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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Biegequerträger und einer Stoßfängereinheit mit zumindest einem Anprallelement, welches wenigstens eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Anpralles an die Stoßfängereinheit aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein Begrenzungselement und ein Anprallelement.
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Aus der gattungsbildenden
DE 10 2012 004 766 A1 ist ein Fahrzeug mit einem Biegequerträger und einer Stoßfängereinheit mit zumindest einem Anprallelement, welches wenigstens eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Anpralles an die Stoßfängereinheit aufweist, bekannt. In Richtung Biegequerträger vorstehende Flächen und eine Fläche einer Öffnung einer Nut des Anprallelementes sind in Summe kleiner als eine größte Querschnittsfläche des Anprallelementes.
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Aus der
DE 103 24 460 A1 geht ein Fahrzeug mit einem Biegequerträger und einer Stoßfängereinheit mit zumindest einem sich in Längsrichtung des Biegequerträgers erstreckenden, U-förmigen und aus Schaummaterial gebildeten Anprallelement hervor. Das Anprallelement ist als dreischichtiges Einlegeteil ausgebildet, wobei äußere Einlegeteil-Randschichten gegenüber einer auf Höhe des Biegequerträgers angeordneten Einlegeteil-Mittelschicht ein anderes Energieabsorptionsvermögen aufweisen. Die Einlegeteil-Mittelschicht ist zudem mit in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordneten Deformationsausnehmungen versehen, welche im Kollisionsfall das sich verformende Einlegeteilmaterial aufnehmen, wodurch eine besonders geringe Restblocklänge des Anprallelements und somit eine besonders hohe Energieabsorption realisiert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug, ein Begrenzungselement und ein Anprallelement anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Fahrzeuges durch die in Anspruch 1, hinsichtlich des Begrenzungselementes durch die in Anspruch 8 und hinsichtlich des Anprallelementes durch die in Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Fahrzeug umfasst einen Biegequerträger und eine Stoßfängereinheit mit zumindest einem Anprallelement, welches wenigstens eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Anpralles an die Stoßfängereinheit aufweist. Erfindungsgemäß ist zwischen der Stoßfängereinheit und dem Biegequerträger zumindest ein zur Begrenzung der Eindringtiefe eines Objekts bei einem Anprall an die Stoßfängereinheit dienendes Begrenzungselement zur Deformationsbegrenzung des Anprallelementes bei einem Anprall des Objekts an die Stoßfängereinheit angeordnet.
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Mittels des Begrenzungselementes ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, den Zielkonflikt hinsichtlich eines auf das Anprallelement wirkenden Kraftniveaus zur Erfassung eines Anpralles mittels der Erfassungseinheit und einer erforderlichen Steifigkeit, um einen Deformationsweg des Anprallelementes bei einem Anprall an das Fahrzeug zu begrenzen, zu lösen. Mit anderen Worten muss das Anprallelement ausreichend weich sein, um einen Personenanprall, insbesondere einen Fußgängeranprall, mit der als Schlauchsensorik ausgeführten Erfassungseinheit zu erfassen, so dass Maßnahmen in Bezug auf den Fußgängerschutz, wie zum Beispiel das Auslösen einer aktiven Motorhaube des Fahrzeuges, eingeleitet werden können. Demgegenüber ist es erforderlich, den Deformationsweg des Anprallelementes zu begrenzen, so dass eine Eindringtiefe bei einem Anprall eines Objektes, beispielsweise eines weiteren Fahrzeuges, an das Fahrzeug begrenzbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Begrenzungselement zumindest abschnittsweise zwischen Anprallelement und Biegequerträger angeordnet, um einerseits ausreichend nachgiebig zur Sensierung des Personenanpralles und andererseits ausreichen steif für eine Objektkollision zu sein. Dabei ist das Begrenzungselement insbesondere in einem Abschnitt zwischen Anprallelement und Biegequerträger angeordnet, welcher zur Erfassung eines Personenanpralles wenig bis gar nicht relevant ist.
