DE102013204388B4 - Energieabsorptionsvorrichtung und Verwendung derselben in einem Fahrzeug - Google Patents

Energieabsorptionsvorrichtung und Verwendung derselben in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Energieabsorptionsvorrichtung (100), umfassend ein Energieabsorptionselement (104) und zwei Aufnahmeelemente (102, 110, 114) für das Energieabsorptionselement (104), wobei das Energieabsorptionselement (104) mit einem ersten Ende (108) des Energieabsorptionselements (104) an einem ersten Aufnahmeelement (102, 110) festgelegt ist, wobei das Energieabsorptionselement (104) mit einem dem ersten Ende (108) des Energieabsorptionselements (104) gegenüberliegenden zweiten Ende (112) des Energieabsorptionselements (104) an einem zweiten Aufnahmeelement (102, 114) festgelegt ist und wobei das Energieabsorptionselement (104) mindestens eine Biegung (124) derart umfasst, dass das erste Ende (108) des Energieabsorptionselements (104) und das zweite Ende (112) des Energieabsorptionselements (104) zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie durch eine Zugbelastung des Energieabsorptionselements (104) aufeinander zu bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (104) zwei Biegungen (124) umfasst, welche zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie durch eine Zugbelastung des Energieabsorptionselements (104) aufeinander zu bewegbar sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieabsorptionsvorrichtung, insbesondere zur Absorption von Crashenergie im Falle eines Unfalls eines Fahrzeugs.
  • Die DE 22 13 323 A offenbart eine plastisch verformbare Struktur zur Anwendung in Sicherheitsvorrichtungen.
  • Die DE 27 56 836 A1 offenbart eine Kraftfahrzeug-Lenkspindel, welche unter Energieabsorption zusammenstauchbar ist.
  • Die DE 20 2008 018 203 U1 offenbart ein Energieabsorptionssystem für Sitze in Hubschraubern, Flugzeugen und Kraftfahrzeugen.
  • Die DE 41 34 545 A1 offenbart ein Energieabsorptionselement mit zwei zur Energieabsorption ineinander verschiebbaren Profilen.
  • Die US 3,504,567 A offenbart eine deformierbare Lenksäule.
  • Die SU 968 535 A1 offenbart eine Energieabsorptionsvorrichtung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Energieabsorptionsvorrichtung bereitzustellen, welche eine geringe Masse aufweist und eine gezielte Absorption von Energie ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energieabsorptionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Dadurch, dass das Energieabsorptionselement mindestens eine Biegung derart umfasst, dass das erste Ende des Energieabsorptionselements und das zweite Ende des Energieabsorptionselements durch eine Zugbelastung des Energieabsorptionselements aufeinander zu bewegbar sind, kann mittels der Energieabsorptionsvorrichtung gezielt Energie absorbiert werden, wobei das hierzu verwendete Energieabsorptionselement eine geringe Masse aufweisen kann.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieabsorptionsvorrichtung mehrere Energieabsorptionselemente umfasst, welche in einem Ausgangszustand miteinander verbunden und zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie zumindest abschnittsweise voneinander trennbar sind.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Energieabsorptionselemente im Ausgangszustand mittels einer stoffschlüssigen, formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sind.
  • Die Energieabsorptionselemente sind im Ausgangszustand vorzugsweise punktuell, nahtförmig und/oder flächig miteinander verbunden.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mehrere Verbindungselemente zur punktuellen, nahtförmigen und/oder flächigen Verbindung der Energieabsorptionselemente vorgesehen sind.
  • Die Verbindungselemente können gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt an den Energieabsorptionselementen angeordnet sein.
  • Verbindungselemente sind beispielsweise Nietverbindungselemente (Nieten), Schweißverbindungselemente, insbesondere Schweißpunkte und/oder Schweißnähte, und/oder Schraubverbindungselemente, etc.
