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Die Erfindung betrifft ein Energieabsorptionselement für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
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Energieabsorptionselemente für Stoßfänger von Kraftfahrzeugen sowie Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, die einem Aufprallschutz von Fußgänger dienen, sind bekannt. So geht bspw. aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2011 102 742 A1 ein Energieabsorptionselement mit einem im Energieabsorptionselement angeordneten Druckschlauch hervor. Das Energieabsorptionselement ist für einen Testimpuls zum Testen einer Funktionstüchtigkeit von Drucksensoren im Bereich einer Öffnung in der Nähe des Druckschlauches dünner ausgebildet als in einem restlichen Bereich.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2011 013 492 A1 offenbart einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug, wobei der Stoßfänger ein Stoßfängergehäuse mit einem im Stoßfängergehäuse aufgenommenes Energieabsorptionselement mit einem Druckschlauch umfasst. Der Druckschlauch weist einen Drucksensor auf, welcher zur Erfassung einer Kollision bzw. eines Zusammenstosses des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger ausgebildet ist, so dass eine so genannte „aktive“ Motorhaube des Kraftfahrzeugs zur Vergrößerung einer Knautschzone aktiviert werden kann.
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Beim Zusammenstoß des Fußgängers mit dem Kraftfahrzeug ergibt sich ein Kontakt des Fußgängers mit dem Stoßfängergehäuse, welches mindestens im Kontaktbereich zumindest elastisch verformt, das heißt deformiert wird. Aufgrund der Deformierung des Stoßfängergehäuses wird das Energieabsorptionselement mit dem Druckschlauch ebenfalls deformiert. Die Übertragung der Deformierung, wie sie von dem Stoßfängergehäuse auf das Energieabsorptionselement bzw. vom Energieabsorptionselement auf den Druckschlauch übertragen wird, ist im Folgenden mit dem Begriff der Deformationsweiterleitung bezeichnet.
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Durch die Verformung ändert sich ein im Druckschlauch anliegender Druck, da eine Druckwelle im Druckschlauch durch die Deformierung ausgelöst wird. Der Druck wird von dem Drucksensor erfasst und in Form eines elektrischen Signals an ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs weitergegeben. Im Steuergerät erfolgt ein Abgleich des im Druckschlauch anliegenden Druckes in Bezug auf seinen Wert. Überschreitet der Druck einen bestimmten Wert, wird die so genannte „aktive“ Motorhaube aktiviert.
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Problematisch ist, dass die Deformation des Energieabsorptionselementes im einem dem Kontaktbereich nahen Bereich größer ist als die Deformation des Energieabsorptionselementes in einem dem Kontaktbereich ferneren Bereich, in welchem der Druckschlauch aufgenommen ist. Dies kann, je nach Aufprall, zu einer zu geringen Druckänderung im Druckschlauch führen, welche auch im Falle einer notwendigen Vergrößerung der Knautschzone eine Nichtaktivierung der „aktiven“ Motorhaube zur Folge hat.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Energieabsorptionselement für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs mit einer verbesserten Deformationsweiterleitung bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit einer verbesserten Aktivierung der „aktiven Motorhaube“ zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Energieabsorptionselement für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen das Patentanspruchs 1 sowie durch einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement weist zur verbesserten Deformationsweiterleitung des Energieabsorptionselements auf den Druckschlauch mindestens eine Aussparung auf, wobei die Aussparung für eine Formänderung des Energieabsorptionselementes in Richtung einer Längserstreckung des Aufnahmekanals im Bereich der Aussparung ausgebildet ist.
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Das Energieabsorptionselement ist in einem Stoßfängergehäuse eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs aufgenommen. Der Stoßfänger ist in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs, d.h. vorne befestigt. Das bedeutet, dass bei einem Zusammenstoß eines Fußgängers und des Kraftfahrzeugs der Stoßfänger und somit das im Stoßfänger aufgenommene Energieabsorptionselement zuerst an einer von der Karosserie am weitesten entfernt ausgebildeten Kante oder Fläche, dies wiederum ist abhängig von einer Konstruktion des Stoßfängers, deformiert wird. Mit anderen Worten wird das Energieabsorptionselement zuerst in seinem in Fahrtrichtung gesehen vorderen Bereich deformiert.
