DE102012213035A1

DE102012213035A1 - Reaktiver stossfänger mit trägheitsverriegelung für kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012213035A1
Application number: DE102012213035A
Authority: DE
Inventors: Mangala M. Jayasuriya; James Chih Cheng
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2013-02-14
Also published as: US8246091B1; CN102951105A; CN102951105B

Abstract

Eine Energie absorbierende Vorderseitenstruktur für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Paar Rahmenlängsträger, Streben (zusammendrückbare Elemente), die in Bezug zu den Rahmenlängsträgern entlang einer Längsachse beweglich gemacht sind, einen Stoßfängerbalken, der von den Streben getragen wird, und eine Feder, die sich der Rückwärtsbewegung jeder Strebe in Bezug zu dem Rahmenlängsträger widersetzt. Eine durch Trägheit betätigte Verriegelungsvorrichtung verhindert die Rückwärtsbewegung der Strebe, wenn das Fahrzeug einer Längsabbremsung oberhalb eines Schwellenniveaus unterworfen wird, so dass die Strebe Zusammenprallenergie bei einem Hochgeschwindigkeitszusammenstoß absorbieren kann. Wenn das Fahrzeug an einem Zusammenstoß mit niedriger Energie beteiligt ist, wie zum Beispiel mit einem Fußgänger, ist die Abbremsung, die das Fahrzeug erfährt, niedriger als das Schwellenniveau, und die Strebe bleibt in einem entriegelten Zustand, in dem sie in der Lage ist, sich gegen die Feder rückwärts zu bewegen, um die Zusammenprallenergie, die auf den Fußgänger übertragen wird, zu verringern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug und genauer genommen einen Stoßfänger, der in Abhängigkeit von dem Niveau des Abbremsens, das das Fahrzeug während eines Zusammenstoßes erfährt, in einer von zwei Energieabsorptionsbetriebsweisen funktioniert.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Viele Kraftfahrzeugsysteme für den vorderen Stoßfänger verwenden Knautschelemente ("crash-can") zwischen dem Stoßfängerbalken und dem Fahrzeugrahmen. Die Knautschelemente sind konzipiert, um sich in einer voraussagbaren Art zu verformen, wenn sie einer Kompressionskraft während eines Frontalzusammenstoßes mit relativ hoher Geschwindigkeit ausgesetzt werden, um kinetische Energie zu absorbieren. Aufgrund ihres Designs verformen sich die Knautschelemente nur, wenn der Zusammenprall/Aufprall so schwer ist (hinsichtlich des Niveaus des Abbremsens, dem das Fahrzeug ausgesetzt wird), dass andere Sicherheitssysteme für die Insassen eventuell nicht oder nur unangemessen in der Lage sind, die Insassen zu schützen.
Bei einem Zusammenstoß zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Fußgänger ist die Kraft, die an den Fahrzeugstoßfänger angelegt wird, gewöhnlich weit unter der, die zu einer Verformung der Knautschelemente führt, so dass die Dosen dem Fußgänger keinen Schutz bieten. Weitere Merkmale oder Vorrichtungen können bereitgestellt werden, um die Wahrscheinlichkeit und/oder Schwere der Verletzung, der ein Fußgänger ausgesetzt wird, zu verringern.
Es wurden auf Fahrzeug montierte Systeme vorgeschlagen, die eine Art von Sensor (Kontakt, Radar, Lidar, optisch usw.) verwenden, um einen Zusammenstoß mit einem Fußgänger zu erfassen und/oder vorauszusagen.
Wenn ein Zusammenstoß mit einem Fußgänger erfasst oder vorausgesagt wird, wird eine Art Gegenmaßnahme aktiviert oder positioniert, um den Aufprall, dem der Fußgänger ausgesetzt wird, zu lindern. Derartige Systeme erfordern komplizierte Sensoren und elektromechanische Systeme, um richtig und zuverlässig zu funktionieren.
KURZDARSTELLUNG
Um wenigstens ein Problem des früheren Stands der Technik zu lösen, wird ein Stoßfängersystem offenbart, das einen durch Abbremsen aktivierten Auslöser verwendet hat, um das Stoßfängersystem entweder zu verriegeln oder eine Rückwärtsbewegung des Stoßfängerbalkens während eines Aufpralls mit einem Fußgänger mit niedriger Beschleunigung (gemäß dem Referenzrahmen des Fahrzeugs) zu erlauben.
