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Die Erfindung betrifft eine Aufpralldämpfungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend ein bewegliches Stoßfängerelement, dessen Bewegung mittels einer Dämpfereinheit dämpfbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit mindestens einer solchen Aufpralldämpfungsvorrichtung. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf einen Frontbereich und einen Heckbereich eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens.
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Verschiedene Lastfälle oder ”Crash”-Fälle stellen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedliche und zum Teil widersprüchliche Anforderungen an einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs. So fordert die US-Vorschrift US Part 581 für Aufprallgeschwindigkeiten bis 5 km/h eine sehr harte und stabile Stoßfänger-Struktur, um insbesondere eine Beschädigung einer Frontklappe und von Scheinwerfern im Falle einer Kollision (z. B. Parkrempler) zu vermeiden. Hingegen wird für einen passiven Fußgängerschutz für Geschwindigkeiten im Bereich von circa 20 bis 50 km/h eine weiche Stoßfängerstruktur gefordert, um die Energie einer möglichen Fußgängerkollision so abzubauen, dass die zulässigen Belastungswerte nicht überschritten werden.
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Bisher bekannte passive Maßnahmen zur Lösung dieses Zielkonfliktes zielen insbesondere auf einen seriellen Aufbau einer weichen Struktur auf einer harten Struktur ab. Dabei ist nachteilig, dass eine solche Struktur aufgrund ihres großen Volumens häufig nicht designneutral umsetzbar ist.
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DE 199 42 167 A1 offenbart eine Aufprall-Dämpfungs-Einheit für Kraftfahrzeuge, die einen Dämpfer mit einem ersten Dämpfer-Bauteil und ein gegenüber dem ersten Dämpfer-Bauteil verschiebbares zweites Dämpfer-Bauteil aufweist. Mit dem ersten Dämpfer-Bauteil ist ein erstes Befestigungselement, mit dem zweiten Dämpfer-Bauteil ist ein zweites Befestigungselement verbunden. Es ist eine Verriegelungseinrichtung zum wahlweisen Herstellen und Lösen einer Verbindung zwischen dem zweiten Dämpfer-Bauteil und dem zweiten Befestigungselement vorgesehen.
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DE 10 2007 057 051 A1 offenbart eine Deformationsvorrichtung, die ein plastisch deformierbares Deformationselement aufweist, das in einem mit einer Fahrzeugstruktur fest verbindbaren Führungsgehäuse verschieblich gelagert ist, sowie einen Verriegelungsmechanismus zum wahlweisen Verriegeln oder Entriegeln des Deformationselements am Führungsgehäuse.
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In beiden Fällen ist nachteilig, dass eine aufwändige Mechanik und ein hoher Bauraumbedarf im crashrelevanten Bereich benötigt werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit zur Aufpralldämpfung an Kraftfahrzeugen bereitzustellen, die einen geringen Bauraum benötigt, einfach umsetzbar ist und langzeitstabil ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als ”Aufpralldämpfungsvorrichtung” bezeichnet), aufweisend ein bewegliches Stoßfängerelement, dessen Bewegung mittels einer Dämpfereinheit dämpfbar ist, wobei eine Dämpfungseigenschaft der Dämpfereinheit durch Anlegen eines Steuersignals variierbar oder einstellbar ist.
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Dadurch lässt sich ein sehr kompakter Aufbau erreichen. Insbesondere ist eine serielle Aufschaltung von Strukturen unterschiedlicher Härte wie bisher nicht mehr notwendig. Zudem ist ein Bauraumbedarf aufgrund der Möglichkeit eines weitgehenden Verzichtes auf bewegliche mechanische Teile gering. Auch ist eine solche Dämpfereinheit einfach einbaubar und die Aufpralldämpfungsvorrichtung entsprechend einfach umsetzbar. Zudem weist eine solche Dämpfereinheit eine erwiesen hohe Lebensdauer und Dauerhaltbarkeit auf. Die Aufpralldämpfungsvorrichtung erreicht durch die variierbare Dämpfereinheit eine Anpassung an verschiedene Lastfälle, z. B. an den Parkrempler oder den Fußgängerschutz.