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Der Aufnahmekanal mit dem Druckschlauch ist an einer Seitenfläche des Energieabsorptionselementes ausgebildet, welche der Karosserie zugewandt positioniert ist. Somit liegt eine gewisse Materialmasse zwischen der vorderen Kante oder Fläche des Energieabsorptionselementes und dem Aufnahmekanal vor, welche die Deformationsweiterleitung dämpft. Mit anderen Worten, die Deformation des Energieabsorptionselementes des Standes der Technik ist im vorderen Bereich größer als die Deformation des Energieabsorptionselementes im Bereich des Aufnahmekanals. Dadurch wird der Druckschlauch geringer deformiert bzw. gestaucht und die aufgrund der Deformation des Druckschlauches entstehende Druckwelle ist geringer, als sie es bei einer ungedämpften oder geringer gedämpften bzw. verbesserten Deformationsweiterleitung ist.
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Damit die Dämpfung reduziert wird, so dass die Deformation des Energieabsorptionselementes an seiner vorderen Kante oder Fläche in einer nahezu gleichen Größe auf den Druckschlauch auftreffen kann, weist das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement die Aussparung auf. Die Aussparung ist zu einer Formänderung des Energieabsorptionselementes in Richtung einer Längserstreckung des Aufnahmekanals im Bereich der Aussparung ausgebildet. Mit anderen Worten gesagt, weist das Energieabsorptionselement freie Bereiche auf, in die es sich bei seiner Deformation ungehindert ausdehnen kann, so dass insbesondere eine Formänderung im Bereich des Aufnahmekanals in Richtung einer Längserstreckung des Aufnahmekanals ermöglicht ist. Dadurch erfährt das Energieabsorptionselement in diesem Bereich eine ähnlich große Deformierung wie in seinem vorderen Bereich.
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Aufgrund der Aussparung ergibt sich eine Reduzierung der Materialmasse, wodurch eine verbesserte, d.h. wenig stark gedämpfte Deformationsweiterleitung realisiert ist. Bevorzugterweise ist die Aussparung im Bereich des Aufnahmekanals ausgebildet, so dass das Energieabsorptionselement im Bereich des Druckschlauches bei einem Zusammenstoß nachgiebiger ist, derart, dass das Energieabsorptionselement in diesem Bereich stärker gestaucht werden kann, d.h. eine verbesserte, ungedämpftere Deformierungsweiterleitung aufweist. Dies hat zur Folge, dass der Druckschlauch ebenfalls stärker gestaucht bzw. deformiert wird, so dass eine stärkere Druckwelle im Druckschlauch erzeugt wird als bei einem Energieabsorptionselement des Standes der Technik.
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Dies hat zur Folge, dass eine wesentlich verbesserte Differenzierung zwischen einem leichten Zusammenstoß und einem starken Zusammenstoß realisierbar ist, so dass eine verbesserte Druckdifferenz zur Ermittlung einer möglichen notwenigen Auslösung einer „aktiven“ Motorhaube realisiert ist.
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Zur Erzielung einer verbesserten Deformation sowohl in Längsrichtung des Energieabsorptionselementes, d.h. in Richtung einer Karosseriebreite, als auch quer zu dieser Längsrichtung ist die Aussparung quer zum Aufnahmekanal ausgebildet.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement zur gesicherten Druckaufnahme einen Drucksensor an einem ersten Ende des Druckschlauches und an einem zweiten Ende des Druckschlauches einen weiteren Drucksensor auf.
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Bevorzugt ist das Energieabsorptionselement aus einem schaumstoffartigen Werkstoff beispielsweise in einem günstigen Formteilprozess hergestellt.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Energieabsorptionselementes ist darin zu sehen, dass aufgrund der verbessert ausgeprägten Druckänderung im Druckschlauch nach einem Zusammenstoß nicht notwendigerweise hochsensible und damit sehr teure Drucksensoren eingesetzt werden müssen.
