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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiedissipationssystem für ein Fahrzeug.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge, wie etwa Kraftfahrzeuge, umfassen häufig Energiemanagementvorrichtungen, die zum Dissipieren von Energie ausgelegt sind. Zum Beispiel kann ein vorderer oder hinterer Stoßfänger Energie absorbieren und dissipieren, um Fahrzeugkomponenten bei Kontakt zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs vor Beschädigung zu schützen.
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Ein Energiedissipationssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der Druckschrift
DE 10 2009 012 941 A1 bekannt. Weitere Energiedissipationssysteme für Fahrzeuge sind in den Druckschriften
DE 10 2008 025 379 A1 ,
DE 196 11 934 C1 ,
JP 2005 -
231 436 A und
US 2005/0 067 860 A1 beschrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Energiedissipationssystem für ein Fahrzeug umfasst einen Rahmen mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, das von dem vorderen Ende entlang einer Längsachse beabstandet ist. Das Energiedissipationssystem umfasst auch einen Energie-Absorber, der an dem Rahmen an dem vorderen Ende angebracht ist. Das Energiedissipationssystem umfasst weiterhin eine Versteifung, die an dem Rahmen an dem vorderen Ende angebracht und von dem Energie-Absorber entlang einer vertikalen Achse, die senkrecht zur Längsachse ist, beabstandet ist. Die Versteifung ist rohrförmig. Weiterhin umfasst die Versteifung einen ersten Abschnitt mit einem ersten Ende, das zur Anbringung an dem Rahmen ausgelegt ist, einen zweiten Abschnitt, der von dem ersten Abschnitt diesem gegenüberliegend beabstandet ist und ein zweites Ende aufweist, das zur Anbringung an dem Rahmen ausgelegt ist, und einen dritten Abschnitt, der mit dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt integral ist und diese verbindet. In dem Rahmen sind mehrere Einbuchtungen ausgebildet, die jeweils die Versteifung aufnehmen und lagern.
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In einer Ausführungsform weist der Rahmen ein oberes Ende auf, und ein unteres Ende ist entlang der vertikalen Achse von dem oberen Ende beabstandet. Die Versteifung ist zwischen dem oberen Ende und dem Energie-Absorber entlang der vertikalen Achse angeordnet. Die Versteifung ist rohrförmig, weist eine mittlere Längsachse auf und bildet darin entlang der mittleren Längsachse den Hohlraum aus. Die Versteifung ist von dem Energie-Absorber bei einem Abstand von etwa 200 mm bis etwa 450 mm entlang der vertikalen Achse beabstandet.
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In einer anderen Ausführungsform ist der dritte Abschnitt gebogen und biegt sich weg von der vertikalen Achse und dem vorderen Ende entlang der Längsachse. Ferner ist die Versteifung aus Stahl gebildet, weist eine Wand mit einer Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa 1,5 mm auf und hat eine Masse von etwa 0,7 kg bis etwa 0,9 kg.
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In einer anderen Ausführungsform ist das Fahrzeug entlang einer Fläche umsetzbar und der Energie-Absorber ist zwischen der Fläche und der Versteifung entlang der vertikalen Achse angeordnet.
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In einer anderen Ausführungsform ist die Versteifung von der Fläche bei einem zweiten Abstand von 750 mm bis 870 mm entlang der vertikalen Achse beabstandet.
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In einer anderen Ausführungsform ist der dritte Abschnitt senkrecht zur Längsachse und der vertikalen Achse.
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In einer anderen Ausführungsform ist der dritte Abschnitt gerade.