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Vorzugsweise ist das Anprallelement zumindest abschnittsweise von dem Begrenzungselement eingefasst, so dass zwei Bereiche ausgebildet sind, von denen der eine zur Sensierung eines Personenanpralles ausreichend nachgiebig und der andere ausreichend steif ausgebildet ist, um den Deformationsweg des Anprallelementes zu begrenzen.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das Begrenzungselement kraft-, form- und/oder stoffschlüssig an dem Querträger angeordnet, so dass das Begrenzungselement fest gehalten ist und auf das Begrenzungselement wirkende Kräfte bei einem Anprall an die Stoßfängereinheit direkt in den Biegeträger eingeleitet werden.
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Alternativ oder zusätzlich ist das Begrenzungselement in die Stoßfängereinheit integriert, wodurch die Stoßfängereinheit und das Begrenzungselement als ein Bauteil ausgebildet sind. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Stoßfängereinheit und das Begrenzungselement einteilig ausgebildet sind, wobei das Begrenzungselement an die Stoßfängereinheit angespritzt sein kann.
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Vorzugsweise ist das Begrenzungselement in einen Grundträger der Stoßfängereinheit integriert und einteilig mit diesem ausgebildet, beispielsweise ist das Begrenzungselement an den Grundträger angespritzt. Ist das Begrenzungselement einteilig mit dem Grundträger ausgebildet, sind in vorteilhafter Weise keine weiteren Befestigungselemente, wie zum Beispiel Schrauben, zur Befestigung des Begrenzungselementes an der Stoßfängereinheit erforderlich.
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Besonders vorteilhaft ist das Begrenzungselement aus einem Schaumwerkstoff gebildet.
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Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Begrenzungselement zur Deformationsbegrenzung eines Anprallelementes eines Fahrzeuges, welches zwischen einer Stoßfängereinheit und einem Biegequerträger anordbar ist und das Begrenzungselement aus einem Schaumwerkstoff gebildet ist, gemäß Anspruch 8 vorgeschlagen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Anprallelement für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 9 vorgeschlagen. Dieses ist zwischen einer Stoßfängereinheit und einem Biegequerträger anzuordnen und aus einem Schaum gebildet. Dabei ist das Anprallelement erfindungsgemäß derart geformt, dass es im Kollisionsfall mit einem Begrenzungselement zur Deformationsbegrenzung des Anprallelements in Wirkverbindung steht.
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Vorzugsweise weist das Anprallelement zur Anordnung zwischen der Stoßfängereinheit und dem Biegequerträger zumindest abschnittsweise eine mit der Form der Stoßfängereinheit und/oder des Biegequerträgers korrespondierende Form auf.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch ein Kraft-Weg-Diagramm in Bezug auf ein Anprallelement,
- 2 schematisch eine erste Ausführungsform zur Anordnung eines Begrenzungselementes zwischen Stoßfängereinheit und Biegequerträger eines Fahrzeuges,
- 3 schematisch eine zweite Ausführungsform zur Anordnung des Begrenzungselementes,
- 4 schematisch eine dritte Ausführungsform zur Anordnung des Begrenzungselementes und
- 5 schematisch eine weitere Ansicht der dritten Ausführungsform.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Diagramm 1, auf dessen Ordinate die Kraft F und auf der Abszisse der Weg s abgetragen ist.
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Insbesondere zeigt das Diagramm 1 zwei Kraft-Weg-Verläufe V1, V2 in Bezug auf ein in den 2 bis 5 gezeigtes Anprallelement 2, welches in einem ebenfalls in den 2 bis 5 gezeigten Frontbereich 3 eines Fahrzeuges angeordnet ist.
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Ein erster Kraft-Weg-Verlauf V1 gibt eine Deformation des Anprallelementes 2, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, wieder, wobei es sich bei einem zweiten Kraft-Weg-Verlauf V2 um eine Deformation des Anprallelementes 2 bei Anordnung eines erfindungsgemäßen Begrenzungselementes 4 handelt.