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Die Aufpralldämpfungsvorrichtung kann auch als Stoßfängervorrichtung oder als Crashstruktur bezeichnet werden.
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Die Dämpfereinheit ist insbesondere dazu eingerichtet, eine von dem Stoßfängerelement auf die Dämpfereinheit ausgeübte mechanische Beanspruchung (z. B. ein Aufbringen eines Drucks, eines Zugs, einer Scherung, einer Torsion usw.) zu dämpfen bzw. durch eine solche Beanspruchung auf die Dämpfereinheit übertragene mechanische Energie zumindest teilweise zu dissipieren.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Aufpralldämpfungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass im Aufprallfall das Stoßfängerelement auf die Dämpfereinheit drückt. Die Dämpfereinheit ist also insbesondere so eingerichtet und angeordnet, dass sie im Aufprallfall zusammengedrückt wird.
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Insbesondere in dieser Weiterbildung kann die Dämpfereinheit als ein Stoßdämpfer oder analog zu einem Stoßdämpfer ausgebildet sein. Denn es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass für semi-aktive Radaufhängungen bekannte Wirkweisen von schaltbaren Stoßdämpfern grundsätzlich auch für einen Aufprallschutz geeignet sind. So kann die Dämpfereinheit der Aufpralldämpfungsvorrichtung beispielsweise elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch dämpfen und/oder geschaltet werden. So mag die Dämpfereinheit ein magnetorheologischer Stoßdämpfer sein oder grundsätzlich wie ein magnetorheologischer Stoßdämpfer aufgebaut sein und ggf. auch durch ein entsprechendes Steuergerät angesteuert werden.
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Dass das Stoßfängerelement gegenüber der Dämpfereinheit verschieblich ist, kann insbesondere umfassen, dass die Dämpfereinheit zur ortsfesten Anordnung an einer Fahrzeugstruktur auch im Aufprallfall vorgesehen ist und dazu beispielsweise ein oder mehrere Befestigungsbereiche aufweist, z. B. Schraublöcher oder Bolzendurchführungen. Das Stoßfängerelement ist dann im Aufprallfall dazu vorgesehen, sich gegen zumindest einen Teil der Dämpfereinheit zu bewegen, insbesondere die Dämpfereinheit zusammenzudrücken.
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Das Steuersignal kann beispielsweise ein elektrisches Steuersignal sein. Eine Ausgabe eines Steuersignals kann von einem Steuergerät veranlasst oder durchgeführt werden.
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Dass eine Dämpfungseigenschaft der Dämpfereinheit durch das Anlegen des Steuersignals variierbar ist, kann umfassen, dass eine mechanische Verformungscharakteristik variierbar ist, beispielsweise eine Steifigkeit und/oder eine Härte.
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Es ist eine Weiterbildung, dass zum Variieren der Dämpfungseigenschaft von einer ersten Dämpfungseigenschaft zu einer zweiten Dämpfungseigenschaft nur ein Steuersignal für die Dauer der Eigenschaftsänderung benötigt wird, aber nicht zum Aufrechterhalten einer Dämpfungseigenschaft. Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass sie einen besonders geringen Energieverbrauch aufweist und zudem auch bei abgeschaltetem Fahrzeug die zuletzt eingestellte Dämpfungseigenschaft energielos beibehalten werden kann. Das Beibehalten einer Dämpfungseigenschaft der Dämpfereinheit ohne ein Vorhandensein eines Steuersignals kann auch als ein ”stabiler Zustand” bezeichnet werden. In dieser Weiterbildung können also alle Dämpfungseigenschaften durch stabile Zustände beibehalten werden.
