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Die Erfindung betrifft Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zur Verbesserung des Fußgängerschutzes werden Personenkraftwagen mit einer aktiven Motorhaube versehen, welche bei einem Unfall mit einem Fußgänger teilweise angehoben wird, wodurch sich ein Deformationsraum unterhalb der Motorhaube vergrößert. Üblicherweise umfasst die Stoßfängeranordnung solcher Kraftwagen eine Sensoreinheit, welche zwischen einem Querträger und einem Dämpfungselement/Absorberelement der Stoßfängeranordnung angeordnet ist. Die Sensoreinheit dient dabei zur Detektierung eines Aufpralls mit einem Verkehrsteilnehmer, insbesondere mit einem Fußgänger, so dass nach einer entsprechenden Detektion ein Auslösemechanismus der aktiven Motorhaube initiiert wird. Das üblicherweise als Prallschaum ausgebildete Dämpfungselement wird bei einem solchen Aufprall zumindest partiell zusammengepresst, wodurch die vor dem Querträger eingebettete Sensorik an den Querträger gedrückt wird. Dadurch wird die Sensorik zusammengestaucht und löst so entsprechende Sensoren der Sensoreinheit aus, wodurch die aktive Motorhaube betätigt wird.
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Aus der
DE 10 2011 018 915 A1 geht ein aus Kunststoffmaterial hergestelltes, einstückiges Dämpfungselement für eine Stoßfängeranordnung eines Kraftwagens hervor, welches in Fahrzeuglängsrichtung vor einem Stoßfängerquerträger anzuordnen ist und einen einseitig offenen, beispielsweise U-förmigen Querschnitt aufweist, an dessen einen Seitenschenkel einen Anzahl von zueinander beabstandeten Befestigungslaschen ausgebildet sind, die mit dem Seitenschenkel zu einer Seite hin offene Aufnahmen für einen Schlauchsensor begrenzen. Seitlich neben der jeweiligen Befestigungslasche ist jeweils eine den Seitenschenkel vollständig durchdringende, schlitzförmige Aussparung vorgesehen, wodurch Laschen gebildet sind, zwischen denen sich die jeweilige Befestigungslasche befindet. Im Kollisionsfall wird eine signalauslösende Kompression des Schlauchsensors durch eine Auslenkung beziehungsweise Verformung der am Stoßfängerquerträger anliegenden Befestigungslaschen erreicht.
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Aus der gattungsbildenden
DE 10 2010 022 686 A1 und der
DE 10 2011 011 963 A1 geht jeweils eine Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug mit einem Querträger und einem an diesem angebrachten Dämpfungselement hervor, welches eine dem Querträger zugewandte Ausnehmung aufweist, innerhalb welcher eine schlauchförmige Sensoreinheit zwischen dem Querträger und dem Absorberelement angeordnet ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stoßfängeranordnung für einen Kraftwagen bereitzustellen, mittels welcher eine verbesserte Funktionsfähigkeit der Sensor, insbesondere eine verbesserte Anfangsempfindlichkeit der Sensorik, mit der auch geringe, auf die Stoßfängeranordnung wirkende Kräfte zuverlässig feststellbar sind, sichergestellt wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Stoßfängeranordnung für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Dabei ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement auf seiner dem Querträger zugewandten Seite im Bereich der Ausnehmung mit zumindest einer die Tiefe der Ausnehmung und damit auch die effektive Anlagekontaktfläche des Dämpfungselements am Querträger zumindest zu Beginn eines Anpralls eines Kollisionspartners reduzierenden Vertiefung versehen ist, wodurch am Dämpfungselement -in Richtung der Längserstreckung des Querträgers gesehen- zwei durch die Vertiefung voneinander getrennte Anlagekontaktteilflächen gebildet sind, wobei der schlauchförmige Sensor auch im Bereich der die Tiefe der Ausnehmung reduzierenden Vertiefung in Anprallrichtung vom Dämpfungselement unterstützt ist.