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In 2 ist eine Schnittdarstellung durch einen Frontbereich 3 eines Fahrzeuges gezeigt. Im Detail sind in 2 das Anprallelement 2, das Begrenzungselement 4 in einer ersten Ausführungsform, eine Stoßfängereinheit 5 und ein Biegequerträger 6 gezeigt, die in dem Frontbereich 3 angeordnet sind.
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Die Stoßfängereinheit 5 ist aus einer Verkleidung 5.1 und einem Grundträger 5.2 gebildet, die aneinander befestigt sind und deren Formen im Wesentlichen miteinander korrespondieren, wobei sich die Stoßfängereinheit 5 über eine Breite des Frontbereiches 3 des Fahrzeuges erstreckt.
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Die Stoßfängereinheit 5 ist vorgesehen, eine Karosserie des Fahrzeuges so zu schützen, dass die Karosserie bei Kollisionen mit geringer Geschwindigkeit nur gering bis gar nicht beschädigt wird. An der Stoßfängereinheit 5 sind üblicherweise Funktionsbauteile, wie z. B. Scheinwerfer und/oder Abstandssensoren, wobei die Stoßfängereinheit 5 auch dem Schutz von unfallbeteiligten Personen dient.
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An die Stoßfängereinheit 5 angrenzend befindet sich das Anprallelement 2, welches in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2 ebenfalls in einer ersten Ausführungsform dargestellt ist. Das Anprallelement 2 ist aus einem Schaum gebildet und fungiert als Stoß absorbierender Pralldämpfer sowie als Aufnahmeeinheit für eine als Schlauchsensorik ausgebildete Erfassungseinheit 7. Mittels der Erfassungseinheit 7 ist ein Anprall an die Stoßfängereinheit 5 erfassbar.
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Die Schlauchsensorik als Erfassungseinheit 7 umfasst einen Schlauch mit fluiddicht verschlossenen Schlauchöffnungen, wobei der Schlauch mit Luft und/oder einem anderen fluiden Medium befüllt ist. Zumindest eine Schlauchöffnung ist mittels eines Drucksensors verschlossen, wobei ein Schlauchinnenraum den Detektionsbereich des Drucksensors darstellt. Der Drucksensor erfasst eine Druckänderung im Schlauchinneren, die aus einer anprallbedingten Verformung des Schlauches resultiert. Dabei ist die Schlauchsensorik als Erfassungseinheit 7 Bestandteil einer Fußgängerschutzvorrichtung, wie insbesondere einer aktiven Motorhaube, die bei einem erfassten Anprall einer Person an die Stoßfängereinheit 5 als Schutzmittel für die Person auslösbar ist.
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Darüber hinaus können mit der Erfassungseinheit 7 auch andere Lebewesen und/oder Objekte, an die das Fahrzeug oder die an das Fahrzeug prallen, erfasst werden.
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Das Anprallelement 2 dient als Aufnahmeeinheit für die als Schlauchsensorik ausgebildete Erfassungseinheit 7, wobei das Anprallelement 2 hierzu eine mittels zwei stegförmiger Ausformungen gebildete Nut N aufweist. Die die Nut N bildenden stegförmigen Ausformungen ragen horizontal von dem Anprallelement 2 ab, so dass sich die Nut N horizontal über eine gesamte Breite des Anprallelementes 2 erstreckt. Die Nut N ist im Wesentlichen mittig an einer dem Biegequerträger 6 zugewandten Fläche des Anprallelementes 2 ausgebildet, wobei eine Nutöffnung dem Biegequerträger 6 zugewandt ist.
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Die dem Biegequerträger 6 zugewandte Fläche ist kleiner als die gegenüberliegende der Stoßfängereinheit 5 zugewandte Fläche des Anprallelementes 2, wobei das Anprallelement 2 an der der Stoßfängereinheit 5 zugewandten Seite abragende Ausformungen 2.1 aufweist. Durch die Ausformungen 2.1 weist die der Stoßfängereinheit 5 zugewandte Fläche des Anprallelementes 2 Abmessungen auf, die weitestgehend den Abmessungen der Stoßfängereinheit 5 entsprechen. In Richtung des Biegequerträgers 6 verjüngt sich das Anprallelement 2, wobei das Anprallelement 2 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig an dem Grundträger 5.2 der Stoßfängereinheit 5 befestigt ist.