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Der erfindungsgemäße Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug weist ein Energieabsorptionselement mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 5 auf, so dass ein wesentlich verbesserter Fußgängerschutz ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind, ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung ein Energieabsorptionselement gemäß dem Stand der Technik, und
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2 in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Energieabsorptionselement.
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Ein Energieabsorptionselement 1 des Standes der Technik für einen nicht näher dargestellten Stoßfänger eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs ist gemäß 1 ausgebildet. Das Energieabsorptionselement 1 weist ein dreiecksformartiges Querschnittsprofil 2 auf, wobei an seiner einer nicht näher dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs zugewandt ausgebildeten Seitenfläche 3 ein Aufnahmekanal 4 zur Aufnahme eines Druckschlauchs 5 ausgebildet ist. An den beiden Enden des Druckschlauchs 5 ist je ein Drucksensor 6 positioniert, zur Aufnahme eines im Druckschlauch 5 ausgebildeten Druckes.
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Bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger ändert sich aufgrund einer Deformation eines nicht näher dargestellten Stoßfängergehäuses des Stoßfängers der Druck im Druckschlauch 5. Diese Änderung ist mit Hilfe der Drucksensoren 6 ermittelbar. Sofern die Änderung einen bestimmten Wert aufweist, wird die so genannte „aktive“ Motorhaube ausgelöst. Das bedeutet, dass sich die Motorhaube zur Bereitstellung einer vergrößerten Knautschzone öffnet.
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Das Energieabsorptionselement 1 ist in einem nicht näher dargestellten Stoßfängergehäuse des Stoßfängers angeordnet. Das heißt, das Stoßfängergehäuse ummantelt das Energieabsorptionselement 1, wobei zumindest weitere Seitenflächen 7 des Energieabsorptionselements 1 vom Stoßfängergehäuse bedeckt sind.
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In Abhängigkeit eines bei dem Zusammenstoß erwirkten Kraftstoßes wird das Stoßfängergehäuse deformiert. Ist der Kraftstoß gering, wird das Stoßfängergehäuse nur gering bis gar nicht deformiert. Ist der Kraftstoß hingegen stark, kann dies zu plastischen Verformungen des Stoßfängers führen. Zum Schutze des Fußgängers ist es daher vorgesehen, dass eine so genannte Knautschzone bei dem Zusammenstoß, welcher einen starken Kraftstoß aufweist, vergrößert wird. Diese Vergrößerung der Knautschzone ist mit Hilfe einer so genannten „aktiven“ Motorhaube realisierbar, welche sich bei dem Zusammenstoß öffnet.
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Diese Öffnung der Motorhaube ist abhängig von der Stärke des Zusammenstoßes, denn unter Umständen könnte bei einem geringen Kraftstoß das Öffnen der Motorhaube einen größeren Schaden des Fußgängers zur Folge haben als eine geschlossene Motorhaube. Daher wird diese „aktive“ Motorhaube in Abhängigkeit einer bestimmten Druckdifferenz ausgelöst. Die Druckdifferenz ist hierbei ein Maß für die Stärke des Zusammenstoßes, bzw. für die Stärke des Kraftstoßes.
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Die am Druckschlauch 5 platzierten Drucksensoren 6 sind zur Messung des Druckes im Druckschlauch 5 ausgebildet. Üblicherweise stehen die Drucksensoren 6 mit einem nicht näher dargestellten Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs in Verbindung, so dass eine Überprüfung des im Druckschlauch 5 ausgebildeten Druckes hinsichtlich seines Wertes erfolgt. Sobald der Wert des Druckes im Druckschlauch 5 einen bestimmten im Motorsteuergerät abgespeicherten Grenzdruckwert erreicht, wird die „aktive“ Motorhaube und somit ein Öffnen der Motorhaube ausgelöst.
