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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 197 45 656 C2 ist ein Pralldämpfer für ein Kraftfahrzeug bekannt, der ein bei einem Fahrzeugaufprall verformbares Deformationselement umfasst, in dessen Weg ein Sperrteil hineinragt, mit welchem aufgrund der Krafteinwirkung beim Aufprall eine plastische Verformung des Deformationselements unter Absorption von Aufprallenergie herbeigeführt wird, wobei der Verformungswiderstand des Deformationselements durch eine Steuerung in einer zusätzlichen Deformationsstufe erhöht werden kann. Vorgeschlagen wird, dass sich Schieber an einem Deformationselement senkrecht zur Kraftrichtung bewegen und Deformationselemente dadurch sperren, so dass durch die Kraftwirkung diese Deformationselemente Crashenergie durch plastische Verformung aufgrund der Sperrung abbauen. Durch eine parallele Anordnung oder durch einen Ineinanderbau von solchen Deformationselementen ist eine Adaption auf den Crashvorgang möglich. Als weiteres Beispiel wird vorgeschlagen, ein Deformationselement durch eine Verjüngung zum Abbau von Crashenergie zu benutzen. Dabei ist ein Element zur Verjüngung fixiert und ein weiteres kann durch einen Schieber frei gegeben werden, um die Verjüngung zu reduzieren. Hierbei weist der Schieber mindestens zwei Schaltstellungen auf, in denen es in den Verschiebeweg des Deformationskörpers hineinragt, wodurch der Deformationskörper durch die Krafteinwirkung beim Aufprall weniger oder mehr plastisch verformt wird. Die mindestens zwei Schaltstellungen können in Abhängigkeit von einem Precrash-Signal oder einem Aufprallsignal gesteuert werden, wobei das Precrash-Signal beispielsweise von einer Rundumsichtsensorik wie einer Radarsensorik zur Verfügung gestellt werden kann. Die Bewegung des Schiebers erfolgt dabei radial, d.h. senkrecht zur Kraftrichtung und damit zur Längsachse des Deformationselements, das üblicherweise als Zylinder mit einer vorgegebenen Wanddicke ausgeführt ist.
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Aus der
DE 10 2006 058 604 A1 ist eine Crashbox für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Crashbox umfasst zwei im Crashfall relativ zueinander bewegbare Crashboxteile, welche zwischen zwei Stützplatten angeordnet sind. Ein erstes Crashboxteil ist als zwischen zwei Stützplatten angeordnetes Deformationsprofil ausgebildet, welches von dem als Mantel ausgebildeten, zweiten Crashboxteil umgeben ist. Im Crashfall wird der Mantel im Bereich einer Stützplatte nach außen umgestülpt, so dass durch die außenseitige Umstülpung ein Teil der Crashenergie absorbiert wird. Darüber hinaus wird Verformungsarbeit im Bereich des Deformationsprofils geleistet, indem das Deformationsprofil sich faltenbildend verkürzt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass mehrere Kraftniveaus zur Energieabsorption in einem System dargestellt werden können, wobei die Kraftniveaus sehr weit auseinanderliegen und darüber hinaus das niedrigere Kraftniveau um einen großen Faktor von mindestens 20 kleiner als die höheren Niveaus ist.
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Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie stellen verschiedene Kraftniveaus für eine Energieabsorption in Fahrzeugstrukturen bereit. In Fahrzeugkarosserien weisen die Lastpfade Steifigkeitssprünge auf, wobei diese Sprünge oft an Bauteilgrenzen auftreten. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie vereinigen verschiedene Bauteile bzw. Bauteileigenschaften in einem System, in welchem die Steifigkeit bzw. die Energieabbaufähigkeit über die Längsausprägung des Systems in mehreren Stufen eingestellt werden kann. Dadurch kann mit ein und derselben Struktur in vorteilhafter Weise situationsgerecht die passende Steifigkeit bzw. Energieabbaufähigkeit bereitgestellt werden. Mittels eines die aktuelle Crashsituation klassifizierenden Signals kann die entsprechende Steifigkeit bzw. Energieabbaufähigkeit gewählt, bzw. die entsprechende Kraft-Weg-Kennung eingestellt werden. Durch die Vereinigung der Funktion mehrerer Bauteile in einem kann die Bauteillänge zudem noch gekürzt werden.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie mit einem im Crashfall deformierbaren Deformationselement, welches zum Abbau der Crashenergie eine Bewegung in eine erste Richtung ausführt und dabei mindestens eine Umformung mit einem vorgegebenen Kraftniveau erfährt, und mindestens einer Umformungseinheit zur Verfügung, welche mindestens ein Umformungselement aufweist, welches das Deformationselement mit dem vorgegebenen Kraftniveau zur Erzielung einer Energieabsorption umformt. Eine Aktuatorik schaltet die Umformungseinheit bei Bedarf zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Umformungseinheit ein erstes Kraftniveau zur Energieabsorption am Deformationselement zur Verfügung stellt, und einer zweiten Stellung um, in welcher die Umformungseinheit ein zweites Kraftniveau zur Energieabsorption am Deformationselement zur Verfügung stellt. Erfindungsgemäß stellt die Umformungseinheit in der ersten Stellung das erste Kraftniveau zur Energieabsorption am Deformationselement durch einen Trennvorgang und/oder einen ersten Zerspanungsvorgang zur Verfügung. In der zweiten Stellung stellt die Umformungseinheit das zweite Kraftniveau zur Energieabsorption am Deformationselement durch einen zweiten Zerspanungsvorgang zur Verfügung, wobei das zweite Kraftniveau mindestens um einen Faktor 20 größer als das erste Kraftniveau ist.