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Der Biegequerträger 6 ist Bestandteil eines Fahrzeugrahmens, wobei der Biegequerträger 6 integraler Bestandteil des Fahrzeugrahmens sein kann oder als separates Teil an dem Fahrzeugrahmen befestigt ist.
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Wie oben beschrieben, ist das Anprallelement 2 aus einem Schaum gebildet, welcher derart elastisch und dadurch nachgiebig ist, dass aus einem Anprall an die Stoßfängereinheit 5 eine Verformung des Anprallelementes 2 resultiert, die von der Erfassungseinheit 7 als solche erfasst wird, um die Fußgängerschutzvorrichtung auszulösen.
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Das Anprallelement 2 ist also vergleichsweise nachgiebig, weist also einen großen Deformationsweg auf, wodurch das Anprallelement 2 nicht in der Lage ist, eine kollisionsbedingte Intrusion eines Kollisionsobjektes in den Frontbereich 3 des Fahrzeuges zu begrenzen.
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Aus diesem Grund ist vorgesehen, zwischen das Anprallelement 2 und dem Biegequerträger 6 das Begrenzungselement 4 anzuordnen, wobei in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2 zwei Begrenzungselemente 4 vorgesehen sind.
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Die Begrenzungselemente 4 als Zusatzbauteile sind zwischen den abragenden Ausformungen 2.1 des Anprallelementes 2 und dem Biegequerträger 6 angeordnet. Dabei ist ein Begrenzungselement 4 oberhalb der Nut N und das gegenüberliegende Begrenzungselement 4 unterhalb der Nut N zur Aufnahme der Erfassungseinheit 7 an dem Biegequerträger 6 angeordnet. Insbesondere sind die Begrenzungselemente 4 mittels Clips zumindest formschlüssig an dem Biegequerträger 6 befestigt.
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Alternativ oder zusätzlich können die Begrenzungselemente 4 mittels anderer geeigneter Befestigungselemente und/oder -verfahren kraft-, form- und/oder stoffschlüssig an dem Biegequerträger 6 befestigt sein.
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Bevorzugt sind die Begrenzungselemente 4 aus einem Schaumwerkstoff gebildet, welcher im Vergleich zu dem Schaum des Anprallelementes 2 steif ist, so dass sich das Anprallelement 2 insbesondere mit seinen abragenden Ausformungen 2.1 an den Begrenzungselementen 4 abstützt, ohne dass sich diese wesentlich verformen.
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Dabei sind die Begrenzungselemente 4 derart zu dem Anprallelement 2 angeordnet, dass die Abstützung erst erfolgt, wenn sich das Anprallelement 2 durch einen Anprall an die Stoßfängereinheit 5 so verformt hat, dass der Anprall mittels der Erfassungseinheit 7 erfassbar ist. Das heißt, dass das Anprallelement 2 und die Begrenzungselemente 4 derart in Wirkverbindung zueinander stehen, dass der Deformationsweg des Anprallelementes 2 erst nach einer Erfassungszeit der Erfassungseinheit 7, also nach einem Erfassungsweg, in Form der Verformung des Anprallelementes 2 und der Schlauchsensorik als Erfassungseinheit 7 begrenzbar ist.
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Alternativ zur Anordnung von zwei Begrenzungselementen 4 kann vorgesehen sein, dass nur ein Begrenzungselement 4 angeordnet ist, welches den sich verjüngenden Bereich des Anprallelementes 2 randseitig umläuft, also einfasst.
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In 3 ist eine zweite Ausführungsform sowohl in Bezug auf das Anprallelement 2 als auch in Bezug auf das Begrenzungselement 4 dargestellt.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform weist das Anprallelement 2 keine abragenden Ausformungen 2.1 auf.