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Die vorzugsweise von einer Nut gebildete Ausnehmung weist ausgehend von einem Nutgrund entlang zumindest eines Teils einer Erstreckung des Sensors wenigstens zwei verschiedene Nuttiefen aufweist. Die Nut ist mithin entlang ihrer Längserstreckung, welche üblicherweise in der vorstehend genannten lateralen Richtung vorliegt, nicht gleichmäßig ausgebildet. Vielmehr ist sie auf ihrer dem Nutgrund abgewandten Seite derart ausgestaltet, dass sowohl eine zuverlässige Dämpfung beziehungsweise Kraftübertragung mit Hilfe des Dämpfungselements zwischen dem Querträger und dem Stoßfängerverkleidungsteil erzielt wird, andererseits auch bereits bei einer geringen, auf die Stoßfängeranordnung beziehungsweise das Dämpfungselement wirkenden Kraft der Sensor ausreichend stark betätigt wird, so dass die Kraft mit seiner Hilfe feststellbar ist. Zu diesem Zweck sind die wenigstens zwei verschiedenen Nuttiefen vorgesehen.
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Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Nut von zwei Stegen begrenzt ist, die entlang der Erstreckung des Sensors vorliegen. Dabei sind die Stege auf beiden Seiten des Sensors vorgesehen, also bezüglich der Nut einander gegenüberliegend. Sie sind üblicherweise dazu ausgebildet, den Sensor zu halten. Besonders bevorzugt bilden die Stege beide Seitenränder der Nut aus. Sie erstrecken sich üblicherweise entlang desjenigen Bereichs des Sensors, welcher in der Nut angeordnet ist.
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Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Dämpfungselement ein Kunststoffteil, insbesondere aus geschäumtem Kunststoff, ist und/oder ein Metallprofil aufweist. Grundsätzlich kann das Dämpfungselement aus einem beliebigen Material bestehen. Bevorzugt ist jedoch Kunststoff und/oder Metall vorgesehen. Beispielsweise besteht das Dämpfungselement ausschließlich aus Kunststoff und liegt insoweit als Kunststoffteil vor. Der zu dessen Herstellung verwendete Kunststoff ist vorzugsweise geschäumt, um eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht zu erzielen.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass der Sensor als ein sich entlang zumindest eines Teils der Nut erstreckender Druckschlauch vorliegt und ein mit dem Druckschlauch strömungsverbundender Drucksensor vorgesehen ist. Der Druckschlauch ist ein mit einem Fluid, beispielsweise einer Flüssigkeit oder einem Gas, insbesondere Luft, gefüllter Schlauch, dessen Innendruck mit Hilfe des Drucksensors feststellbar ist. Bei einer Beaufschlagung des Sensors beziehungsweise Druckschlauchs mit einer Kraft, beispielsweise bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs, wird der Druckschlauch komprimiert und der in ihm vorliegende Innendruck steigt an. Dies ist mit Hilfe des Drucksensors feststellbar.
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Bei einem ausreichenden Anstieg des Innendrucks kann mithin auf eine bestimmte Kraft geschlossen werden, welche auf den Druckschlauch und entsprechend auf das Dämpfungselement wirkt. Üblicherweise liegt lediglich der Druckschlauch in der Nut vor beziehungsweise ragt zumindest auf einer Seite sogar über diese hinaus. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Druckschlauch lediglich in der Nut vorliegt, also sich nicht über diese hinaus erstreckt. In diesem Fall ist auch der Drucksensor in der Nut angeordnet.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines Teils einer Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Bereich eines Dämpfungselements sowie eines in einer Nut des Dämpfungselements aufgenommenen Sensors dargestellt sind und
- 2 einen Querschnitt durch das Dämpfungselement gemäß 1 mit daran angrenzendem Querträger und Stoßfängerverkleidungsteil.
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1 zeigt einen Ausschnitt einer Stoßfängeranordnung 1 im Frontbereich eines Fahrzeuges. Die Stoßfängeranordnung 1 erstreckt sich üblicherweise über eine Breite des Frontbereiches, wobei eine Karosserie des Fahrzeuges mittels der Stoßfängeranordnung 1 so geschützt werden soll, dass Kollisionen bei niedrigen Geschwindigkeiten keine oder nur geringe Beschädigungen an dem Fahrzeug zur Folge haben.
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Darüber hinaus kann die Stoßfängeranordnung 1 als Aufnahmeelement für Funktionsbauteile, wie zum Beispiel Scheinwerfer und Abstandssensoren, dienen. Ferner dient die Stoßfängeranordnung 1 auch dem Schutz von unfallbeteiligten Personen.