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Die Kraftniveaus, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie Struktur dargestellt werden sollen, liegen mindestens um den Faktor 20 auseinander. Solche Kraftniveauunterschiede in Fahrzeuglastpfaden treten beispielsweise im Längslastpfad von Vorderwagenstrukturen auf. Der Fußgängerschutz erfordert ein sehr geringes Kraftniveau von wenigen Kilonewton (kN), beispielsweise ca. 4kN, wobei für den Insassenschutz Kraftniveaus von mehr als 100kN erforderlich sind. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie unterscheiden zwischen Kollisionen mit Fußgängern und ohne Fußgängerbeteiligung. Sofern ein Fußgängeraufprall detektiert wird, wird an die Aktuatorik ein erster Befehl ausgegeben, welcher zur Einstellung des niedrigen Kraftniveaus führt. Sofern eine Kollision ohne einen Fußgänger detektiert wird, wird an die Aktuatorik ein zweiter Befehl ausgegeben, welcher zur Einstellung des hohen Kraftniveaus führt. Die Einstellung kann von einer dritten Stellung aus vorgenommen werden, beispielsweise aus einer Neutralstellung, es kann aber auch einer der beiden erwähnten Zustände als Ausgangszustand vorgegeben werden, welcher bei der Inbetriebnahme des Fahrzeugs eingenommen wird.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass das Deformationselement als Profilverbund mit mehreren Einzelprofilen ausgeführt werden kann, wobei die Einzelprofile an mindestens einer Verbindungsfuge miteinander verbunden werden können. Die Einzelprofile können in vorteilhafter Weise durch bekannte Fügetechniken, wie beispielsweise Kleben, Schweißen, Löten usw. miteinander verbunden werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Umformungseinheit ein Trennmesser mit mindestens einer Klinge umfassen. Die Aktuatorik kann die mindestens eine Klinge des Trennmessers in der ersten Stellung der Umformungseinheit mit der Verbindungsfuge ausrichten, so dass das Trennmesser zur Energieabsorption mit dem niedrigen ersten Kraftniveau mindestens zwei Einzelprofile des Profilverbunds an deren Verbindungsfuge trennen kann. Zudem kann die Aktuatorik die mindestens eine Klinge des Trennmessers in der zweiten Stellung der Umformungseinheit mit mindestens einem der Einzelprofile des Profilverbunds ausrichten, so dass das Trennmesser zur Energieabsorption mit dem hohen zweiten Kraftniveau das korrespondierende mindestens eine Einzelprofil zerspant. Somit können die beiden Kraftniveaus in vorteilhafter Weise einfach über die korrespondierende Stellung des Trennmessers vorgegeben werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Trennmesser einen drehbar gelagerten Rahmen umfassen, in welchem die mindestens eine Klinge befestigt werden kann. Dies ermöglicht die einfache Verstellung des Trennmessers durch eine Drehbewegung.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Deformationselement als Hohlkörper mit mindestens einer Aussparung ausgeführt werden. Zudem kann die Umformungseinheit eine Meißelanordnung mit mindestens einem Meißel umfassen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Aktuatorik den mindestens einen Meißel der Meißelanordnung in der ersten Stellung der Umformungseinheit so in der mindestens einen Aussparung ausrichten, dass der mindestens eine Meißel den Hohlkörper zur Energieabsorption mit dem niedrigen ersten Kraftniveau zerspant. Zudem kann die Aktuatorik den mindestens einen Meißel der Meißelanordnung in der zweiten Stellung der Umformungseinheit so in der mindestens einen Aussparung ausrichten, dass der mindestens eine Meißel den Hohlkörper zur Energieabsorption mit dem hohen zweiten Kraftniveau zerspant. Die Aktuatorik kann beispielsweise ein Stellelement ansteuern, welches die Eindringtiefe des mindestens einen Meißels in den Mantel des Hohlkörpers einstellt. Das bedeutet, dass der Meißel mehr oder weniger stark in das Material eindringt und dementsprechend den Hohlkörper zerspant. Durch den Materialabtrag können die definierten Kraftniveaus einfach dargestellt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie in einem Fahrzeug in einer ersten Stellung vor einem Trennvorgang.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Trennmessers für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie in einem Fahrzeug aus 1.