  • Insbesondere zur flächigen Verbindung der Energieabsorptionselemente kann beispielsweise eine Klebeverbindung der Energieabsorptionselemente vorgesehen sein.
  • Günstig kann es sein, wenn die Energieabsorptionselemente mittels einer gradierten Verbindung miteinander verbunden sind.
  • Unter einer gradierten Verbindung ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen eine Verbindung derart zu verstehen, dass längs eines Verbindungswegs und/oder Trennungswegs der Energieabsorptionselemente eine Verbindungsstärke und somit ein Widerstand zum Trennen der Verbindung variiert.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Energieabsorptionselemente mittels einer gradierten Verbindung derart miteinander verbunden sind, dass bei fortschreitender Trennung der Energieabsorptionselemente voneinander die zur Trennung einzelner Abschnitte der Energieabsorptionselemente benötigte und hierdurch absorbierbare Energiemenge ansteigt, konstant bleibt oder fällt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Energieabsorptionselement zwei Biegungen umfasst, welche zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie durch eine Zugbelastung des Energieabsorptionselements aufeinander zu bewegbar sind.
  • Die Energieabsorptionsvorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens zwei Energieabsorptionselemente, welche im Ausgangszustand miteinander verbunden sind und jeweils mindestens zwei Biegungen umfassen. Vorzugsweise ist zwischen den Biegungen eines jeden Energieabsorptionselements ein Verbindungsabschnitt zur Verbindung des Energieabsorptionselements mit mindestens einem weiteren Energieabsorptionselement angeordnet. Insbesondere dann, wenn die Biegungen zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie durch eine Zugbelastung der Energieabsorptionselemente aufeinander zu bewegbar sind, kann mittels der Energieabsorptionsvorrichtung einerseits durch mechanische Umformung der Energieabsorptionselemente und andererseits durch Trennung der miteinander verbundenen Energieabsorptionselemente gezielt Energie absorbiert werden.
  • Vorzugsweise werden die Energieabsorptionselemente durch ein Voranschreiten der Biegung längs einer Längserstreckungsrichtung der Energieabsorptionselemente voneinander getrennt.
  • Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Energieabsorptionselement aus einem plattenförmigen Grundelement gebildet ist, mittels welchem durch Biegung desselben Energie absorbierbar ist.
  • Günstig kann es sein, wenn ein Aufnahmeelement oder beide Aufnahmeelemente als ein Hohlprofil ausgebildet sind. Auf diese Weise können das Energieabsorptionselement oder die Energieabsorptionselemente besonders einfach an und/oder in den Aufnahmeelementen angeordnet, insbesondere festgelegt, werden.
  • Günstig kann es sein, wenn eine Biegung des Energieabsorptionselements im Ausgangszustand in einem Innenraum des Aufnahmeelements angeordnet ist.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass beide Aufnahmeelemente als Hohlprofil ausgebildet sind und jeweils eine Biegung des Energieabsorptionselements oder der Energieabsorptionselemente in dem Innenraum eines Aufnahmeelements angeordnet ist.
  • Vorzugsweise sind die Aufnahmeelemente und das Energieabsorptionselement oder die Energieabsorptionselemente so angeordnet und/oder ausgebildet, dass der Umformvorgang des Energieabsorptionselements oder der Energieabsorptionselemente innerhalb der Innenräume der Aufnahmeelemente abläuft.
  • Günstig kann es sein, wenn das Energieabsorptionselement oder die Energieabsorptionselemente und die Aufnahmeelemente so angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass mindestens eine Biegung des Energieabsorptionselements oder der Energieabsorptionselemente während der Umformung zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie in den Innenraum des Aufnahmeelements wandert.
  • Günstig kann es sein, wenn das Energieabsorptionselement eine sich längs einer Längserstreckungsrichtung des Energieabsorptionselements variierende Materialstärke aufweist. Auf diese Weise kann ebenfalls ein gradierter Verlauf der Energieabsorption im Crashfall gezielt eingestellt werden.