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Die Stoßfängeranordnung 1 umfasst im Wesentlichen einen an einer auch als Fahrzeugrohbau bezeichneten Karosserietragstruktur des Kraftfahrzeugs befestigten, auch als Biegequerträger bezeichneten Querträger 2, ein in Geradeausfahrtrichtung gesehen vor dem Querträger angeordnetes Dämpfungselement 4 sowie ein einen Teil der Fahrzeugaußenhaut bildendes, zumindest das Dämpfungselement 4 und den Querträger 2 abdeckendes Stoßfängerverkleidungsteil 3. Der Querträger 2 ist üblicherweise mittels Crashboxen an Längsträgerstrukturen im Fahrzeugvorbau befestigt.
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Das Dämpfungselement 4 ist aus einem Schaum gebildet und dient als Stoß absorbierender Pralldämpfer sowie als Aufnahmeeinheit für einen mittels einer Schlauchsensorik ausgeführten Sensor 6 zur Erfassung eines Anpralls an der Stoßfängeranordnung 1.
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Der Sensor 6 ist aus einem Schlauch gebildet, dessen Schlauchöffnungen fluiddicht verschlossen sind, wobei ein Schlauchinnenraum mit Luft und/oder einem anderen fluiden Medium befüllt ist. Dabei ist zumindest eine Schlauchöffnung mit einem Drucksensor verschlossen, wobei der Schlauchinnenraum den Detektionsbereich des Drucksensors darstellt. Mittels des Drucksensors ist eine Druckänderung im Schlauchinnenraum erfassbar, welche aus einer anprallbedingten Verformung des Schlauches resultiert. Die Querschnittsform des Schlauchsensors ist vorzugsweise kreisrund, wie dargestellt, kann jedoch selbstverständlich auch eine hiervon abweichende, beispielsweise eckige Querschnittsform aufweisen.
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Die Schlauchsensorik ist beispielsweise Bestandteil einer Fußgängerschutzvorrichtung, so dass bei erfasstem Anprall an die Stoßfängeranordnung 1 ein Schutzmittel zum Schutz des Fußgängers auslösbar ist. Mittels des als Schlauchsensorik ausgeführten Sensors 6 können aber auch andere Hindernisse oder auch Fahrradfahrer, welche an die Fahrzeugfront prallen, erfasst werden.
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Auf der dem Querträger 2 zugewandten Seite des Dämpfungselements 4 ist in dem Dämpfungselement 4 eine Ausnehmung 5 in Form einer Nut vorgesehen, in welcher der Sensor 6 in Form eines Druckschlauchs zumindest bereichs- und teilweise aufgenommen ist.
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Um eine ausreichende Anfangsempfindlichkeit des Sensors 6 zu gewährleisten, weist die Nut entlang einer Erstreckung des Sensors 6 verschiedene Nuttiefen, beispielsweise zwei verschiedene Nuttiefen h 1 und h2 , auf. Diese werden erzielt, indem in Stegen 8 und 9, die die Nut begrenzen, gegenüberliegende Vertiefungen 10 und 11 eingebracht werden. Die Vertiefungen 10, 11 weisen bevorzugt in Längsrichtung der Nut dieselbe Erstreckung auf und sind an derselben Position angeordnet, liegen sich also einander gegenüber. Im Bereich der Vertiefungen 10, 11 liegt mithin die kleinere Nuttiefe h1 , in den dazwischenliegenden Bereichen die größere Nuttiefe h2 vor. Es kann vorgesehen sein, dass die Vertiefungen 10, 11 und die dazwischenliegenden Bereiche über die gesamte Längserstreckung der Nut dieselben Abmessungen aufweisen. Es können jedoch auch verschiedene Abmessungen vorgesehen sein, insbesondere um die Empfindlichkeit des Sensors an unterschiedliche Ausgestaltungen der Stoßfängeranordnung 1 anzupassen.
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Aufgrund der Vertiefungen 10, 11 ist damit auch die effektive Anlagekontaktfläche des Dämpfungselements 4 am Querträger 2 zumindest zu Beginn eines Anpralls eines Kollisionspartners, beispielsweise eines Fußgängers reduziert, wodurch die am Querträger 2 anliegende Teilflächen einer größeren Flächenpressung unterworfen sind, wodurch auch die Anfangsempfindlichkeit des Sensors 6 verbessert wird. Die am jeweiligen Steg 8, 9 vorgesehenen Vertiefungen 10 beziehungsweise 11 sind in Richtung der Längserstreckung des Querträgers 2 gesehen in einem Abstand voneinander angeordnet, wodurch zwischen jeweils zwei am Steg 8 vorgesehenen Vertiefungen 10 eine Anlagekontaktteilfläche 15 und zwischen jeweils zwei am Steg 9 vorgesehenen Vertiefungen 11 eine Anlagekontaktteilfläche 17 gebildet sind.