Bei einer offenbarten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Montage eines Stoßfängerbalkens an einem Rahmen eines Kraftfahrzeugs eine Strebe mit einem vorderen Ende, das zum Befestigen an dem Stoßfängerbalken angepasst ist, und mit einem hinteren Ende auf, das zum Eingreifen mit dem Rahmen für eine Rückwärtsbewegung im Bezug dazu entlang einer Aufprallachse angepasst ist, und eine durch Trägheit aktivierte Verriegelungsvorrichtung. Die Verriegelungsvorrichtung verhindert die Rückwärtsbewegung der Strebe, wenn die Strebe eine Aufprallabbremsung oberhalb eines Schwellenniveaus erfährt. Die Verriegelungsvorrichtung weist mindestens ein erstes Eingriffselement, das angepasst ist, um stationär in Bezug zu dem Rahmen montiert zu werden, mindestens ein zweites Eingriffselement, das auf die Strebe vor dem ersten Eingriffselement angeordnet montiert ist, wobei die Strebe rückwärts in Bezug zu dem zweiten Eingriffselement entlang der Aufprallachse beweglich ist, und mindestens eine Masse auf, die in Bezug zu der Strebe beweglich montiert ist. Die Masse ist derart montiert, dass die Aufprallabbremsung oberhalb des Schwellenniveaus dazu führt, dass sich die Masse in Bezug zu der Strebe als Ergebnis der Trägheit vorwärts bewegt. Die Trägheitsbewegung der Masse stellt das zweite Eingriffselement in Bezug zu der Strebe derart still, dass eine Rückwärtsbewegung der Strebe das zweite Eingriffselement in Verriegelungsberührung mit dem ersten Eingriffselement drückt. Eine weitere Rückwärtsbewegung der Strebe wird durch die Verriegelungsberührung zwischen dem ersten und dem zweiten Eingriffselement verhindert, so dass die Strebe die Kraft des Aufpralls tragen kann.
Eine derartige Verriegelungsvorrichtung wird nicht ausgelöst oder verriegelt, wenn das Fahrzeug mit einem Fußgänger zusammenstößt, so dass die Strebe in der Lage ist, sich rückwärts durch einen langen Energie absorbierenden Hub zu bewegen und dadurch den Aufprallimpuls, den der Fußgänger erfährt, zu verringern.
Bei einer anderen offenbarten Ausführungsform hat die Masse mindestens eine darauf ausgebildete schräge Fläche, wobei die Trägheitsbewegung der Masse die schräge Fläche gegen mindestens eine Verriegelungsplatte drückt und die Verriegelungsplatte in eine Verriegelungsposition bewegt, in der sie das zweite Eingriffselement stillstellt.
Bei einer anderen offenbarten Ausführungsform ist eine Klammer für eine Bewegung in Bezug zu dem Fahrzeugrahmen entlang der Aufprallachse montiert und hat mindestens eine darauf ausgebildete schräge Fläche. Die Trägheitsbewegung der Masse betätigt einen Riegel, um eine Bewegung der Klammer in Bezug zu dem Rahmen zu verhindern, so dass eine weitere Bewegung der Strebe mindestens eine Verriegelungsplatte betätigt, um das zweite Eingriffselement stillzustellen.
Bei einer anderen offenbarten Ausführungsform ist eine Feder, die zwischen der Strebe und dem Rahmen angeordnet ist, ausgerichtet, um eine Kraft gegen die Bewegung der Strebe rückwärts in Bezug zu der Aufprallachse anzulegen. Die Feder dient zum Verringern des Impulses, der auf einen Fußgänger während eines Zusammenstoßes einwirkt, und auch, um die Strebe und den Stoßfänger nach einem Zusammenstoß, bei dem das Fahrzeug keinen Schaden erlitten hat, wieder in die ursprüngliche Position zurückzustellen.