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Ein Steuersignal zum Umschalten der Dämpfungseigenschaft mag auch als ”Schaltsignal” oder ”Impulssignal” bezeichnet werden. Für den Fall eines elektrischen Steuersignals mag dies z. B. durch einen Schaltstrom, eine Schaltspannung oder einen Schaltpuls umgesetzt sein.
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Alternativ mag zumindest eine Dämpfungseigenschaft ohne ein Vorhandensein eines Steuersignals beibehalten werden bzw. in einem stabilen Zustand beibehalten werden, während zumindest eine weitere Dämpfungseigenschaft nur unter Vorhandensein eines Steuersignals (auch als ”Haltesignal” bezeichenbar) beibehaltbar ist (was auch als ein ”instabiler Zustand” bezeichnet werden kann). Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Dämpfereinheit zumindest im Stand und bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten in einem stabilen Zustand befindet.
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In noch einer Weiterbildung mögen alle praktisch relevanten Dämpfungseigenschaften nur unter Vorhandensein eines Haltesignals beibehaltbar sein. Allgemein kann zum Ändern und folgendem Halten einer Dämpfungseigenschaft zunächst ein Schaltsignal auf die Dämpfereinheit aufgebracht werden, gefolgt von einem Haltesignal. Das Schaltsignal und das Haltesignal können sich beispielsweise in ihrer Signalhöhe und/oder Signalform unterscheiden.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Dämpfungseigenschaft durch Anlegen eines Steuersignals schrittweise umschaltbar ist. Dies ergibt den Vorteil einer besonders einfachen Ansteuerung der Dämpfereinheit, insbesondere zwischen nur zwei Dämpfungseigenschaften, insbesondere zwei entsprechenden Kennlinien, (z. B. für Parkrempler und zum Fußgängerschutz).
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die eine Dämpfungseigenschaft durch Anlegen eines Steuersignals praktisch stufenlos variierbar ist, d. h. stufenlos oder in Stufen mit einer praktisch vernachlässigbar kleinen Schrittweite (”quasi-stufenlos”). Dadurch lassen sich die Dämpfungseigenschaften der Dämpfereinheit besonders vielfältig und genau einstellen, z. B. in Abhängigkeit von Umgebungsparametern des Fahrzeugs wie seiner Fahrzeuggeschwindigkeit. Insbesondere lässt sich die Dämpfereinheit so auf eine gewünschte Dämpfungseigenschaft einsteuern oder einregeln. Beispielsweise mag die Dämpfereinheit in einem für Parkrempler entsprechenden Geschwindigkeitsbereich steifer oder härter eingestellt sein als in einem für einen Fußgängerschutz entsprechenden Geschwindigkeitsbereich. Das Stoßfängerelement kann dann z. B. die Funktion einer harten Barriere gegen das Eindringen in dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich und eines weichen, nachgiebigen Energieabsorbers im Fußgängerschutz-Lastfall.
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Die Dämpfereinheit ist insbesondere regelbar.
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Um eine geringe Masseträgheit bei hoher Steifigkeit des Stoßfängerelements zu ermöglichen, ist eine vorteilhafte Ausprägung die Ausgestaltung des Stoßfängerelements in Leichtbauweise, beispielsweise als Faserverbundbauteil, insbesondere als ein CFK-Bauteil, insbesondere als ein Profil.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Dämpfungseigenschaft in Form einer Kraft-Weg- und/oder einer Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie vorliegt und einstellbar bzw. variierbar ist. Es ist also beispielsweise einstellbar, welchen Weg die Dämpfereinheit in Abhängigkeit von einer durch das Stoßfängerelement aufgebrachten Kraft nachgibt. Alternativ oder zusätzlich mag einstellbar sein, wie schnell die Dämpfereinheit in Abhängigkeit von einer durch das Stoßfängerelement aufgebrachten Kraft nachgibt. Diese Dämpfungseigenschaften lassen sich besonders gut berechnen und zur Bestimmung eines Aufprallverhaltens nutzen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Dämpfereinheit eine elastische Dämpfungseigenschaft aufweist (die Dämpfereinheit also wie eine elastische Feder wirkt). Mittels des Steuersignals kann beispielsweise eine Federkonstante der Dämpfereinheit eingestellt werden, z. B. entsprechend einem weichen oder harten Zustand. Alternativ oder zusätzlich mag die Dämpfungseigenschaft eine viskoelastische Dämpfungseigenschaft sein, bei der z. B. auch eine zeitliche Nachgiebigkeit berücksichtigt wird und ggf. variierbar oder einstellbar ist. Die Dämpfereinheit mag insbesondere eine mechanisch, hydraulisch und/oder pneumatisch dämpfende Dämpfereinheit sein.
