbolzen
- 13
- Führungsbolzen
- 14
- Längsschlitz
- 15
- Endanschlag
- 16
- Federwirkung
- 17
- Mittellängsachse zu 9
- 18
- Dämpfungselement
- 19
- Führungselement
- 20
- Körperschallsignal
- L
- Länge zu 9
- L2
- Länge zu 2
- L3
- Länge zu 3
- Y
- Kraftfahrzeug Y-Richtung
- X
- Kraftfahrzeug X-Richtung
- Z
- Kraftfahrzeug Z-Richtung
- F
- Krafteinwirkung
- R
- Relativbewegung
- A
- Abstand
- RZ
- Ruhezustand
- AZ
- Aktivierungszustand
- f
- Frequenz
- A
- Amplitude
- T
- Periodendauer
-
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
-
- DE 102008020186 B4 [0012]