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Die Deformation des Druckschlauches 5 erwirkt eine Druckerhöhung, so dass die Deformation des Druckschlauches 5 ein Maß für die Aktivierung der „aktiven“ Motorhaube ist. Das bedeutet, dass die Deformation des Stoßfängergehäuses unter Berücksichtigung der absorbierenden Eigenschaft des zwischen dem Stoßfängergehäuse und dem Druckschlauch 5 ausgebildeten Energieabsorptionselementes 1 an den Druckschlauch 5 weiterzugeben ist.
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Bei dem Energieabsorptionselement 1 gemäß dem Stand der Technik, s. 1, kann die Deformierung des Druckschlauches zu gering sein, als dass eine den Umständen des Zusammenstoßes entsprechend notwendige Auslösung der „aktiven“ Motorhaube zu initiiert wird. Das Energieabsorptionselement 1 weist im Bereich des Aufnahmekanals 4, in welchem der Druckschlauch 5 positioniert ist, konstruktionsbedingt eine bestimmte Materialmasse auf.
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Der Druckschlauch 5 ist in einem, im Allgemeinen unterschiedlich großen Abstand A zu einer an dem Stoßfängergehäuse anliegenden Mantelfläche 8 des Energieabsorptionselementes 1 positioniert. Es kann davon ausgegangen werden, dass bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger eine Kante 9 der Mantelfläche 8, welche in diesem Ausführungsbeispiel einen größten Abstand vom Aufnahmekanal 4 aufweist, zuerst deformiert wird. Zur Verdeutlichung ist eine Fahrtrichtung FR mit Hilfe eines Pfeils eingezeichnet. Ebenso könnte allerdings der größte Abstand A des Aufnahmekanals 4 von der Mantelfläche 8 an einer anderen Stelle ausgebildet sein.
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Das bedeutet, dass sich unter Zwischenschaltung der gesamten zwischen der Kante 9 und dem Aufnahmekanal 4 ausgebildeten Materialmasse des Energieabsorptionselementes 1 eine Deformierung des Druckschlauches 5 ergibt, welche sich ausgehend von der Deformierung der Kante 9 bis zur Deformierung des Druckschlauches 5 reduziert.
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Damit eine verbesserte Deformationsweiterleitung ausgehend von der Deformation des Stoßfängergehäuses über die Kante 9 zum Druckschlauch 5 erfolgt, weist das in 2 dargestellte erfindungsgemäße Energieabsorptionselement 1 eine nutartige Aussparung 10 im Bereich des Aufnahmekanals 4 auf. Je nach Zusammenstoß und Materialbeschaffenheit des Energieabsorptionselementes 1 kann sich das Energieabsorptionselement 1 im Bereich der Aussparung 10 dreidimensional ausdehnen, so dass eine an einer bestimmten Stelle des Energieabsorptionselementes 1 eingeleitete Stauchung oder Deformierung ungedämpfter über die vorhandene Materialmasse weitergeleitet wird.
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Die Aussparung 10 erstreckt sich quer zum Aufnahmekanal 4 und über diesen hinweg. Die Aussparung 10 ist an der ersten Seitenfläche 3 nutartig ausgestaltet. Die Form bzw. die Geometrie der Aussparung 10 ist abhängig von einem Festsitz 11 des Druckschlauches 5 und einem geforderten kleinsten Druckwert, bei welchem die „aktive“ Motorhaube ausgelöst werden soll. Das heißt, eine Tiefe T der Aussparung 10 und eine Breite B der Aussparung 10 sind entsprechend den genannten Abhängigkeiten zu bestimmen.
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Grundsätzlich können über eine Länge L des Energieabsorptionselementes 1 mehrere Aussparungen 10 ausgebildet sein.
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Selbstredend ist ebenso ein Energieabsorptionselement 1 mit einem von einem dreiecksformartigen Querschnittsprofil 2 abweichenden Querschnittsprofil 2 mit einer Aussparung 10 versehen. Das im Ausführungsbeispiel gezeigte Querschnittsprofil 2 ist als beispielhaft, allerdings nicht als ausschließlich zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011102742 A1 [0002]
- DE 102011013492 A1 [0003]