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In einer anderen Ausführungsform ist das erste Ende von der Fläche bei einem vierten Abstand beabstandet und das zweite Ende ist von der Fläche bei einem fünften Abstand beabstandet, der gleich dem vierten Abstand ist und kleiner als der zweite Abstand ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Perspektivdarstellung eines Energiedissipationssystems für ein Fahrzeug;
- 2 ist eine schematische Darstellung einer Querschnittansicht des Energiedissipationssystems von 1 entlang der Schnittlinien 2-2;
- 3 ist eine schematische Perspektivdarstellung eines Rahmens und einer Versteifung des Energiedissipationssystems von 1;
- 4 ist eine schematische Perspektivdarstellung einer Ausführungsform der Versteifung von 3;
- 5 ist eine schematische Perspektivdarstellung einer anderen Ausführungsform der Versteifung von 3;
- 6 ist eine schematische Perspektivdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Versteifung von 3; und
- 7 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erstes Ende der Versteifung von 6.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, ist in 1 ein Energiedissipationssystem 10 für ein Fahrzeug 12 allgemein gezeigt. Das Energiedissipationssystem 10 kann für Fahrzeuge 12, wie etwa Kraftfahrzeuge, brauchbar sein, die während Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und einem (nicht gezeigten) Objekt außerhalb des Fahrzeugs 12 Schutz benötigen könnten. Insbesondere kann das Energiedissipationssystem 10 für Fahrzeuge 12 brauchbar sein, die entlang einer Fläche 14 umsetzen können und ein relativ hohes Profil bzw. eine relativ hohe Höhe bezogen auf die Fläche 14 aufweisen, wie etwa Lastwägen, Geländewägen und Frachttransporter oder Personentransporter. Das Energiedissipationssystem 10 kann aber auch für kraftfahrzeugfremde Anwendungen einschließlich zum Beispiel Wohnmobil-Anwendungen brauchbar sein.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Energiedissipationssystem 10 einen Rahmen 16 mit einem vorderen Ende 18 und einem hinteren Ende 20, das von dem vorderen Ende 18 entlang einer Längsachse 22 beabstandet ist. Ferner kann der Rahmen 16 ein oberes Ende 24 und ein unteres Ende 26 aufweisen, das von dem oberen Ende 24 entlang einer vertikalen Achse 28 beabstandet ist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 22 ist. Der Rahmen 16 kann aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, einschließlich aber nicht ausschließlich etwa aus Stahl, und kann eine (nicht gezeigte) Karosserie und andere Komponenten des Fahrzeugs 12 tragen. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, kann sich der Rahmen 16 somit entlang im Wesentlichen einer gesamten Länge des Fahrzeugs 12 erstrecken.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 umfasst das Energiedissipationssystem 10 auch einen Energie-Absorber 30, der an dem vorderen Ende 18 an dem Rahmen 16 angebracht ist. Der Energie-Absorber 30 kann ausgelegt sein, um sich zu verformen, Energie zu absorbieren und dadurch das Fahrzeug 12 während Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und dem (nicht gezeigten) Objekt außerhalb des Fahrzeugs 12 vor Beschädigung zu schützen. Zum Beispiel kann der Energie-Absorber 30 aus einem Schaumstoff, etwa einem expandierten Polypropylenschaum, gebildet sein, kann eine Dichte von etwa 30 Gramm pro Liter (g/l) aufweisen und kann in einem vorderen Stoßfänger (in 1 und 2 allgemein bei 32 gezeigt) des Fahrzeugs 12 angeordnet sein. Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff „etwa“ eine Menge, die innerhalb von fünf Prozent einer angegebenen Menge liegt.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 1 kann der Energie-Absorber 30 entsprechend einem erwünschten Styling oder einer erwünschten Karosserieform des Fahrzeugs 12 eine beliebige Form aufweisen. In einem Beispiel kann der Energie-Absorber 30 als rechteckige Stange geformt sein und sich entlang des vorderen Endes 18 des Rahmens 16 erstrecken. D.h. der Energie-Absorber 30 kann im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 22 und der vertikalen Achse 28 sein. Wie am besten in 2 gezeigt ist, kann der Energie-Absorber 30 ferner eine Höhe 34 von etwa 70 mm bis etwa 130 mm, z.B. etwa 80 mm bis etwa 120 mm, und eine Tiefe 36 von etwa 60 mm bis etwa 100 mm, z.B. etwa 70 mm bis etwa 90 mm, aufweisen. In einem spezifischen Beispiel kann der Energie-Absorber 30 eine Höhe 34 von etwa 100 mm und eine Tiefe 36 von etwa 90 mm aufweisen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 umfasst das Energiedissipationssystem 10 auch eine Versteifung 38, 138, 238, die an dem Rahmen 16 an dem vorderen Ende 18 angebracht ist und entlang der vertikalen Achse 28 von dem Energie-Absorber 30 beabstandet ist. Die Versteifung 38, 138, 238 kann auch ausgelegt sein, um das Fahrzeug 12 vor Beschädigung zu schützen, z.B. während Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und dem (nicht gezeigten) Objekt außerhalb des Fahrzeugs 12. Insbesondere kann die Versteifung 38, 138, 238 während Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Objekt außerhalb des Fahrzeugs 12 Energie dissipieren. Ferner kann die Versteifung 38, 138, 238 Energie absorbieren und ein Eindringen des (nicht gezeigten) Objekts in eine Frontschürze (in 2 allgemein bei 40 gezeigt) des Fahrzeugs 12 während Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Objekt minimieren.