Bei einer weiteren offenbarten Ausführungsform ist das erste und/oder das zweite Eingriffselement keilförmig.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft und nur unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine schematische Abrissansicht eines Stoßfängersystems nach einer Ausführungsform der Erfindung ist;
2 eine schematische Querschnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1 ist;
3 eine schematische Ansicht des Stoßfängersystems der 1 und 2 nach einem Zusammenstoß mit einem Fußgänger ist;
4 eine schematische Ansicht des Stoßfängersystems der 1 und 2 nach einem Zusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug oder anderen Objekt mit großer Masse ist;
5 eine schematische Abrissansicht eines Stoßfängersystems nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist;
6 eine schematische Ansicht der Klammer und des Verriegelungsmechanismus der 5 vor einem Hochgeschwindigkeitsaufprall ist;
7 eine schematische Ansicht der Klammer und des Verriegelungsmechanismus der 5 und 6 in einem verriegelten Zustand ist;
8 eine schematische perspektivische Ansicht der 7;
9 eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Verriegelungssystems ist, das ein Pendel verwendet, mit dem Verriegelungsmechanismus in einem entriegelten Zustand, und
10 eine schematische Ansicht des Pendels der 9 mit dem Verriegelungsmechanismus in einem verriegelten Zustand ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie verlangt, werden ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier offenbart; man muss jedoch verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in unterschiedlichen und alternativen Formen ausgebildet werden kann, rein beispielhaft sind. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabgerecht; bestimmte Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Bestandteile zu zeigen. Daher sollen die spezifischen Struktur- und Funktionsdetails, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend ausgelegt werden, sondern bloß als eine repräsentative Grundlage zum Lehren des Fachmanns in der unterschiedlichen Umsetzung der vorliegenden Erfindung.
Die Begriffe „Automobil-“ und „Kraftfahrzeug“ beziehen sich, wie sie hier verwendet werden, auf jedes Radfahrzeug, das für den Betrieb auf oder außerhalb von Straßen bestimmt ist, und umfassen (ohne auf sie beschränkt zu sein) Pkws, LKWs, Nutzfahrzeuge, Cross-Over-Fahrzeuge und Baumaschinen.
Die 1 und 2 zeigen schematisch einen vorderen Abschnitt eines Fahrzeugrahmenlängsträgers 10 und einen vorderen Stoßfängerbalken 12. Der Stoßfängerbalken 12 ist an dem vorderen Ende einer Strebe 14 befestigt, und die Kombination aus Balken/Strebe ist in Bezug zu dem Rahmenlängsträger 10 entlang einer Längsachse des Fahrzeugs beweglich. Bei einem typischen Kraftfahrzeug ist ein vorderer Stoßfängerbalken auf zwei Streben montiert, von welchen jeweils eine an jedem der zwei Rahmenlängsträger an oder in der Nähe äußerer Abschnitte der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Die Längsbewegung der Strebe 14 kann zum Beispiel durch Führungen 16, die zwischen der Strebe und dem Rahmen montiert sind und unter Einsatz von Kugellagern, Wälzlagern oder ähnlichen Mitteln montiert werden, erzielt werden. Führungen 16 können überlappende Endplatten 16a oder andere Merkmale aufweisen, die den Bereich des Vorwärts-/Rückwärtshubs der Strebe 14 in Bezug zu dem Rahmenlängsträger 10 einschränken.
Die Strebe 14 kann das sein, was in der Fahrzeugsicherheitsindustrie als ein Crash-Can (Knautschelement) bekannt ist: ein röhrenförmiges Element, das konzipiert ist, um sich unter einer Längsbelastung, wie sie von einem Frontalzusammenstoß bei hoher Geschwindigkeit ausgeübt wird, zu verformen (oder zu quetschen). Die Verformung der Crash-Can absorbiert kinetische Energie des Zusammenstoßes und schützt dadurch Insassen des Fahrzeugs vor Verletzungen.
Der Einfachheit halber werden die Strebe 14 und der entsprechende Abschnitt des Rahmens 10 als im Querschnitt rechteckig beschrieben. Die Erfindung kann aber alternativ in Zusammenhang mit einer Strebe und einem Rahmen umgesetzt werden, die einen anderen vieleckigen, kreisförmigen oder unregelmäßigen Querschnitt oder einen offenen Querschnitt irgendeiner geeigneten Form haben. Ein Stützblock 18 ist innerhalb der Strebe 14 befestigt und hält Verriegelungsplatten 20, die in Bezug zu dem Stützblock und der Strebe nach außen beweglich sind. Blattfedern 22 spannen die Verriegelungsplatten 20 nach innen zu der Längsmittenlinie der Strebe 14 vor, so dass sich die Platten nicht über die äußere Fläche der Strebe 14 hinaus erstrecken. Die zwei Verriegelungsplatten 20 sind in symmetrischen Lagen in Bezug zu der Längsachse der Strebe 14 gezeigt, es kann aber jede beliebige Anzahl von Platten verwendet werden.