  • Die Energieabsorptionsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Führungsvorrichtung zur Führung der Aufnahmeelemente.
  • Mittels der Führungsvorrichtung sind die Aufnahmeelemente insbesondere relativ zueinander führbar. Die Aufnahmeelemente sind mittels der Führungsvorrichtung vorzugsweise linear führbar, um insbesondere ein seitliches Wegknicken der Energieabsorptionsvorrichtung im Falle einer Krafteinleitung längs einer Längsrichtung der Energieabsorptionsvorrichtung zu verhindern.
  • Die Führungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Führungselement, welches sich zwischen den Aufnahmeelementen und/oder längs der Aufnahmeelemente erstreckt. Die Führungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ferner eine Gleitvorrichtung zur Vereinfachung einer Relativbewegung des Führungselements relativ zu einem Aufnahmeelement oder relativ zu beiden Aufnahmeelementen.
  • Die Energieabsorptionsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch die Verwendung einer Energieabsorptionsvorrichtung in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, zur Absorption von Crashenergie im Falle eines Unfalls des Fahrzeugs.
  • Die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße Verwendung können vorzugsweise ferner einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen:
    Die Energieabsorptionsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Absorption von mechanischer Crashenergie, welche im Falle eines Seitenaufpralls in ein Fahrzeug eingeleitet wird.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Energieabsorptionsvorrichtung sich zwischen zwei Seitenwänden des Fahrzeugs erstreckt, wobei eine Längsrichtung der Energieabsorptionsvorrichtung vorzugsweise im Wesentlichen horizontal und/oder senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
  • Die Energieabsorptionsvorrichtung kann beispielsweise einen Querträger und/oder einen Längsträger eines Fahrzeugs bilden.
  • Die Energieabsorptionsvorrichtung umfasst vorzugsweise drei Abschnitte, nämlich zwei Befestigungsabschnitte und einen zwischen den Befestigungsabschnitten angeordneten Energieabsorptionsabschnitt.
  • Insbesondere dann, wenn die Aufnahmeelemente als Hohlprofile ausgebildet sind, kann vorgesehen sein, dass ein Querschnitt mindestens eines Aufnahmeelements, insbesondere beider Aufnahmeelemente, im Wesentlichen rechteckig, beispielsweise quadratisch, kreisförmig oder ellipsenförmig ist.
  • Günstig kann es sein, wenn mindestens zwei Energieabsorptionselemente mittels Nietverbindungselementen, insbesondere mittels eines aus Nietverbindungselementen gebildeten Nietfeldes, miteinander verbunden sind.
  • Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Energieabsorptionselemente mittels Schweißverbindungselementen, insbesondere mittels eines aus Schweißpunkten gebildeten Schweißpunktfeldes, miteinander verbunden sind.
  • Ferner kann alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass mindestens zwei Energieabsorptionselemente mittels Schraubverbindungselementen, insbesondere mittels selbstschneidenden Schraubverbindungselementen, beispielsweise mittels eines aus Schraubverbindungselementen gebildeten Schraubverbindungsfeldes, miteinander verbunden sind. Insbesondere können sogenannte FDS-Schrauben (flow drill screw) vorgesehen sein.
  • Die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung ermöglicht vorzugsweise ein abgestuftes Verformungsverhalten und eine Integrierbarkeit in Trägerstrukturen.
  • Vorzugsweise ist mindestens eine Energieabsorptionsvorrichtung ein Bestandteil einer tragenden Struktur eines Fahrzeugs.
  • Zur Energieabsorption wird vorzugsweise eine Plastifizierung von Nietverbindungselementen genutzt.
  • Mittels der beschriebenen Energieabsorptionsvorrichtung wird insbesondere ein flexibles, gut einstellbares und gutmütig versagendes Crashelement bereitgestellt, welches beispielsweise in Trägerstrukturen integriert werden kann, um im Crashfall, insbesondere lokal beschränkt, Energie aufzunehmen.