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Unter Bezugnahme nun auf 3 kann die Versteifung 38, 138, 238 in beliebiger geeigneter Weise an dem Rahmen 16 angebracht sein. Zum Beispiel kann die Versteifung 38, 138, 238 an das vordere Ende 18 des Rahmens 16 angeschweißt sein. In einem anderen Beispiel kann die Versteifung 38, 138, 238 an dem vorderen Ende 18 an den Rahmen 16 geschraubt sein. Wie am besten in 3 gezeigt ist, kann der Rahmen 16 im Einzelnen mehrere Einbuchtungen 42 darin ausbilden, die jeweils zum Aufnehmen und Lagern der Versteifung 38, 138, 238 ausgelegt sind. D.h. die Versteifung 38, 138, 238 kann in den mehreren Einbuchtungen 42 an dem Rahmen 16 anliegen.
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Wie unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben ist, kann der Energie-Absorber 30 daher zwischen der Fläche 14 und der Versteifung 38, 138, 238 entlang der vertikalen Achse 28 angeordnet sein. D.h. die Versteifung 38, 138, 238 kann entlang der vertikalen Achse 28 über dem Energie-Absorber 30 angeordnet sein. Im Einzelnen kann die Versteifung 38, 138, 238 zwischen dem oberen Ende 24 und dem Energie-Absorber entlang der vertikalen Achse 28 angeordnet sein. Umgekehrt kann der Energie-Absorber 30 entlang der vertikalen Achse 28 unter der Versteifung 38, 138, 238 angeordnet sein. D.h. der Energie-Absorber 30 kann zwischen der Versteifung 38, 138, 238 und dem unteren Ende 26 angeordnet sein.
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Wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist, kann die Versteifung 38, 138, 238 insbesondere bei einem ersten Abstand 44 von etwa 200 mm bis etwa 450 mm entlang der vertikalen Achse 28 von dem Energie-Absorber 30 beabstandet sein. Zum Beispiel kann der erste Abstand 44 bei etwa 240 mm bis etwa 340 mm oder etwa 290 mm liegen. Ferner kann die Versteifung 38, 138, 238 um einen zweiten Abstand 46 von etwa 750 mm bis etwa 870 mm entlang der vertikalen Achse 28 von der Fläche 14 beabstandet sein. Zum Beispiel kann der zweite Abstand 46 bei etwa 760 mm bis etwa 860 mm oder etwa 810 mm liegen. Zudem kann der Energie-Absorber 30 bei einem dritten Abstand 48 von etwa 305 mm bis etwa 460 mm oder etwa 425 mm entlang der vertikalen Achse 28 von der Fläche 14 beabstandet sein.
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Unter Bezugnahme auf 4-6 ist die Versteifung 38, 138, 238 rohrförmig und bildet darin einen Hohlraum 50 (2) aus. D.h. die Versteifung 38, 138, 238 kann eine mittlere Längsachse 52 (6) und einen hohlen kreisförmigen Querschnitt (wie am besten in 2 gezeigt ist) haben und kann den Hohlraum 50 ausbilden, der sich entlang der mittleren Längsachse 52 erstreckt.
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Im Einzelnen kann unter weiterer Bezugnahme auf 4-6 die Versteifung 38 (4), 138 (5), 238 (6) einen ersten Abschnitt 54, 154, 254 mit einem ersten Ende 56, 156, 256, das zur Anbringung an dem Rahmen 16 (3) ausgelegt ist, einen zweiten Abschnitt 58, 158, 258, der von dem ersten Abschnitt 54, 154, 254 diesem gegenüberliegend beabstandet ist und ein zweites Ende 60, 160, 260 aufweist, das zur Anbringung an dem Rahmen 16 ausgelegt ist, und einen dritten Abschnitt 62, 162, 262, der mit dem ersten Abschnitt 54, 154, 254 und dem zweiten Abschnitt 58, 158, 258 integral ist und diese verbindet, aufweisen, so dass die Versteifung 38, 138, 238 im Wesentlichen C-Förmig sein kann. D.h. die Versteifung 38, 138, 238 kann ein einstückiges oder integrales Element sein und kann aus einem beliebigen Material mit einer geeigneten Steifigkeit und Festigkeit ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Versteifung 38, 138, 238 aus Stahl gebildet sein. Insbesondere kann die Versteifung 38, 138, 238 ein geschweißtes, kaltgezogenes Stahlrohr sein, das entsprechend der internationalen Materialspezifikation EN 10305 (DIN 2393) gebildet ist, und kann eine Wand 80 (2) mit einer Dicke 64 (2) von etwa 0,5 mm bis etwa 1,5 mm, z.B. etwa 1 mm, aufweisen. Ferner kann die Versteifung 38, 138, 238 eine Masse von etwa 0,7 kg bis etwa 1,3 kg, z.B. etwa 1 kg, aufweisen.