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Die 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Bereich der Stoßfängeranordnung 1, wobei das Dämpfungselement 4 für einen Querschnitt im Bereich der Vertiefungen 10, 11 gestrichelt und in den dazwischenliegenden Bereichen mit einer durchgängigen Linie dargestellt ist. Der Querträger 2 und das Stoßfängerverkleidungsteil 3 sind hier lediglich angedeutet. Es wird nun deutlich, dass die Tiefe der Vertiefungen 10, 11 so groß gewählt ist, dass der hier am Nutgrund 12 anliegende schlauchförmige Sensor 6 im Bereich der Vertiefungen 10, 11 teilweise aus der Ausnehmung 5 herausragt, also über den Nutrand übersteht, während der Sensor 6 keinesfalls über die Anlagekontakteilflächen 15, 17 übersteht, das heißt der Sensor 6 ragt weder im Bereich der Nuttiefe h1 noch im Bereich der größten Nuttiefe h2 über den Rand 13 der Nut hinaus.
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Dadurch, dass der Sensor 6 im nichtbelasteten Zustand des Dämpfungselements nicht aus der Nut heraussteht, wird ein Kontakt des Sensors mit dem Querträger und damit ein Fehlsignal des Sensors 6 vermieden. Es können daher hier relativ hohe Toleranzen, beispielsweise für die Nuttiefe realisiert werden, ohne dass dies negative Auswirkungen auf den Sensor, beispielsweise eine verringerte Anfangsempfindlichkeit des Sensors, hat.
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Aus der hier gewählten Darstellung wird deutlich, dass die Nut randoffen in dem Dämpfungselement 4 ausgebildet ist, wobei ihre Öffnung in Richtung des Querträgers 2 weist. Alternativ kann die Nut auch in Richtung des Stoßfängerverkleidungsteils 3 geöffnet sein.
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Aufgrund der durch die Vertiefungen 10, 11 und den Abschrägungen an den Stegen 8, 9 erreichten Verringerung der Anpressfläche des Dämpfungselements 4 an den Querträger 2 ergibt sich über die Erstreckung des Sensors 6 hinweg eine höhere Flächenpressung bei gleicher Kraftbeaufschlagung des Stoßfängeranordnung, wodurch sich eine verbesserte Anfangsempfindlichkeit des Sensors ergibt.
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Zur Wirkungsweise des Dämpfungselements 4 und des Sensors 6: Bei Einwirkung einer Kraft auf die Stoßfängeranordnung 1, insbesondere auf das Stoßfängerverkleidungsteil 3, beispielsweise bei einem Fußgängeranprall, stützt sich das zumindest an seinen Anlagekontaktteilfächen 15, 17 am Querträger 2 anliegende beziehungsweise zur Anlage kommende Dämpfungselement an diesem ab, wobei beim Überschreiten einer bestimmten Grenzkraft das Dämpfungselement 4 zunächst im Bereich der Stege 8 und 9 komprimiert wird, welche infolge der reduzierten Anlagefläche gegenüber anderen Bereichen des Dämpfungselements einer erhöhten Flächenpressung unterworfen sind. Dabei wird dann auch der Sensor 6 komprimiert, sodass die Kraft mit Hilfe des Drucksensors feststellbar ist. Dadurch, dass der den Sensor aufweisende Bereich des Dämpfungselements praktisch mit als erstes komprimiert wird, sobald ein Anprall an der Stoßfängeranordnung 1 erfolgt, wird eine höhere Empfindlichkeit des Sensors 6 erreicht.
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Bei dem anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Nut im Bereich ihres Grunds 12 abgerundet und weist zwei parallel zueinander verlaufende Seitenwände auf. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zumindest eine der Seitenwände mit einem Hinterschnitt oder dergleichen versehen ist, der ein Einführen des Sensors 6 von Seiten der Anlagekontaktteilflächen, also senkrecht zum Nutgrund 12 ermöglicht, den Sensor 6 an einem Herausrutschen in umgekehrter Richtung jedoch hindert.