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3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie aus 1 während eines Trennvorgangs.
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4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie in einem Fahrzeug in einer zweiten Stellung vor einem Zerspannungsvorgang.
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5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie in einem Fahrzeug in einer ersten Stellung vor einem Zerspannungsvorgang.
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6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum adaptiven Abbau von Crashenergie in einem Fahrzeug aus 5 in einer zweiten Stellung vor einem Zerspannungsvorgang.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie aus 1 bis 6 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1A, 1B zum adaptiven Abbau von Crashenergie jeweils ein im Crashfall deformierbares Deformationselement 10, welches zum Abbau der Crashenergie eine Bewegung in eine erste Richtung ausführt und dabei mindestens eine Umformung mit einem vorgegebenen Kraftniveau erfährt, und mindestens eine Umformungseinheit 20, welche mindestens ein Umformungselement 22, 24 aufweist, welches das Deformationselement 10 mit dem vorgegebenen Kraftniveau zur Erzielung einer Energieabsorption umformt. Zudem ist eine Aktuatorik 30 vorgesehen, welche die Umformungseinheit 20 bei Bedarf zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Umformungseinheit 20 ein erstes Kraftniveau zur Energieabsorption am Deformationselement 10 zur Verfügung stellt, und einer zweiten Stellung umschaltet, in welcher die Umformungseinheit 20 ein zweites Kraftniveau zur Energieabsorption am Deformationselement 10 zur Verfügung stellt. Erfindungsgemäß stellt die Umformungseinheit 20 in der ersten Stellung das erste Kraftniveau zur Energieabsorption am Deformationselement 10 durch einen Trennvorgang und/oder einen ersten Zerspanungsvorgang zur Verfügung. In der zweiten Stellung stellt die Umformungseinheit 20 das zweite Kraftniveau zur Energieabsorption am Deformationselement 10 durch einen zweiten Zerspanungsvorgang zur Verfügung, wobei das zweite Kraftniveau mindestens um einen Faktor 20 größer als das erste Kraftniveau ist.
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Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1A, 1B zum adaptiven Abbau von Crashenergie stellen verschiedene Kraftniveaus für eine Energieabsorption in Fahrzeugstrukturen zur Verfügung, wobei verschiedene Bauteile bzw. Bauteileigenschaften in einem System vereint werden und in diesem System die Steifigkeit über die Längsausprägung des Systems in mehreren Stufen eingestellt werden kann. Dies ist vorteilhaft, um mit ein und derselben Vorrichtung 1A, 1B zum adaptiven Abbau von Crashenergie situationsgerecht die passende Steifigkeit bereitstellen zu können. Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, wertet eine Auswerte- und Steuereinheit 40 Signale von mindestens einer Sensoreinheit 50 zur Crashklassifizierung aus. Die mindestens eine Sensoreinheit 50 kann beispielsweise Informationen zu verschiedenen Parametern wie beispielsweise Geschwindigkeit, Beschleunigung, Druck usw. bereitstellen und verschiedene Sensoren, wie beispielsweise Radar- und/oder Video-Sensoren und/oder Kameras usw., zur Erfassung des Fahrzeugumfelds umfassen. Die Auswerte- und Steuereinheit 40 stellt dann über ein entsprechendes erstes Ausgabesignal das erste Kraftniveau in der Aktuatorik 30 ein, wenn ein Aufprall mit einem Fußgänger erkannt wurde. Wird kein Aufprall mit Fußgängerbeteiligung erkannt, stellt die Auswerte- und Steuereinheit 40 über ein entsprechendes zweites Ausgabesignal das zweite Kraftniveau in der Aktuatorik 30 ein. In vorteilhafter Weise kann die Auswerte- und Steuereinheit 40 in Abhängigkeit von der Crashklassifikation die entsprechende Steifigkeit bzw. die entsprechende Kraft-Weg-Kennung auswählen und vorgeben. Dadurch können in vorteilhafter Weise sehr weit auseinander liegende Kraftniveaus vorgegeben werden, wie sie beispielsweise in Längslastpfaden von Vorderwagenstrukturen auftreten können. Bei diesen Vorderwagenstrukturen, welche beispielsweise zwei nicht näher dargestellte Längsträger aufweisen, welche über einen nicht dargestellten Querträger miteinander verbunden sind, erfordert der Fußgängerschutz ein sehr geringes Kraftniveau von wenigen Kilonewton (kN), beispielsweise 4kN, wobei für den Insassenschutz Kraftniveaus von mehr als 100kN erforderlich sind. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1A, 1B zum adaptiven Abbau von Crashenergie sind verzugsweise in Verlängerung der Längsträger zwischen dem Querträger und dem jeweiligen Längsträger angeordnet.