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Unter Bezugnahme nun auf 4 und 6 kann der dritte Abschnitt 62, 262 in einer Ausführungsform im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 22 und der vertikalen Achse 28 sein. D.h. der dritte Abschnitt 62, 262 kann im Wesentlichen gerade sein.
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Alternativ kann unter Bezugnahme auf 5 in einer anderen Ausführungsform der dritte Abschnitt 162 gebogen sein und kann sich weg von der vertikalen Achse 28 und dem vorderen Ende 18 (3) entlang der Längsachse 22 (3) biegen. D.h. der dritte Abschnitt 162 kann bei dieser Ausführungsform gebogen sein. Eine solche Biegung des dritten Abschnitts 162 kann entsprechend einem erwünschten Fahrzeugstyling und/oder entsprechend geforderten Energieabsorptionsfähigkeiten gewählt werden.
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In einem weiteren Beispiel, wie es unter Bezugnahme auf 4 beschrieben ist, können der erste Abschnitt 54 und der zweite Abschnitt 58 eine gestufte Konfiguration aufweisen. An dem Rahmen 16 angebracht (1) kann das erste Ende 56 im Einzelnen von der Fläche 14 bei einem vierten Abstand 66 beabstandet sein, und das zweite Ende 60 kann von der Fläche 14 bei einem fünften Abstand 68 beabstandet sein, der gleich dem vierten Abstand 66 ist und kleiner als der zweite Abstand 46 ist. D.h. der dritte Abschnitt 62 könnte, wie in 4 am besten gezeigt, nicht komplanar mit dem ersten Ende 56 und dem zweiten Ende 60 sein, so dass der dritte Abschnitt 62 in einer anderen Ebene als das erste und zweite Ende 56, 60 angeordnet sein kann.
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Unter Bezugnahme nun auf 7 kann die Versteifung 238 eine proximale Fläche 70 und eine distale Fläche 72 aufweisen, die von der proximalen Fläche 70 dieser gegenüberliegend beabstandet ist. Zum Beispiel kann die proximale Fläche 70 einer Front 74 (1) des Fahrzeugs 12 (1) zugewandt sein, und die distale Fläche 72 kann einem Heck 76 (1) des Fahrzeugs 12 zugewandt sein, wenn die Versteifung 238 an dem vorderen Ende 18 (1) an dem Rahmen 16 (1) angebracht ist. Ferner kann die proximale Fläche 70 darin eine erste Kerbe 76 ausbilden. Analog kann die distale Fläche 72 darin eine zweite Kerbe 78 ausbilden, die von der ersten Kerbe 76 entlang der mittleren Längsachse 52 beabstandet ist (6). D.h. die Versteifung 238 kann darin mehrere Kerben 74, 76 ausbilden. Wie in 6 am besten gezeigt ist, kann das erste Ende 256 zum Beispiel die erste Kerbe 76 und die zweite Kerbe 78 ausbilden, und das zweiten Ende 260 kann auch eine jeweilige erste Kerbe 76 und zweite Kerbe 78 ausbilden. Die erste Kerbe 76 und die zweite Kerbe 78 können ähnliche oder unterschiedliche Konfigurationen aufweisen und können entlang der mittleren Längsachse 52 voneinander beabstandet sein, um der Versteifung 238 Biegsamkeit und/oder eine Führung für Verformung bei Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und dem (nicht gezeigten) Objekt außerhalb des Fahrzeugs 12 zu bieten.
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Daher können das vorstehend erwähnte Energiedissipationssystem 10 und die Versteifung 38, 138, 238 das Fahrzeug 12 (1) vor Beschädigung während Kontakt zwischen dem Fahrzeug 12 und dem (nicht gezeigten) Objekt außerhalb des Fahrzeugs 12 schützen. D.h. die Versteifung 38, 138, 238 kann in Verbindung mit dem Energie-Absorber 30 Energie absorbieren und/oder dissipieren, um Fahrzeugkomponenten vor Beschädigung zu schützen und ein Objekteindringen in die Frontschürze 40 (2) des Fahrzeugs 12 zu minimieren. Ferner ist die Versteifung 38, 138, 238 von geringem Gewicht und wirtschaftlich in der Herstellung und Anbringung an dem Fahrzeug 12.