Ein oder mehrere Eingriffsblöcke 24 liegen neben der äußeren Fläche der Strebe 14 in Positionen, die den Platten 20 entsprechen. Die Eingriffsblöcke 24 sind derart montiert, dass sie längs über die Außenfläche der Strebe 14 gleiten können, solange die Verriegelungsplatten 20 nicht über die äußere Fläche der Strebe hinaus stehen. Die äußeren Flächen der Eingriffsblöcke 24 sind wie gezeigt abgewinkelt.
Eine Auslösemasse 26 ist teilweise innerhalb eines Langlochs 18a in dem Trägerblock 18 untergebracht. Eine Rückstellfeder 28 befindet sich zwischen einer Rückseitenplatte 30, die an dem Längsträger 10 befestigt ist, und der Rückseitenfläche des Stützblocks 18. Die Rückstellfeder 28 ist schematisch als eine Spiralfeder dargestellt, aber jeder Typ von Vorrichtung zum Speichern/Zurückgeben kinetischer Energie kann verwendet werden. Die Rückwärtsbewegung der Auslösemasse 26 kann durch Berührung mit der Feder 28 oder mit einer anderen Struktur in Zusammenhang mit dem Stützblock 18 gestoppt werden. Die Auslösemasse 26 kann kegelförmig oder frustokonisch sein, wobei die vorwärts geneigte Fläche eine Vielzahl symmetrisch positionierter Verriegelungsplatten 20 berührt.
Rahmenblöcke 32 sind an dem Rahmenlängsträger 10 in Positionen befestigt, die den Eingriffsblöcken 24 und/oder Verriegelungsplatten 20 entsprechen. Alternativ kann ein einziger hohler Rahmenblock die Strebe 14 komplett einkreisen. Rahmenblöcke 32 haben zulaufende oder abgewinkelte Innenflächen, die im Allgemeinen, wie gezeigt, zu dem Winkel der äußeren Flächen des Eingriffsblocks passen.
Während des normalen Betriebs des Fahrzeugs befindet sich die Strebe 14 in einem neutralen Zustand vor dem Aufprall, der in den 1 und 2 gezeigt ist, wobei der hintere Abschnitt der Strebe innerhalb des Rahmenlängsträgers 10 liegt. Die Strebe 14 wird gegen eine Vorwärtsbewegung durch Führungen 16 oder durch andere mechanische Hindernisse zwischen der Strebe 14 und dem Rahmen 10 zurückgehalten. Die Rückstellfeder 28 ist nicht (oder leicht) zwischen dem Rahmenlängsträger 10 und dem Stützblock 18 komprimiert. Innere Enden der Verriegelungsplatten 20 berühren die Auslösemasse 26 leicht (oder sind knapp von ihr beabstandet) und werden in Bezug zu der Strebe 14 und dem Stützblock 18 durch die Feder nach innen vorgespannt.
Bei einem relativ schweren Frontalzusammenprallereignis, bei dem die Sicherheit der Insassen vorschreibt, dass die Streben zum Absorbieren von Zusammenprallenergie verwendet werden, ist der Abbremsimpuls, dem das Fahrzeug an dem Beginn des Aufpralls ausgesetzt ist, schwer genug, um eine signifikante Trägheitskraft auf die Auslösemasse 26 anzulegen, so dass sie in Bezug zu dem Rahmenlängsträger 10 und der Strebe 14 vorwärts gedrückt wird. Die nach vorn abgewinkelte(n) Fläche(n) 26a der Auslösemasse 26 drückt/drücken gegen die inneren Enden der Verriegelungsplatten 20, überwindet/überwinden die Kraft der Blattfedern 22 und zwingt/zwingen die Verriegelungsplatten nach außen, so dass sie über die äußere Fläche der Strebe 14 vorstehen. Siehe 3. Der Grad an Abbremsung, der erforderlich ist, damit die Auslösemasse 26 die Verriegelungsplatten 20 derart betätigt, kann als ein Schwellenniveau definiert werden. Das Schwellenabbremsniveau wird vorzugsweise ausgewählt, um zwischen einem Zusammenstoß mit relativ hoher Energie und einem Zusammenstoß zwischen einem Fahrzeug und Fußgänger mit relativ niedriger Energie zu unterscheiden.