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Die Dämpfungseigenschaft der Dämpfereinheit lässt sich allgemein durch Auswahl geeigneter Kennlinien einstellen oder variieren. Insbesondere können für mehrere Aufprallszenarien jeweilige Kennlinien hinterlegt und auswählbar sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Dämpfereinheit ein Rohr aufweist, in welchem sich eine variabel verformbare Federeinrichtung befindet. Dieser Aufbau ist besonders robust und kompakt. Die Dämpfereinheit ist dazu insbesondere als eine Ein-Rohr-Einheit ausgebildet. Die Federeinrichtung mag beispielsweise ein sich verformendes mechanisches, hydraulisches und/oder pneumatisches Volumen aufweisen, z. B. mindestens ein mechanisches Federelement, mindestens einen komprimierbaren flüssigkeitsgefüllten Raum und/oder mindestens einen komprimierbaren gasgefüllten Raum.
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Es ist eine Weiterbildung, dass ein erster Endbereich eines Verbindungselements in dem Rohr verschieblich gelagert ist und ein anderer, zweiter Endbereich des Verbindungselements mit dem Stoßfängerelement verbunden ist. Dadurch werden eine verlustarme Kraftübertragung sowie eine einfache und besonders fehlerunanfällige Anbindung des Rohrs an das Stoßfängerelement ermöglicht. Zudem können so das Stoßfängerelement und das Rohr beabstandet zueinander angeordnet werden, beispielsweise das Stoßfängerelement außen vor einem Stoßfänger-Querträger und das Rohr hinter dem Stoßfänger-Querträger.
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Das Stoßfängerelement und/oder das Verbindungselement sind insbesondere steife Elemente und mögen sich insbesondere für zumindest einen Aufprallfall praktisch nicht verformen. Dies ergibt den Vorteil, dass das Verbindungselement definiert Kraft bzw. Impuls von dem Stoßfängerelement auf die Dämpfereinheit übertragen kann.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das Verbindungselement eine Stange bzw. Verbindungsstange ist. Diese ist besonders einfach herstellbar und längsverschieblich führbar.
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Allgemein kann das Verbindungselement ein separat hergestelltes Bauteil sein, dass erst bei der Zusammensetzung der Aufpralldämpfungsvorrichtung in Verbindung mit der Dämpfereinheit gebracht wird. Alternativ mag das Verbindungselement beispielsweise einen Teil der Dämpfereinheit darstellen, was eine besonders vielfältige Ausgestaltung der Dämpfereinheit ermöglicht, z. B. einen Aufbau analog zu einem Stoßdämpfer einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrzeug mit mindestens einer Aufpralldämpfungsvorrichtung, wobei mindestens eine Aufpralldämpfungsvorrichtung eine Aufpralldämpfungsvorrichtung wie oben beschrieben ist. Das Fahrzeug kann analog zu der Aufpralldämpfungsvorrichtung ausgebildet sein und ergibt die gleichen Vorteile.
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Das Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug, z. B. ein Pkw, ein Lkw, ein anderes Nutzfahrzeug oder ein Motorrad.