  • Günstig kann es sein, wenn mindestens zwei Energieabsorptionselemente mittels mehrerer Nietreihen, welche aus quer, insbesondere senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Energieabsorptionselemente ausgerichteten Reihen von Nietverbindungselementen gebildet sind, miteinander verbunden sind. Die Nietreihen weisen vorzugsweise voneinander verschiedene Anzahlen von Nietverbindungselementen auf. Hierdurch kann vorzugsweise ein abgestuftes Verformungsverhalten und/oder ein abgestuftes Trennungsverhalten der miteinander verbundenen Energieabsorptionselemente erzielt werden.
  • Ein Führungselement der Führungsvorrichtung dient vorzugsweise zur Knicksicherung während eines Deformationsvorganges, insbesondere während die Aufnahmeelemente aufeinander zu geschoben werden.
  • Das mindestens eine Energieabsorptionselement ist vorzugsweise vollständig in einem Innenraum der Energieabsorptionsvorrichtung angeordnet, so dass ein Außenquerschnitt der Energieabsorptionsvorrichtung, insbesondere der Aufnahmeelemente und/oder eines Führungselements einer Führungsvorrichtung, bei der Absorption von Crashenergie zumindest näherungsweise konstant bleibt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeelemente und/oder das Führungselement der Führungsvorrichtung mit tragenden Elementen einer tragenden Struktur des Fahrzeugs verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, sind. Die Verbindung ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass zumindest die Verbindung des Führungselements im Crashfall sehr früh versagt, insbesondere bevor mittels der Energieabsorptionselemente Energie absorbiert wird.
  • Insbesondere dann, wenn eine Klebeverbindung zwischen mindestens zwei Energieabsorptionselementen vorgesehen ist, können Klebepunkte, Klebenähte und/oder Klebeflächen zur Verbindung der Energieabsorptionselemente vorgesehen sein.
  • Insbesondere dann, wenn zur Verbindung von mindestens zwei Energieabsorptionselementen eine Schweißverbindung vorgesehen ist, können Schweißpunkte und/oder Schweißnähte zur Verbindung der Energieabsorptionselemente vorgesehen sein.
  • Die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung als oder in Crashanlagen-Absorptionselementen (Bremselemente), wobei ein einstellbarer Kraft-Weg-Verlauf vorgesehen sein kann.
  • Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Energieabsorptionsvorrichtung;
  • 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Energieabsorptionsvorrichtung aus 1;
  • 3 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung der Energieabsorptionsvorrichtung aus 1;
  • 4 eine schematische perspektivische Darstellung zweier Energieabsorptionselemente der Energieabsorptionsvorrichtung;
  • 5 eine schematische Draufsicht von oben auf die Energieabsorptionselemente aus 4;
  • 6 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung der Energieabsorptionsvorrichtung, nachdem mittels der Energieabsorptionsvorrichtung Energie absorbiert wurde;
  • 7 eine der 3 entsprechende schematische perspektivische Schnittdarstellung der Energieabsorptionsvorrichtung in einem deformierten Zustand derselben;
  • 8 eine der 2 entsprechende schematische Schnittdarstellung der Energieabsorptionsvorrichtung in einem deformierten Zustand derselben;
  • 9 eine alternative Ausführungsform der Energieabsorptionsvorrichtung, bei welcher Aufnahmeelemente der Energieabsorptionsvorrichtung mittels Gleitelementen der Energieabsorptionsvorrichtung beweglich an einem Führungselement der Energieabsorptionsvorrichtung angeordnet sind;
  • 10 eine den 3 und 7 entsprechende schematische perspektivische Schnittdarstellung der Energieabsorptionsvorrichtung aus 9; und
  • 11 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung der Energieabsorptionsvorrichtung aus 9.
  • Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Eine in den 1 bis 8 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Energieabsorptionsvorrichtung umfasst zwei Aufnahmeelemente 102, zwei Energieabsorptionselemente 104 und eine Führungsvorrichtung 106.
  • Die Energieabsorptionselemente 104 sind zwischen den Aufnahmeelementen 102 angeordnet.
  • Dabei ist ein erstes Ende 108 mindestens eines Energieabsorptionselements 104 an einem ersten Aufnahmeelement 110 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 angeordnet.
  • Ein dem ersten Ende 108 des mindestens einen Energieabsorptionselements 104 gegenüberliegendes zweites Ende 112 des mindestens einen Energieabsorptionselements 104 ist an einem zweiten Aufnahmeelement 114 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 angeordnet.
  • Zur Absorption von mechanischer Energie, insbesondere Crashenergie, sind die Aufnahmeelemente 102 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 längs einer Längsrichtung 116 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 relativ zueinander bewegbar.
  • Durch eine Relativbewegung der Aufnahmeelemente 102 kann das mindestens eine Energieabsorptionselement 104 deformiert werden, um Energie mittels der Energieabsorptionsvorrichtung 100 zu absorbieren.
  • Um ein Wegknicken der Energieabsorptionselemente 104 bei einer Relativbewegung der Aufnahmeelemente 102 zu vermeiden, sind die Aufnahmeelemente 102 mittels der Führungsvorrichtung 106 längs der Längsrichtung 116 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 relativ zueinander geführt.
  • Die Führungsvorrichtung 106 umfasst hierzu insbesondere ein Führungselement 118, welches einen zumindest abschnittsweise komplementär zu der äußeren Form der Aufnahmeelemente 102 ausgebildeten Innenraum 120 umfasst. Somit sind die Aufnahmeelemente 102 mittels des Führungselements 118 stabil und sicher längs der Längsrichtung 116 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 beweglich geführt.
  • Vorzugsweise sind die Aufnahmeelemente 102 und/oder das Führungselement 118 als ein Hohlprofil 122 ausgebildet.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Hohlprofil 122 eine im Wesentlichen rechteckige, quadratische, runde oder elliptische Form aufweist.
  • Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, weist jedes Energieabsorptionselement 104 das erste Ende 108, das zweite Ende 112, zwei Biegungen 124 und einen Verbindungsabschnitt 126 auf.
  • Mittels der zwei Biegungen 124 wird jedes Energieabsorptionselement 104 in drei Abschnitte geteilt, nämlich den Verbindungsabschnitt 126, welcher zwischen den Biegungen 124 liegt, und Endabschnitte 128, welche die Enden 108, 112 umfassen.
  • Die Biegungen 124 sind vorzugsweise Biegungen 124 um ungefähr 180°, so dass der Verbindungsabschnitt 126 und die Endabschnitte 128 im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
  • Der Verbindungsabschnitt 126 und die Endabschnitte 128 sind vorzugsweise parallel zu einer Längserstreckungsrichtung 130 des Energieabsorptionselements 104, welche im montierten Zustand der Energieabsorptionsvorrichtung 100, insbesondere in einem Ausgangszustand der Energieabsorptionsvorrichtung 100 vor der Einleitung von zu absorbierender Energie, parallel zur Längsrichtung 116 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 ist.
  • Das erste Ende 108 und das zweite Ende 112 des Energieabsorptionselements 104 sind an einander zugewandten Endbereichen 132 der Aufnahmeelemente 102 angeordnet, insbesondere festgelegt.
  • Ausgehend von den Enden 108, 112 erstreckt sich das Energieabsorptionselement 104 mit jeweils einem Ende 108, 112, einem Endabschnitt 128 und einer Biegung 124 sowie einem Teil des Verbindungsabschnitts 126 in einen Innenraum 134 eines Aufnahmeelements 102.
  • Da ferner der Teil des Verbindungsabschnitts 126 des Energieabsorptionselements 104, welcher zwischen den Aufnahmeelementen 102 angeordnet ist, mit dem Führungselement 118 der Führungsvorrichtung 106 umgeben ist, ist das gesamte Energieabsorptionselement 104 in einem Innenraum 136 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 angeordnet.