Der Stoßfängerbalken 14 beginnt auf den Fahrzeugaufprall (mit leichter Verformung) zu reagieren und übt eine Rückwärtskraft auf die Strebe 14 aus und schiebt sie rückwärts. Nach einer kleinen Menge Stoßfänger-Strebe-Bewegung in die Rückwärtsrichtung berühren die Verriegelungsplatten 20 die Vorderseiten der Eingriffsblöcke 24, so dass die Strebe 14 nicht unabhängig von den Eingriffsblöcken rückwärts gleiten kann. Die Eingriffsblöcke 24 laufen mit der Strebe 14 rückwärts und werden in Verriegelungsberührung mit den Rahmenblöcken 32 getrieben, wodurch sie die Strebe 14 gegen weitere Rückwärtsbewegung in Bezug zu dem Rahmenlängsträger 10 verriegeln. Die Strebe 14 wird daher einer großen Kompressionslast unterworfen und kann, falls sie dazu konzipiert ist, knittern, um Lasten bei einem Zusammenprall mit hoher Geschwindigkeit zu managen.
Die Längsspalte zwischen den Verriegelungsplatten 20 und den nach vorwärts gerichteten Seiten der Eingriffsblöcke 24 vor dem Aufprall kann ausgewählt werden, um das korrekte Funktionieren des Stoßfängersystems über einen Bereich relativer Aufprallgeschwindigkeiten (∆V) zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt, auf das der Stoßfängerbalken 12 stößt, zu erlauben. In dem Fall, in dem die Strebe 14 eine Crash-Can ist, sollte die Spalte zwischen der Platte 20 und dem Block 24 zum Beispiel groß genug sein, um der Crash-Canzu erlauben, sich bei den niedrigsten ∆V, für die eine Verformung erforderlich ist, korrekt zu verformen.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 4, wenn das Fahrzeug an einem Frontalzusammenstoß mit einem Fußgänger beteiligt ist (oder mit irgendeinem anderen Objekt, das auf das Fahrzeug nicht das Schwellenniveau des Abbremsens während eines Aufpralls ausübt), beschleunigt sich die Auslösemasse 26 nicht mit ausreichender Kraft von ihrem Trägheit-Ruhezustand vorwärts, um die Verriegelungsplatten 20 gegen die Kraft der Blattfedern 22 nach außen zu schieben. Der Stoßfängerbalken 12 und die Strebe 14 sind in der Lage, sich gegen die Kraft der Rückstellfeder 28 rückwärts zu bewegen und absorbieren daher einen Teil der kinetischen Energie, die anderenfalls auf den Fußgänger angelegt würde, und verringern dadurch die Verletzung des Fußgängers. Die Kraft der Rückstellfeder 28 ist abgestimmt, um das Niveau an Abbremsung, das an einen Fußgänger angelegt wird, mit der Zielsetzung der Verringerung von Verletzungen richtig zu steuern.
Das Gewicht/die Masse der Auslösemasse 26 und der Grad an mechanischem Widerstand gegen Bewegung (aufgrund von Reibung, Federn usw.) werden derart ausgewählt, dass sich die Auslösemasse 26 vorwärts bewegt und Verriegelungsplatten 20 nur betätigt, wenn der Aufprall schwer genug ist, so dass die Strebe 14 verwendet werden muss, um Zusammenprallenergie zum Schutz der Insassen zu absorbieren. Die Auslösemasse 26 kann auch mit einer Feder oder einem anderen Vorspannelement (nicht gezeigt) vorgespannt werden, das sich der Vorwärtsbewegung bei einem bestimmten Zusammenpralltyp widersetzt. Die Hubentfernung (Gleitentfernung) der Strebe 14 wird auf dem Vorderseiten-Bauteilpaket und dem gewünschten Energiemanagement eines bestimmten Fahrzeugvorderseitendesigns bestimmt, um eine Reihe von Zusammenprallszenarien zu berücksichtigen.
Die Rückstellfeder 28 kann während eines Aufpralls eines Fußgängers zum Energiemanagement sowie auch zum Zurückstellen des Systems Stoßfänger/Strebe 14 zu der ursprünglichen Position vor dem Zusammenstoß in dem Fall verwendet werden, in dem die Struktur an der Vorderseite des Fahrzeugs keinen Schaden erlitten hat. Es ist daher möglich, Schutz für einen Fußgänger bereitzustellen, der von dem Fahrzeug angefahren wird, während auch Schutz für die Insassen eines Fahrzeugs bei einem schwerwiegenderen Zusammenprall geboten wird. Das System kann ferner abgestimmt werden, um Schäden bei niedriger Geschwindigkeit bei einem Zusammenprall zwischen Stoßfängern zu verringern.