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Dieses hohe zweite Kraftniveau liegt im Bereich der Kraftniveaus von so genannten Crashboxen, wie sie in konventioneller Bauweise zwischen Längsträgern und Querträgern eingebaut werden. Somit absorbieren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1A, 1B zum adaptiven Abbau von Crashenergie die Aufprallenergie des Fahrzeugs bei Zusammenstößen mit schweren Objekten im Bereich bis ca. 16 km/h.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist das Deformationselement 10 im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1A zum adaptiven Abbau von Crashenergie als Profilverbund 12 mit mehreren Einzelprofilen 12.1 ausgeführt, wobei die Einzelprofile 12.1 an mindestens einer Verbindungsfuge 12.2 miteinander verbunden sind. Die Umformungseinheit 20 umfasst ein Trennmesser 22 mit mindestens einer Klinge 22.2.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfasst der Profilverbund 12 vier als quadratische Hohlprofile ausgeführte Einzelprofile 12.1, welcher über Fügetechniken, wie beispielsweise Kleben, Schweißen, Löten usw. miteinander verbunden. Das Trennmesser 22 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen über mindestens ein Lager 22.3 drehbar gelagerten Rahmen 22.1, in welchem zwei kreuzförmige Klingen 22.2 befestigt sind.
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Im ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1A zum adaptiven Abbau von Crashenergie kann der Absorptionsmechanismus die beiden Kraftniveaus über einen Trennvorgang, welcher durch die Geometrie des Trennmessers 22 mit einem Biegevorgang kombiniert ist, und über einen Zerspannungsvorgang darstellen, welcher durch die Geometrie des Trennmessers 22 ebenfalls mit einem Biegevorgang kombiniert ist. Durch die Geometrie des Trennmessers 22 werden die Einzelprofile 12.1 nach dem Trennvorgang bzw. nach dem Zerspanungsvorgang nach außen umgebogen, wie beispielsweise aus 3 ersichtlich ist, Durch das Zerspanen in Kombination mit dem Biegevorgang des als Profilverbund 12 ausgeführten Deformationselements 10 wird ein deutlich höheres Kraftniveau als beim Trennen in Kombination mit dem Biegevorgang der Einzelprofile 12.1 des als Profilverbund 12 ausgeführten Deformationselements 10 erreicht. Hierbei wird mit Hilfe des Trennmessers 22 der Profilverbund 12 getrennt, zerspant und umgeformt. Die Aktuatorik 30 bedient ein nicht näher dargestelltes Stellelement, welches das Trennmesser 22 dreht. Das bedeutet, dass über das Trennmesser 22 das Kraftniveau der Energieabsorption am Profilverbund 12 eingestellt werden kann. Für das kleine erste Kraftniveau verbleibt das Trennmesser 22 in der in 1 dargestellten Ausgangsstellung und wird nicht gedreht. In der Ausgangstellung sind die einzelnen Klingen 22.2 des Trennmessers 22 so zum Profilverbund 12 ausgerichtet, dass die einzelnen Klingen 22.2 auf die Verbindungsfugen 12.2 zwischen den Einzelprofilen 12.1 des Profilverbundes 12 zeigen. Das bedeutet, dass die Verbindungsfugen 12.2 genau auf die Spitzen der jeweiligen Klinge 22.2 des Trennmessers 22 gerichtet sind. Die Klingen 22.2 des Trennmessers 22 haben bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine dreieckige Geometrie. Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, wird der Profilverbund 12 durch die auftretende Kraft in Richtung des Trennmessers 22 bewegt. Die Klingen 22.2 des Trennmessers 22 treffen auf die Verbindungsfugen 12.2 des Profilverbunds 12 und treiben diese auseinander. Das bedeutet, dass die Einzelprofile 12.1 aus dem Profilverbund 12 getrennt und durch die Messergeometrie verformt bzw. gebogen werden. Die Verbindungskraft, welche den Profilverbund 12 zusammenhält, die erforderliche Kraft zum Trennen des Profilverbunds 12 und die erforderliche Kraft, um die Einzelprofile 12.1 zu verbiegen, stellen im dargestellten Ausführungsbeispiel das niedrige erste Kraftniveau dar um einen möglichen Fußgängerschutz zu realisieren. Die Crashenergie wird dabei in Umformarbeit der Einzelprofile und hauptsächlich in die „Trennarbeit“ der Verbindungsfugen 12.2 umgewandelt.