  • Wie beispielsweise den 2 und 3 zu entnehmen ist, sind bei der Energieabsorptionsvorrichtung 100 vorzugsweise zwei Energieabsorptionselemente 104 vorgesehen.
  • Die Energieabsorptionselemente 104 sind im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und punktuell und flächig an den Verbindungsabschnitten 126 der Energieabsorptionselemente 104 miteinander verbunden.
  • Die Biegungen 124 der Energieabsorptionselemente 104 sind dabei so ausgebildet, dass die Endabschnitte 128 und die Enden 108, 112 des einen Energieabsorptionselements 104 den Endabschnitten 128 und den Enden 108, 112 des anderen Energieabsorptionselements 104 bezüglich der Verbindungsabschnitte 126 der Energieabsorptionselemente 104 gegenüberliegend angeordnet sind.
  • Die Verbindung zwischen den Energieabsorptionselementen 104 kann beispielsweise eine Klebeverbindung sein.
  • Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine Nietverbindung vorgesehen sein.
  • Wie insbesondere den 2 bis 5 zu entnehmen ist, können beispielsweise mehrere Verbindungselemente 138, insbesondere Nietverbindungselemente 140, zur Verbindung der Energieabsorptionselemente 104 miteinander vorgesehen sein.
  • Die Verbindungselemente 138 können hierzu beispielsweise in senkrecht zur Längserstreckungsrichtung 130 der Energieabsorptionselemente 104 ausgerichteten Reihen 142, insbesondere Nietreihen 144, angeordnet sein.
  • Die Reihen 142 von Verbindungselementen 138, insbesondere die Nietreihen 144 aus Nietverbindungselementen 140, weisen dabei vorzugsweise voneinander verschiedene Anzahlen von Verbindungselementen 138, insbesondere Nietverbindungselementen 140, auf. Auf diese Weise kann eine gradierte Kraftaufnahme und/oder Energieaufnahme mittels der Energieabsorptionselemente 104 ermöglicht oder optimiert werden.
  • Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Anzahlen der Verbindungselemente 138 pro Reihe 142 ausgehend von einer senkrecht zur Längserstreckungsrichtung 130 ausgerichteten Quermittelebene 146 der Energieabsorptionselemente 104 mit zunehmendem Abstand von der Quermittelebene 146 abnehmen.
  • Die beschriebene Energieabsorptionsvorrichtung 100 eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug 148, beispielsweise einem Kraftfahrzeug 150.
  • Die Energieabsorptionsvorrichtung 100 ist dann beispielsweise als ein Querträger 152 einer tragenden Struktur 154 des Fahrzeugs 148, insbesondere des Kraftfahrzeugs 150, ausgebildet.
  • Mit einer solchen Energieabsorptionsvorrichtung 100 kann insbesondere Energie aufgenommen werden, welche bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs 148, insbesondere des Kraftfahrzeugs 150, in die tragende Struktur 154 eingeleitet wird.
  • Die vorstehend beschriebene Energieabsorptionsvorrichtung 100 funktioniert wie folgt:
    Wie insbesondere aus einem Vergleich der 2 und 8 hervorgeht, können die Aufnahmeelemente 102 in der Längsrichtung 116 der Energieabsorptionsvorrichtung 100 aufeinander zu bewegt werden, beispielsweise aufgrund eines Aufpralls eines mit der Energieabsorptionsvorrichtung 100 versehenen Objekts, insbesondere eines Fahrzeugs 148, auf ein Hindernis.
  • Die Relativbewegung der Aufnahmeelemente 102 relativ zueinander führt zur Betätigung der Energieabsorptionselemente 104 und somit zur Energieaufnahme mittels der Energieabsorptionsvorrichtung 100.