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Die Aufpralldämpfungsvorrichtung mag beispielsweise eine (in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs) frontseitige, rückseitige oder seitlich angeordnete Aufpralldämpfungsvorrichtung sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das verschieblich gelagerte Stoßfängerelement ein zu einem Stoßfänger-Querträger außen vorgelagertes Querträgerelement ist. So lässt sich ein Aufprall mit geringen Geschwindigkeiten (z. B. ein Parkrempler oder ein Fußgängeraufprall) ohne Schädigung des Stoßfänger-Querträgers und damit der Fahrzeugstruktur auffangen. Der Stoßfänger-Querträger stellt also insbesondere einen Teil der Fahrzeugstruktur dar.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Dämpfereinheit zu dem Stoßfänger-Querträger ortsfest angeordnet ist, um vorteilhafterweise eine Energieaufnahme nach einem möglichst kurzen Weg des Stoßfängerelements zu erreichen. Die Dämpfereinheit mag z. B. an der Fahrzeugstruktur angeschraubt, angeklebt, angegossen usw. sein. Die Dämpfereinheit mag insbesondere an ihrer dem Stoßfängerelement abgewandten Seite einen Haltering aufweisen, z. B. zum Durchführen einer Schraube, eines Bolzens, eines Stifts usw., z. B. analog zu einem Stoßdämpfer einer Radaufhängung.
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Es ist eine Weiterbildung, dass zumindest eine Dämpfereinheit zumindest teilweise in einem Längsträger des Fahrzeugs untergebracht ist, da sich so eine besonders kompakte Anordnung und einfache Befestigung ergibt.
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Es ist eine für einen kompakten Einbau und eine einfache Führung vorteilhafte Weiterbildung, dass das Verbindungselement in Form einer Stange ausgebildet ist, die durch den Stoßfänger-Querträger verläuft. Der Stoßfänger-Querträger kann auch als Führung führ die Stange dienen und kann dazu mit einem Gleitlager versehen sein.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Stoßfänger-Querträger zu dem verschieblich gelagerten Stoßfängerelement hin außerhalb einer Bahn des Stoßfängerelements mit Absorbermaterial belegt ist. Dies ergibt den Vorteil, dass sich die Masse des durch einen Aufprall beweglichen Teils der Aufpralldämpfungsvorrichtung (d. h., des Stoßfängerelements und ggf. des Verbindungselements) reduzieren lässt. Das Absorbermaterial kann beispielsweise ein herkömmlicher Fußgängerschutz-Absorberschaum sein.
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Es ist eine Weiterbildung davon, dass das Stoßfängerelement eine geringere Höhe aufweist als der Stoßfänger-Querträger, da so das Absorbermaterial auf dem festen Stoßfänger-Querträger ober- und unterhalb des Stoßfängerelements vorhanden ist, was einen Schutz weiter verbessert.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Dämpfungseigenschaft der Dämpfereinheit in Abhängigkeit von einer Fahrzeugsituation variierbar ist. Dies ermöglicht einen noch besseren Aufprallschutz, z. B. durch eine Erkennung eines möglichen oder wahrscheinlichen Aufpralls noch bevor dieser tatsächlich stattfindet. Die Fahrzeugsituation kann beispielsweise durch Sensoren bzw. durch deren Messwerte bestimmt werden. Mögliche Sensoren können z. B. umfassen: Geschwindigkeitssensoren, Abstandssensoren, Sensoren zur Objekterkennung, Lagesensoren usw. Sie können mit dem Steuergerät kommunikativ gekoppelt sein.
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Es ist eine Ausgestaltung davon, dass die Dämpfungseigenschaft der Dämpfereinheit in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit variierbar ist. Diese gibt ein besonders gutes Maß für ein Eintreffen eines bestimmten Aufprallfalls als auch für dessen Aufprallgeschwindigkeit an. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann eine (absolute) Geschwindigkeit des Fahrzeugs gegen Grund und/oder eine relative Geschwindigkeit des Fahrzeugs gegen ein anderes sich bewegendes Objekt (z. B. ein anderes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Fahrrad usw.) sein. Die Fahrzeuggeschwindigkeit mag insbesondere einer Aufprallgeschwindigkeit entsprechen.