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Zudem ist bei der zweiten Ausführungsform gemäß 3 nur ein Begrenzungselement 4 vorgesehen, das in den Grundträger 5.2 der Stoßfängereinheit 5 integriert ist. Das Begrenzungselement 4 weist im Querschnitt eine U-Form auf und erstreckt sich über die gesamte Breite der Stoßfängereinheit 5, wobei das Begrenzungselement 4 an den Grundträger 5.2 angeformt ist. Wie oben beschrieben, ist das Begrenzungselement 4 vorzugsweise aus einem Schaumwerkstoff gebildet und kann beispielsweise in einem Spritzgussverfahren an den Grundträger 5.2 der Stoßfängereinheit 5 angespritzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Begrenzungselement 4 zur einteiligen Ausbildung mit der Stoßfängereinheit 5, d. h. deren Grundträger 5.2 mittels eines anderen Verfahrens angeformt oder stoffschlüssig befestigt werden.
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Das Begrenzungselement 4 weist, wie oben beschrieben, eine U-Form auf und befindet sich zwischen dem Anprallelement 2 und der Stoßfängereinheit 5, wodurch das Anprallelement 2 abschnittsweise von dem Begrenzungselement 4 eingefasst ist. Dabei liegt die Seite, an der die Nut N ausgebildet ist, in der die Erfassungseinheit 7 angeordnet ist, frei.
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Um zu realisieren, dass sich das Anprallelement 2 bei einem Anprall an die Stoßfängereinheit 5 für die Erfassungseinheit 7 erfassbar verformt, weist das Begrenzungselement 4 in dem Bereich 4.1, in welchem das Anprallelement 2 der Stoßfängereinheit 5 zugewandt ist, eine vergleichsweise geringe Dicke auf. Dadurch verformt sich das Begrenzungselement 4 in diesem Bereich 4.1, wobei diese Verformung an das Anprallelement 2 und die Erfassungseinheit 7 übertragbar ist, so dass der Anprall erfasst wird.
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Seitlich oberhalb und unterhalb des Anprallelementes 2 ist das Begrenzungselement 4 im Bereich der Ausbildungen 4.2 zwischen der Verkleidung der Stoßfängereinheit 5 und dem Biegequerträger 6 angeordnet.
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Die 4 und 5 zeigen eine dritte Ausführungsform des Begrenzungselementes 4, wobei in 4 eine seitliche Schnittdarstellung des Frontbereiches 3 und in 5 eine Vorderansicht auf das Anprallelement 2 und das Begrenzungselement 4 dargestellt sind.
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Hinsichtlich der dritten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anprallelement 2 im Wesentlichen die gleiche Form aufweist wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 3.
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Das Anprallelement 2 ist zwischen der Stoßfängereinheit 5 und dem Biegequerträger 6 angeordnet, wobei das Begrenzungselement 4 rahmenförmig ausgebildet ist und das Anprallelement 2 seitlich umläuft, also einfasst.
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Dabei ist das Begrenzungselement 4 seitlich oberhalb und unterhalt derart ausgebildet, dass eine Form mit der Form des Anprallelementes 2 korrespondiert, wobei das Begrenzungselement 4 in diesen Bereichen im Querschnitt trapezförmig ausgebildet ist. Dem Anprallelement 2 zugewandte Flächen des Begrenzungselementes 4 liegen dabei vorzugsweise an den seitlichen Flächen des Anprallelementes 2 an.
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Verformt sich das Anprallelement 2 aufgrund eines Anpralles an die Stoßfängereinheit 5, wodurch der Anprall von der als Schlauchsensorik ausgebildeten Erfassungseinheit 7 erfasst wird, wird ein weiterer Deformationsweg des Anprallelementes 2 mittels des Begrenzungselementes 4 begrenzt. Dazu, verkeilt das sich deformierende Anprallelement 2 mit dem Begrenzungselement 4, welches steifer ist und dadurch der Deformationsweg des Anprallelementes 2 begrenzt ist.