  • Ein seitliches Wegknicken der Energieabsorptionsvorrichtung 100 wird durch die Führung der Aufnahmeelemente 102 mittels des Führungselements 118 der Führungsvorrichtung 106 wirksam verhindert.
  • Aufgrund der Bewegung der Aufnahmeelemente 102 aufeinander zu werden die Enden 108, 112 der Energieabsorptionselemente 104 aufeinander zu bewegt.
  • Die Energieabsorptionselemente 104 werden dabei einer Zugbelastung ausgesetzt.
  • Aufgrund dieser Zugbelastung und der Biegungen 124 werden die Verbindungsabschnitte 126 der Energieabsorptionselemente 104 dabei auf Schub beansprucht.
  • Die Kraftbeaufschlagung der Energieabsorptionselemente 104 führt zu einer Verschiebung der Biegungen 124 der Energieabsorptionselemente 104 aufeinander zu, wobei die Endabschnitte 128 größer und die Verbindungsabschnitte 126 bezüglich der jeweiligen Ausdehnung längs der Längserstreckungsrichtung 130 kleiner werden.
  • Zudem erfolgt ein Auftrennen der Verbindung zwischen den Energieabsorptionselementen 104. Insbesondere werden dabei die mittels der Verbindungselemente 138 geschaffenen punktuellen Verbindungen durch Zerstören der Verbindungselemente 138 getrennt.
  • Aufgrund der variierenden Anzahlen von Verbindungselementen 138 in den Reihen 142, welche insbesondere zur Quermittelebene 146 der Energieabsorptionselemente 104 hin ansteigen, wird die Trennung der Verbindung zwischen den Energieabsorptionselementen 104 mit fortschreitender Energieaufnahme und somit fortschreitender Trennung der Energieabsorptionselemente 104 energieaufwendiger.
  • Bei dem in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel der Energieabsorptionsvorrichtung 100 ist diese im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich der Quermittelebene 146 der Energieabsorptionselemente 104 ausgebildet.
  • Hierdurch ergibt sich ein symmetrisches Versagensverhalten der Energieabsorptionsvorrichtung 100.
  • Grundsätzlich kann jedoch auch eine asymmetrische Ausgestaltung der Energieabsorptionsvorrichtung 100 vorgesehen sein, mit welcher ein asymmetrisches Versagensverhalten erzielbar ist.
  • Eine in den 9 bis 11 dargestellte alternative Ausführungsform einer Energieabsorptionsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Aufnahmeelemente 102 und das Führungselement 118 der Führungsvorrichtung 106 mittels einer Gleitvorrichtung 156 miteinander verbunden sind.
  • Mittels der Gleitvorrichtung 156 kann die Relativbewegung der Aufnahmeelemente 102 relativ zueinander und relativ zu dem Führungselement 118 erleichtert werden, indem insbesondere ein Reibungswiderstand reduziert und/oder ein Verkanten der Elemente 102, 118 verhindert wird.