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Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein verschieblich gelagertes Stoßfängerelement mit mehreren Dämpfereinheiten verbunden ist. Dies ergibt einen besonders kostengünstigen und stabilen Aufbau.
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Es ist zudem noch eine Ausgestaltung, wobei das Fahrzeug mehrere Aufpralldämpfungsvorrichtungen aufweist, die jeweils mindestens ein verschieblich gelagertes Stoßfängerelement, das mit einer jeweiligen Dämpfereinheit verbunden ist, aufweist. So kann ein Aufprall auf einen begrenzteren Bereich des Fahrzeugs beschränkt werden. Die Stoßfängerelemente können insbesondere nebeneinander angeordnet sein, z. B. in einer Reihe.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Aufpralldämpfungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, die in einem Fahrzeug eingebaut ist;
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2 zeigt ein Fahrzeug mit der Aufpralldämpfungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Draufsicht;
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3 zeigt ein weiteres Fahrzeug mit der Aufpralldämpfungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Draufsicht; und
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4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Aufpralldämpfungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, die in einem weiteren Fahrzeug eingebaut ist.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Aufpralldämpfungsvorrichtung 1, die in einem Fahrzeug F, z. B. einem Personenkraftwagen, eingebaut ist. Die Aufpralldämpfungsvorrichtung 1 ist hier in Bezug auf eine übliche Fahrtrichtung R des Fahrzeugs F frontseitig angeordnet.
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Das Fahrzeug F weist zwei Längsträger auf, von denen hier ein Längsträger L gezeigt ist. Der gezeigte Längsträger L ist ein länglicher Hohlkörper, der vorderseitig durch einen dazu querliegenden länglichen Querträger T abgeschlossen ist.
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Der Längsträger L und/oder Querträger T können z. B. aus Metall und/oder aus Faserverbundwerkstoff bestehen.
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In dem hohlen Längsträger L ist eine Dämpfereinheit der Aufpralldämpfungsvorrichtung 1 in Form eines elektrisch ansteuerbaren Stoßdämpfers 2 angeordnet. Der Stoßdämpfer 2 ist ein längliches Ein-Rohr-Element mit einem hohlzylindrischen Rohr 3, dessen Längsrichtung in einer Längsrichtung des Längsträgers L (die hier zumindest ungefähr der Fahrtrichtung R des Fahrzeugs entspricht) ausgerichtet ist. An einem in ein Fahrzeuginneres gerichteten hinteren Ende 4 weist der Stoßdämpfer 2 einen Befestigungsring 5 auf, durch den zur formschlüssigen Fixierung des Stoßdämpfers 2 an dem Längsträger L ein querliegender Bolzen B geführt ist.
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Das hintere Ende 4 ist geschlossen, während ein vorderes Ende 6 eine Öffnung 7 aufweist, durch die eine Verbindungsstange 8 längsverschieblich geführt ist. Die Verbindungsstange 8 ist hier als ein Teil des Stoßdämpfers 2 ausgebildet. Ein in dem Rohr 3 befindlicher erster Endbereich 9 ist breiter als die Öffnung 7 ausgebildet und daher dauerhaft in dem Rohr 3 längsverschieblich angeordnet. Der Endbereich 9 ist hier in Form eines Kolbens ausgebildet, so dass die Verbindungsstange 8 auch als Kolbenstange bezeichnet werden kann. Der kolbenförmige Endbereich 9 grenzt mit seiner Stirnfläche an eine sich in dem Rohr 3 befindliche, durch ein Federelement symbolisierte variabel verformbare Federeinrichtung 10, die sich hier rein beispielhaft in einer magnetorheologischen Flüssigkeit befindet.