Eine alternative Ausführungsform des Trägheitsverriegelungssystems ist in den 5, 6, 7 und 8 gezeigt, in welchen Elemente, die denen der Ausführungsform der 1 bis 4 ähnlich sind, durch identische Bezugszeichen identifiziert werden. Eine Klammer 34 hat nach vorn zeigende abgewinkelte Flächen, die sich in Fluchtung mit den durch eine Feder vorgespannten Verriegelungsplatten 20 befinden. Eine Feder 35 kann bereitgestellt werden, um die Bewegung der Klammer 34 zu steuern. Eine Stange 36 erstreckt sich von der Klammer 34 nach hinten und greift gleitend oder teleskopisch in eine Stangenführung 37 ein, die stationär in Bezug zu dem Rahmenlängsträger 10 ist. Die Klammerstange 36 und die Stangenführung 37 können in Wechselwirkung treten, um eine gewünschte Menge an Bewegung (bei einer Ausführungsform etwa 2 bis 3 Zoll) der Klammer 34 zu erlauben. Eine Trägheitskugel 38 wird lose in einem Gehäuse 40 zurückgehalten, so dass sie sich frei vorwärts bewegen (zum Beispiel kippen und/oder rollen) kann, wenn sie einer Längsabbremsung unterworfen wird. Ein Hebel 42 ist um einen Schwenkpunkt 42a, der sich an einem Ende befindet, beweglich, und ein Sperrhaken 44 erstreckt sich aufwärts zu der Klammer 34. Eine Feder oder ein anderes Vorspannelement (nicht gezeigt) kann bereitgestellt sein, um sich der Bewegung des Hebels 42 um den Schwenkpunkt 42a und/oder der Bewegung der Trägheitskugel 38 innerhalb des Gehäuses 40 zu widersetzen. Ein derartiger Mechanismus kann dem ähnlich sein, der bekannt ist, um in Mechanismen zum Einziehen des Sitzgurtes eines Kraftfahrzeugs verwendet zu werden. Der Mechanismus aus Kugel und Hebel kann entweder auf die Klammer 34 oder auf die Stangenführung 37 montiert sein.
Zu Beginn eines frontalen Aufpralls, der eine Abbremsung auf das Fahrzeug ausübt, die das gewünschte Schwellenniveau erreicht, bewegt sich die Kugel 38 in Bezug zu dem Gehäuse 40 vorwärts und betätigt den Hebel 42 um den Schwenkpunkt 42a aufwärts, so dass der Sperrhaken 44 in einen Schlitz 46 in der Klammerstange 36 eingreift. Wenn der Sperrhaken 44 in den Schlitz 46 eingreift, wird die Klammerstange 36 gegen Rückwärtsbewegung in Bezug zu der Stangenführung 36 verriegelt. Die gesamte Klammer 34 wird daher derart in einer Position gehalten, dass, während sich die Strebe 14 ursprünglich rückwärts bewegt, die Verriegelungsplatten 20 auf den vorwärts abgewinkelten Flächen der Klammer 34 fahren und nach außen gedrückt werden, um in den Eingriffsblock 24 während der anfänglichen Millimeter des Hubs der Strebe 14 einzugreifen und daher die Strebe gegen weitere Rückwärtsbewegung in Bezug zu dem Rahmen 20 zu verriegeln.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines Trägheitsverriegelungsmechanismus, die in den 9 und 10 gezeigt ist, hängt ein Pendel 48 von einem Zapfen 50, so dass es vorwärts schwingen kann, wenn das Fahrzeug oberhalb eines Schwellenniveaus abgebremst wird. Die Vorwärtsbewegung des Pendels 48 betätigt einen Hebel 52 aufwärts in Eingriff mit einem Schlitz 46 in der Klammerstange 36, um die Klammer 34 gegen Rückwärtsbewegung zu verriegeln. Viele unterschiedliche Konfigurationen und Ausrichtungen des Pendels 48 und des Hebels 42 sind dem Fachmann klar.
Auch wenn beispielhafte Ausführungsformen oben beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Die Worte, die in der Beschreibung verwendet werden, sind vielmehr beschreibend und nicht einschränkend, und es ist klar, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Gedanken und den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Außerdem können die Merkmale der verschiedenen Umsetzungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.