  • Im Übrigen stimmt die in den 9 bis 11 dargestellte Ausführungsform der Energieabsorptionsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Energieabsorptionsvorrichtung
    102
    Aufnahmeelement
    104
    Energieabsorptionselement
    106
    Führungsvorrichtung
    108
    erstes Ende
    110
    erstes Aufnahmeelement
    112
    zweites Ende
    114
    zweites Aufnahmeelement
    116
    Längsrichtung
    118
    Führungselement
    120
    Innenraum
    122
    Hohlprofil
    124
    Biegung
    126
    Verbindungsabschnitt
    128
    Endabschnitt
    130
    Längserstreckungsrichtung
    132
    Endbereich
    134
    Innenraum des Aufnahmeelements
    136
    Innenraum der Energieabsorptionsvorrichtung
    138
    Verbindungselement
    140
    Nietverbindungselement
    142
    Reihe
    144
    Nietreihe
    146
    Quermittelebene
    148
    Fahrzeug
    150
    Kraftfahrzeug
    152
    Querträger
    154
    tragende Struktur
    156
    Gleitvorrichtung

Claims (14)

  1. Energieabsorptionsvorrichtung (100), umfassend ein Energieabsorptionselement (104) und zwei Aufnahmeelemente (102, 110, 114) für das Energieabsorptionselement (104), wobei das Energieabsorptionselement (104) mit einem ersten Ende (108) des Energieabsorptionselements (104) an einem ersten Aufnahmeelement (102, 110) festgelegt ist, wobei das Energieabsorptionselement (104) mit einem dem ersten Ende (108) des Energieabsorptionselements (104) gegenüberliegenden zweiten Ende (112) des Energieabsorptionselements (104) an einem zweiten Aufnahmeelement (102, 114) festgelegt ist und wobei das Energieabsorptionselement (104) mindestens eine Biegung (124) derart umfasst, dass das erste Ende (108) des Energieabsorptionselements (104) und das zweite Ende (112) des Energieabsorptionselements (104) zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie durch eine Zugbelastung des Energieabsorptionselements (104) aufeinander zu bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (104) zwei Biegungen (124) umfasst, welche zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie durch eine Zugbelastung des Energieabsorptionselements (104) aufeinander zu bewegbar sind.
  2. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionsvorrichtung (100) mehrere Energieabsorptionselemente (104) umfasst, welche in einem Ausgangszustand miteinander verbunden und zur Absorption von eingeleiteter mechanischer Energie zumindest abschnittsweise voneinander trennbar sind.
  3. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionselemente (104) im Ausgangszustand mittels einer stoffschlüssigen, formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sind.
  4. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionselemente (104) im Ausgangszustand punktuell, nahtförmig und/oder flächig miteinander verbunden sind.
  5. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionselemente (104) mittels einer gradierten Verbindung miteinander verbunden sind.
  6. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionselemente (104) mittels einer gradierten Verbindung derart miteinander verbunden sind, dass bei fortschreitender Trennung der Energieabsorptionselemente (104) voneinander die zur Trennung einzelner Abschnitte benötigte und hierdurch absorbierbare Energiemenge ansteigt.
  7. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionsvorrichtung (100) mindestens zwei Energieabsorptionselemente (104) umfasst, welche miteinander verbunden sind und jeweils mindestens zwei Biegungen (124) umfassen, wobei zwischen den Biegungen (124) eines jeden Energieabsorptionselements (104) ein Verbindungsabschnitt (126) zur Verbindung des Energieabsorptionselements (104) mit dem mindestens einen weiteren Energieabsorptionselement (104) angeordnet ist.
  8. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (104) aus einem plattenförmigen Grundelement gebildet ist, mittels welchem durch Biegung desselben Energie absorbierbar ist.
  9. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmeelement (102) oder beide Aufnahmeelemente (102) als ein Hohlprofil ausgebildet sind.
  10. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Biegung (124) des Energieabsorptionselements (104) im Ausgangszustand in einem Innenraum (134) des Aufnahmeelements (102) angeordnet ist.
  11. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (104) eine sich längs einer Längserstreckungsrichtung (130) des Energieabsorptionselements (104) variierende Materialstärke aufweist.
  12. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionsvorrichtung (100) eine Führungsvorrichtung (106) zur Führung der Aufnahmeelemente (102) umfasst.
  13. Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (106) ein Führungselement (118), welches sich zwischen den Aufnahmeelementen (102) erstreckt, und eine Gleitvorrichtung (156) zur Vereinfachung einer Relativbewegung des Führungselements (118) relativ zu einem Aufnahmeelement (102) oder relativ zu beiden Aufnahmeelementen (102) umfasst.
  14. Verwendung einer Energieabsorptionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einem Fahrzeug (148), insbesondere einem Kraftfahrzeug (150), zur Absorption von Crashenergie im Falle eines Unfalls des Fahrzeugs (148).
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