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Die Verbindungsstange 8 verläuft verschieblich gelagert durch den Querträger T zu einem vorderen, zweiten Endbereich 11, der mit einem vorgelagerten Stoßfängerelement 12 fest verbunden ist. Das Stoßfängerelement 12 weist im Querschnitt eine Plattenform auf, wobei ein oberseitiger Endabschnitt 12o und ein unterseitiger Endabschnitt 12u senkrecht nach innen (d. h. in Richtung des Querträgers T) abgewinkelt sind. Der oberseitige Endabschnitt 12o und der unterseitige Endabschnitt 12u ragen nach oben bzw. nach unten über den Querträger T hinaus. Das Stoßfängerelement 12 weist also eine größere Höhe auf als der Querträger T. Durch die Endabschnitte 12o und 12u wird es ermöglicht, dass der Querträger T bei einem weiten Einschieben des Stoßfängerelements 12 als ein Anschlag oder eine Führung gegen eine oberseitige oder unterseitige Bewegung des Stoßfängerelements 12 dient und so beispielsweise dessen Verbiegung sicher verhindert. Für ein effektives Gleiten und/oder um ein mögliches Beschädigen des Querträgers T zu verhindern, verläuft die Verbindungsstange 8 in einem hülsenförmigen Gleitlager 13 durch den Querträger T. Das Gleitlager 13 kann z. B. aus Metall bestehen.
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Bei einem Aufprall, der durch den Pfeil C angedeutet ist, wird das Stoßfängerelement 12 längs nach innen in Richtung des Stoßdämpfers 2 geschoben, wodurch es die steife Verbindungsstange 8 mitverschiebt. Da das Rohr 3 nicht in Längsrichtung verschieblich, sondern zu dem Längsträger L ortsfest angebracht ist, ist das Stoßfängerelement 12 zumindest gegenüber dem Rohr 3 verschieblich. Folglich wird die in dem Rohr 3 befindliche Federeinrichtung 10 unter Energieaufnahme zusammengedrückt. Dies kann auch so beschrieben werden, dass durch die Bewegung des Stoßfängerelements 12 der Stoßdämpfer 2 unter Energieaufnahme zusammengedrückt wird. Der Stoßdämpfer 2 dämpft also die Bewegung des Stoßfängerelements 12. Die Federeinrichtung 10 kann (ggf. zusammen mit dem Rohr 3) auch als Feder-Dämpferelement bezeichnet werden. Das Stoßfängerelement 12 kann so weit verschoben werden, bis es auf Anschlag mit dem Querträger T kommt.
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Durch Anlegen eines elektrischen Steuersignals S (z. B. über nicht dargestellte elektrische Signalleitungen, die zu einem Steuergerät G führen) kann eine Dämpfungseigenschaft des Stoßdämpfers 2, insbesondere von dessen Federeinrichtung 10, variiert oder eingestellt werden. Dadurch kann die Dämpfung z. B. härter oder weicher eingestellt werden. Insbesondere kann eine Dämpfungseigenschaft als Kennlinie eingestellt werden, z. B. in Form einer Kraft-Weg- und/oder einer Kraft-Geschwindigkeits-Kennlinie. Die Dämpfungseigenschaft mag stufenweise oder praktisch stufenlos einstellbar sein, beispielsweise wahlweise für einen Parkrempler und für einen Fußgängeraufprall.
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Für eine besonders effektive Stoßdämpfung und damit einen besonders effektiven Aufprallschutz kann das elektrische Steuersignal in Abhängigkeit von einer Fahrzeugsituation ausgegeben werden, so dass die Dämpfungseigenschaft des Stoßdämpfers 2 in Abhängigkeit von der Fahrzeugsituation variierbar ist, z. B. von einer absoluten und/oder relativen Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Steuergerät kann dazu mit mindestens einem Sensor des Fahrzeugs F kommunikativ gekoppelt sein, z. B. einem Geschwindigkeitsmesser, einem Abstandsradar usw.