Claims

Vorrichtung zum Montieren eines Stoßfängerbalkens auf einen Rahmen eines Kraftfahrzeugs, Folgendes aufweisend: eine Strebe, die ein vorderes Ende, das zum Befestigen an dem Stoßfängerbalken angepasst ist, und ein hinteres Ende hat, das zum Eingreifen in den Rahmen für eine Rückwärtsbewegung in Bezug dazu entlang einer Aufprallachse angepasst ist, und eine durch Trägheit aktivierte Verriegelungsvorrichtung, die die Rückwärtsbewegung der Strebe verhindert, wenn auf die Strebe eine Aufprallabbremsung oberhalb eines Schwellenniveaus einwirkt, wobei die Verriegelungsvorrichtung Folgendes aufweist: ein erstes Eingriffselement, das angepasst ist, um stationär in Bezug zu dem Rahmen montiert zu werden; ein zweites Eingriffselement, das auf die Strebe vor dem ersten Eingriffselement angeordnet montiert ist, wobei die Strebe rückwärts in Bezug zu dem zweiten Eingriffselement entlang der Aufprallachse beweglich ist, und eine Masse, die in Bezug zu der Strebe derart beweglich montiert ist, dass die Aufprallabbremsung oberhalb des Schwellenwerts, die auf die Strebe angelegt wird, eine Trägheitsbewegung der Masse nach vorn in Bezug zu der Strebe verursacht, wobei die Trägheitsbewegung das zweite Eingriffselement in Bezug zu der Strebe derart stillstellt, dass die Rückwärtsbewegung der Strebe das zweite Eingriffselement in Verriegelungsberührung mit dem ersten Eingriffselement treibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Verriegelungsplatte aufweist, die an der Strebe montiert ist und entlang einer Verriegelungsachse zu einer Verriegelungsposition beweglich ist, wobei die Berührung zwischen der Verriegelungsplatte und dem zweiten Eingriffselement das zweite Eingriffselement stillstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, die ferner eine schräge Fläche aufweist, die in Bezug zu der Aufprallachse derart abgewinkelt ist, dass die Bewegung der schrägen Fläche parallel zu der Aufprallachse die Verriegelungsplatte zu der Verriegelungsposition drückt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die schräge Fläche in Bezug zu der Masse stationär ist, so dass die Trägheitsbewegung der Masse die schräge Fläche gegen die Verriegelungsplatte drückt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die schräge Fläche ein Teil einer Klammer ist, die zur linearen Bewegung entlang der Aufprallachse zurückgehalten ist, so dass die durch das Abbremsen verursachte Bewegung der Masse einen Riegel betätigt, der die Klammer gegen Bewegung zurückhält.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Masse in einem Gehäuse zurückgehalten ist und sich innerhalb des Gehäuses während des Abbremsens bewegt, und der Riegel einen Hebelmechanismus aufweist, der durch die Bewegung der Masse betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei dem die Masse ein Pendel und der Riegel ein Hebelmechanismus ist, der von der Bewegung des Pendels während des Abbremsens betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist: eine Feder, die zwischen der Strebe und dem Rahmen angeordnet und ausgerichtet ist, um Kraft gegen die Bewegung der Strebe rückwärts in Bezug zu der Aufprallachse anzulegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert auf ein Niveau eingestellt ist, um zwischen Zusammenstößen zu unterscheiden, bei welchen: a) das Fahrzeug einen Fußgänger anfährt und b) das Fahrzeug einen Gegenstand anfährt, der wesentlich schwerer ist als ein Fußgänger.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens das erste und/oder das zweite Eingriffselement keilförmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strebe eine Crash-Can ist.