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Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, wird für das hohe zweite Kraftniveau das Trennmesser 22 im dargestellten Ausführungsbeispiel um 45° gedreht. Dadurch wird der Profilverbund 12 im Crashfall ohne Fußgängerbeteiligung zerstört, indem die Einzelprofile 12.1 durch das Trennmesser 22 zerspant und durch die Geometrie des Trennmessers 22 umgeformt, d.h. gebogen werden.
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Um das höhere zweite Kraftniveau zu erreichen, wird das Trennmesser 22 mit Hilfe der Aktuatorik 30 gedreht, welche vorzugsweise einen Elektromotor umfasst. Dadurch wirken die Klingen 22.2 des Trennmessers 22 nicht mehr auf die Verbindungsfugen 12.2 sondern direkt auf die Oberfläche der Einzelprofile 12.1 des Profilverbunds 12. Der Profilverbund 12 bleibt somit vorerst bestehen. Der Profilverbund 12 wird durch die auftretende Kraft in Richtung des Trennmessers 22 bewegt und trifft auf die gedrehten Klingen 22.2 des Trennmessers 22. Die Klingen 22.2 zerspanen die jeweiligen Einzelprofile 12.1 und biegen diese anschließend aufgrund der Klingengeometrie auseinander. Die Crashenergie wird somit mit dem hohen zweiten Kraftniveau in Zerspanungsarbeit und Umformarbeit umgewandelt.
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Der Aktuator 30 dreht das Trennmesser 22 in einer kurzen Zeitspanne um den gewünschten Winkel und arretiert das Trennmesser 22 in der in 4 dargestellten zweiten Stellung. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Aktuatorik einen Linearmotor oder einen Hydraulikzylinder umfassen, bei welchem die Linearbewegung durch eine Nocke in eine Rotation umgewandelt werden kann.
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Im ersten Ausführungsbeispiel können die verschiedenen Kraftniveaus durch die Variation des Materials oder der Stärke und/oder Anzahl der Einzelprofile 12.1 des Profilverbunds 12 und/oder durch die Geometrie und die Anzahl der Klingen 22.2 des Trennmessers 22 eingestellt werden.
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Wie aus 5 und 6 weiter ersichtlich ist, ist das Deformationselement 10 im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1B zum adaptiven Abbau von Crashenergie als Hohlprofil 14 mit mindestens einer Aussparung 14.1 ausgeführt. Die Umformungseinheit 20 umfasst eine Meißelanordnung 24 mit mindestens einem Meißel 24.1, 24.2.
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Wie aus 5 und 6 weiter ersichtlich ist, weist das Hohlprofil 14 einen quadratischen Querschnitt auf und umfasst vier rechteckförmige Aussparungen 14.1, welche jeweils in einer Mantelfläche des Hohlprofils 14 eingebracht sind. Die Meißelanordnung 24 umfasst für jede Aussparung 14.1 einen ersten Meißel 24.1 und eine zweiten Meißel 24.2, so dass die Meißelanordnung 24 insgesamt vier erste Meißel 24.1 und vier zweite Meißel 24.2 umfasst.