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2 zeigt als Schnittdarstellung in Draufsicht ein Fahrzeug F1 mit einer Aufpralldämpfungsvorrichtung 1. Das Fahrzeug F1 kann z. B. das Fahrzeug F aus 1 sein.
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Die Aufpralldämpfungsvorrichtung 1 weist ein dem Stoßfänger-Querträger T vorgelagertes Stoßfängerelement 12 auf, das mit mindestens zwei in jeweiligen Längsträgers untergebrachten Stoßdämpfern 2 verbunden ist. Die Aufpralldämpfungsvorrichtung 1 kann optional noch mindestens einen weiteren Stoßdämpfer 2 aufweisen, beispielweise wie hier eingezeichnet einen mittig angeordneten Stoßdämpfer 2.
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3 zeigt als Schnittdarstellung in Draufsicht ein zweites Fahrzeug F2 mit mehreren (hier: drei) Aufpralldämpfungsvorrichtungen 1. Jede der Aufpralldämpfungsvorrichtungen 1 ist mit mindestens einem (hier: genau einem) Stoßdämpfer 2 ausgerüstet. Die zugehörigen Stoßfängerelemente 12a, 12b und 12c sind in einer Reihe nebeneinander angeordnet.
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4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Aufpralldämpfungsvorrichtung 21 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel die in einem Fahrzeug F3 eingebaut ist. Die Aufpralldämpfungsvorrichtung 21 weist einen ähnlichen Grundaufbau wie die Aufpralldämpfungsvorrichtung 1 auf, wobei nun jedoch das Stoßfängerelement 22 eine geringere Höhe aufweist als der Stoßfänger-Querträger T und der Stoßfänger-Querträger T zu dem Stoßfängerelement 22 hin außerhalb einer Bahn des Stoßfängerelements 22 mit Absorbermaterial M belegt ist. Das Absorbermaterial M ist vorzugsweise Fußgängerschutz-Absorberschaum.
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Dieses Ausführungsbeispiel ergibt den Vorteil, dass sich die Masse des durch einen Aufprall beweglichen Teils der Aufpralldämpfungsvorrichtung 1 reduzieren lässt. Zudem ist so das Absorbermaterial M auf dem festen Stoßfänger-Querträger T ober- und unterhalb des Stoßfängerelements 22 vorhanden, was einen Schutz weiter verbessert.
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Die Aufpralldämpfungsvorrichtung 21 kann beispielsweise auch für die Fahrzeuge F1 und F2 verwendet werden.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Allgemein kann unter ”ein”, ”eine” usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von ”mindestens ein” oder ”ein oder mehrere” usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z. B. durch den Ausdruck ”genau ein” usw.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufpralldämpfvorrichtung
- 2
- Stoßdämpfer
- 3
- Rohr
- 4
- hinteres Ende
- 5
- Befestigungsring
- 6
- vorderes Ende
- 7
- Öffnung
- 8
- Verbindungsstange
- 9
- erster Endbereich
- 10
- Federeinrichtung
- 11
- zweiter Endbereich
- 12
- Stoßfängerelement
- 12a
- Stoßfängerlement
- 12b
- Stoßfängerlement
- 12c
- Stoßfängerlement
- 12o
- oberseitiger Endabschnitt
- 12u
- unterseitiger Endabschnitt
- 13
- Gelitlager
- 21
- Aufpralldämpfungsvorrichtung
- 22
- Stoßfängerlement
- B
- Bolzen
- C
- Aufprall
- F
- Fahrzeug
- F1
- Fahrzeug
- F2
- Fahrzeug
- F3
- Fahrzeug
- G
- Steuergerät
- L
- Längsträger
- M
- Absorbermaterial
- R
- Fahrtrichtung
- S
- Steuersignal
- T
- Querträger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19942167 A1 [0004]
- DE 102007057051 A1 [0005]