Stoßfängersystem für ein Kraftfahrzeug, Folgendes aufweisend: einen vorderen Stoßfängerbalken; eine Führung, die zum Befestigen an einem Rahmen des Fahrzeugs angepasst ist; eine Strebe, die ein vorderes Ende, das an dem Stoßfängerbalken befestigt ist, und ein hinteres Ende hat, das in die Führung zur Bewegung in Bezug zu dem Rahmen entlang einer Aufprallachse eingreift, und eine durch Trägheit aktivierte Verriegelungsvorrichtung, die die Rückwärtsbewegung der Strebe verhindert, wenn auf die Strebe eine Aufprallabbremsung oberhalb eines Schwellenniveaus einwirkt, wobei die Verriegelungsvorrichtung Folgendes aufweist: ein erstes Eingriffselement, das angepasst ist, um stationär in Bezug zu dem Rahmen montiert zu werden; ein zweites Eingriffselement, das auf die Strebe vor dem ersten Eingriffselement angeordnet montiert ist, wobei die Strebe rückwärts in Bezug zu dem zweiten Eingriffselement entlang der Aufprallachse beweglich ist, und eine Masse, die beweglich in Bezug zu der Strebe montiert ist, so dass die Aufprallabbremsung oberhalb des Schwellenwerts, die auf die Strebe angelegt wird, eine Trägheitsbewegung der Masse in Bezug zu der Strebe vorwärts verursacht, wobei die Trägheitsbewegung das zweite Eingriffselement in Bezug zu der Strebe derart stillstellt, dass eine Rückwärtsbewegung der Strebe das zweite Eingriffselement in Verriegelungsberührung mit dem ersten Eingriffselement bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das zweite Eingriffselement durch Berührung mit einer Verriegelungsplatte, die auf die Strebe montiert und entlang einer Verriegelungsachse, die nicht zu der Aufprallachse parallel ist, beweglich ist, stillgestellt wird, wobei die Bewegung der Strebe ein Betätigungselement in Eingriff mit der Verriegelungsplatte drückt und die Verriegelungsplatte entlang der Verriegelungsachse in eine Verriegelungsposition bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Betätigungselement eine schräge Fläche ist, die in Bezug zu der Aufprallachse derart abgewinkelt ist, dass die Bewegung der schrägen Fläche in Bezug zu der Verriegelungsplatte die Verriegelungsplatte bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die schräge Fläche in Bezug zu der Masse stationär ist, so dass die Trägheitsbewegung der Masse die schräge Fläche gegen die Verriegelungsplatte drückt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die schräge Fläche auf einer Klammer ausgebildet ist, die zur linearen Bewegung entlang der Aufprallachse zurückgehalten ist, so dass die durch die Abbremsung bewirkte Bewegung der Masse einen Riegel betätigt, der die Klammer gegen Bewegung zurückhält [entlang der Klammerführung].
Energie absorbierende Vorderseitenstruktur für ein Fahrzeug, Folgendes aufweisend: einen Rahmen; eine Crash-Can, die von dem Rahmen zur Bewegung in Bezug dazu entlang einer Längsachse des Fahrzeugs getragen wird; eine Feder, die auf dem Rahmen angeordnet ist und Kraft ausübt, um der Rückwärtsbewegung der Crash-Can entlang der Längsachse zu widerstehen; einen Stoßfängerbalken, der an ein vorderes Ende der Crash-Can montiert ist und eine durch Trägheit aktivierte Verriegelungsvorrichtung, die die Rückwärtsbewegung der Crash-Can verhindert, wenn die Crash-Can eine Längsabbremsung oberhalb eines Schwellenniveaus erfährt, wobei die Verriegelungsvorrichtung Folgendes aufweist: einen ersten Keil, der in Bezug zu dem Rahmen stationär befestigt ist; einen zweiten Keil vor dem ersten Keil, der in Bezug zu der Crash-Can entlang der Längsachse bei entriegeltem Zustand beweglich ist, eine Masse, die entlang der Längsachse derart beweglich ist, dass die Aufprallabbremsung oberhalb des Schwellenwerts eine Trägheitsbewegung der Masse vorwärts in Bezug zu der Crash-Can verursacht, wobei die Trägheitsbewegung der Masse den zweiten Keil in Bezug zu der Crash-Can stillstellt, so dass die Rückwärtsbewegung der Crash-Can den zweiten Keil in Verriegelungsberührung mit dem ersten Keil drückt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der zweite Keil durch Berührung mit einer Verriegelungsplatte, die an der Strebe montiert und entlang einer Verriegelungsachse, die nicht zu der Aufprallachse parallel ist, beweglich ist, stillgestellt wird, wobei die Bewegung der Strebe ein Betätigungselement in Eingriff mit der Verriegelungsplatte drückt und die Verriegelungsplatte entlang der Verriegelungsachse zu einer Verriegelungsposition bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Betätigungselement eine schräge Fläche ist, die in Bezug zu der Aufprallachse abgewinkelt ist, so dass die Bewegung der schrägen Fläche in Bezug zu der Verriegelungsplatte die Verriegelungsplatte bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die schräge Fläche in Bezug zu der Masse stationär ist, so dass die Trägheitsbewegung der Masse die schräge Fläche gegen die Verriegelungsplatte drückt.