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Im zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1B zum adaptiven Abbau von Crashenergie kann der Absorptionsmechanismus die beiden Kraftniveaus über zwei unterschiedliche Zerspannungsvorgänge darstellen. Hierbei wird mit Hilfe von Meißeln 24.1, 24.2 ein Span 14.2 aus dem Hohlprofil 14 abgetragen. Durch die Aktuatorik 30 werden nicht näher dargestellte Stellelemente angesteuert, welche die Eindringtiefe der Meißel 24.1, 24.2 einstellen. Das bedeutet, dass die Meißel 24.1, 24.2 mehr oder weniger stark in das Material eindringen und dementsprechend das Hohlprofil 14 zerspant wird. Durch den Materialabtrag können definierte Kraftniveaus dargestellt werden.
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Wie aus dem in 5 dargestellten Ausgangszustand ersichtlich ist, wirken in der ersten Stellung nur die ersten Meißel 24.1 am Hohlprofil 14. Diese ragen dabei komplett oder nur bis zu einem gewissen Teil in die jeweilige Aussparung 14.1 im Hohlprofil 14. Durch eine Krafteinleitung in horizontaler Richtung bewegt sich das Hohlprofil 14 auf die ersten Meißel 24.1 zu und diese zerspanen das Hohlprofil 14. Dabei entsteht vor jedem ersten Meißel 24.1 der in 6 angedeutete Span 14.2. Dieser Zustand dient dem Fußgängerschutz und die Kraft zum Zerspanen erzeugt nur einen geringen Widerstand bei einem Kontakt mit einem Fußgänger. Das bedeutet, dass die Aktuatorik 30 die ersten Meißel 24.1 der Meißelanordnung 24 in der ersten Stellung der Umformungseinheit 20 so in den korrespondierenden Aussparungen 14.1 ausrichtet, dass die ersten Meißel 24.1 den Hohlkörper 14 zur Energieabsorption mit dem niedrigen ersten Kraftniveau zerspanen.
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Wie aus 6 weiter ersichtlich ist, unterscheidet sich die zweite Stellung der Umformeinheit 20 dadurch von der ersten Stellung, dass über die Aktuatorik 30 zusätzlich zum ersten Meißel 24.1 jeweils ein zweiter Meißel 24.2 in die jeweilige Aussparung 14.1 eingefahren ist. Um das höhere zweite Kraftniveau zu erreichen, dringen mit Hilfe der Aktuatorik 30 die zweiten Meißel 24.2 in das Hohlprofil 14 ein und tragen zusätzliche Späne 14.2 ab. Somit wirken dann die zweiten Meißel 24.2 parallel zu den ersten Meißeln 24.1. Das bedeutet, dass die Aktuatorik 30 die zweiten Meißel 24.2 der Meißelanordnung 24 in der zweiten Stellung der Umformungseinheit 20 zusätzlich zu den ersten Meißeln 24.1 so in den korrespondierenden Aussparungen 14.1 ausrichtet, dass die ersten und zweiten Meißel 24.1, 24.2 den Hohlkörper 14 zur Energieabsorption mit dem hohen zweiten Kraftniveau zerspanen. Durch das Zerspanen des als Hohlprofil 14 ausgeführten Deformationselements 10 mit den ersten und zweiten Meißeln 24.1, 24.2 wird ein deutlich höheres Kraftniveau als beim Zerspanen des Hohlprofils 14 nur mit den ersten Meißeln 24.1 erreicht. Dieses Verfahren ist ähnlich dem einer Drehbank oder einer Fräsmaschine. Bei beiden kommen Meißel zum Einsatz die einen Span aus einem bewegenden Körper abtragen.
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Die Anzahl der dargestellte Meißel 24.1, 24.2 dient nur zur Veranschaulichung. Selbstverständlich können mehr oder weniger Meißel 24.1, 24.2 zur Umsetzung der geforderten Kraftniveaus eingesetzt werden. So können bei einem nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel nur die ersten Meißel 24.1 zur Darstellung der verschiedenen Kraftniveaus verwendet werden, wobei zur Umsetzung des niedrigen ersten Kraftniveaus weniger Meißel 24.1 mit einer geringere Eindringtiefe als zur Umsetzung des zweiten Kraftniveaus eingesetzt werden können.
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Durch die Variation des Materials und/oder der Stärke des Hohlprofils 14 und/oder der Geometrie und/oder der Anzahl der Meißel 24.1, 24.2 und der Eindringtiefe der Meißel 24.1, 24.2 können verschiedene Kraftniveaus eingestellt werden. Eine Anpassung an verschiedene Fahrzeugtypen ist somit in vorteilhafter Weise möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19745656 C2 [0002]
- DE 102006058604 A1 [0003]
