-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Deformationselement für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein mit diesem Deformationselement ausgestattetes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6.
-
Zum Zwecke des Schutzes eines Kraftfahrzeuges bei einem Frontalunfall, von an einem solchen Unfall beteiligten Insassen des Kraftfahrzeuges sowie von in einen solchen Unfall verwickelten, außerhalb des Kraftfahrzeuges befindlichen Personen, insbesondere Fußgängern, ist eine Reihe von Maßnahmen vorgesehen:
Im Fall eines sogenannten low speed crashs, bei dem eine vergleichsweise hohe Last von bis zu etwa 100 kN mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit von 4 km/h bis zu etwa 20 km/h auf den Frontbereich eines Kraftfahrzeuges einwirkt (beispielsweise in Form eines Parkremplers), ist vorgesehen, dass die Last reversibel und möglichst störungsfrei von einem fahrzeugeigenen Deformationselement aufgenommen wird.
-
Zur Darstellung einer Fußgängerschutzfunktion im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges ist vorgesehen, dass eine vergleichsweise geringe Last von bis zu etwa 5 kN in einem vergleichsweise hohen Geschwindigkeitsbereich von etwa 20 km/h bis zu 40 km/h durch ein im Frontbereich des Kraftfahrzeuges vorgesehenes Deformationselement aufgenommen wird.
-
Zur Realisierung des Schutzes im Fall eines low speed crashs und für eine Fußgängerschutzfunktion ist aus der
DE 10 2011 009 943 A1 ein Energieabsorptionssystem zum Einbau zwischen einem Stoßfänger und einem Querträger eines Kraftfahrzeuges bekannt, in dem eine Weichkomponente und eine Hartkomponente ineinander verzahnt sind und sich über die gesamte Breite des Kraftfahrzeuges erstrecken. Bei Verwendung des bekannten Energieabsorptionssystems kann sich ein vergleichsweise großer Überhang (dies ist der Abstand von Radmittelpunkt zu dem vordersten Punkt der Frontverkleidung) ergeben, der aus ästhetischer Sicht nicht immer gewünscht ist und den Rampenwinkel des entsprechenden Kraftfahrzeuges zusätzlich negativ beeinflusst.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
-
Diese Aufgabe ist durch ein Deformationselement gemäß Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Deformationselement weist einen Querträgerhalter zur Anbringung an einem Querträger und eine gegenüber einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges benachbart positionierbare Stoßfängerplatte auf.
-
Weiter ist zwischen Stoßfängerplatte und Querträgerhalter ein fluidbetätigtes Sperrmittel zum Verstellen und Fixieren des Abstandes von Querträgerhalter und Stoßfängerplatte vorgesehen, wobei ein erster Abstand von Stoßfängerplatte und Querträgerhalter, ausgehend von einer Normallage, in einer ersten Lage größer ist als ein zweiter Abstand in einer zweiten Lage.
-
Mittels eines solcherart ausgestalteten Deformationselementes ist in vorteilhafter Weise eine zuverlässige und präzise lastfallabhängige Auslösung des Deformationselementes ermöglicht.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Deformationselementes ist vorgesehen, die Stoßfängerplatte an einem Verschiebemittel zu befestigen, das gegenüber einem mit dem Querträgerhalter befestigten Haltemittel bewegbar ist, wobei das fluidbetätigbare Sperrmittel wahlweise derart druckbeaufschlagbar ausgebildet ist, dass es eine Sperrung von Haltemittel und Verschiebemittel in der ersten Lage, sowie eine Freigabe von Haltemittel und Verschiebemittel in der zweiten Lage erlaubt Hiermit ist eine weiter optimierte lastfallabhängige Auslösung und Verschiebung des erfindungsgemäßen Deformationselementes in sich ermöglicht.
-
Ein besonders einfacher, aber dennoch zuverlässiger Aufbau des erfindungsgemäßen Deformationselementes wird erzielt, wenn das fluidbetätigte Sperrmittel ein Druckventil aufweist, das eingangsseitig mit der Stoßfängerplatte und ausgangsseitig mit dem Sperrmittel fluidisch verbunden ist.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Deformationselementes ist vorgesehen, dass sich das Sperrmittel rückstellbar in dem Verschiebemittel und dem Haltemittel befindet. Hiermit ist eine Reversibilität des erfindungsgemäßen Deformationselementes erzielt.
-
Eine besonders kompakte Bauform des erfindungsgemäßen Sperrmittels ergibt sich, wenn die Stoßfängerplatte als ein Fluid enthaltendes Reservoir bzw. ein Tank ausgebildet ist. Aus diesem kann in vorteilhafter Weise eine Fluidleitung direkt bis zu dem Sperrmittel führen.
-
Die zuvor genannte Aufgabe wird ebenfalls durch ein Kraftfahrzeug mit einem Querträger und einem Stoßfänger gelöst, wobei ein Deformationselement der zuvor dargestellten erfindungsgemäßen Art vorgesehen ist. Die zuvor genannten Vorteile gelten entsprechend.
-
Erfindungsgemäß kann entlang der Fahrzeugquerrichtung eine Anzahl der erfindungsgemäßen Deformationselemente vorgesehen sein, so dass eine ganze Reihe von Lastfällen bzw. Schutzfunktionen realisiert ist. Dabei ist ihre Position, beispielsweise ihre Anordnung parallel zur Fahrzeughochachse, gegenüber einer Fahrzeugkarosserie dem Grundsatz nach frei gestaltbar und lediglich durch den zugrundeliegenden Lastfall eingeschränkt.
-
In besonders vorteilhafter Weise weisen die solcherart, insbesondere entlang dem Querträger, befestigten Deformationselemente zumindest teilweise fluidbetätigte Sperrmittel auf, die bei unterschiedlichen Fluiddrücken betätigbar sind. Hierdurch ist es ermöglicht, die Deformationselemente positionsabhängig an verschiedene Lastfälle auf einfache Art anzupassen.
-
Die vorstehend beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung können, soweit möglich, auch wenn es vorstehend nicht explizit beschrieben ist, miteinander kombiniert werden.
-
Nachstehend folgt eine Kurzbeschreibung von Figuren der vorliegenden Erfindung.
-
1 ist eine isometrische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Deformationselement in Normallage.
-
2 ist eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Deformationselementes im Schnitt.
-
3 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Deformationselementes in einer ersten, bei einem low speed crash eingenommenen Lage.
-
4 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Deformationselementes in einer zweiten, im Fall einer Fußgängerschutzfunktion eingenommenen Lage.
-
5 ist eine Teilansicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einer Anzahl von montierten erfindungsgemäßen Deformationselementen.
-
Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf 1 bis 5 eine detaillierte, nicht präjudizierende, insbesondere einschränkende, Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Gleiche Elemente sind mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit nichts anderes angegeben wird.
-
In 1 ist – in isometrischer Ansicht – ein erfindungsgemäßes Deformationselement 1 mit einem Querträgerhalter 5 zur Anbringung an einen Querträger 10 und mit einer diesem gegenüberliegenden Stoßfängerplatte 15 gezeigt, die an einem Stoßfänger 20 benachbart positionierbar oder mit diesem verbindbar ist. Der Querträgerhalter 5 kann in an sich bekannter Weise durch hier nicht gezeigte Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben, an dem Querträger 10 fixiert werden.
-
An dem Querträgerhalter 5 ist ein Haltemittel 25 befestigt, in dem ein Verschiebemittel 30 axial verschieblich aufgenommen ist. Eine lastfallabhängige Verschiebung erfolgt mittels fluidisch betätigbarer Sperrmittel 35, wie nachfolgend erläutert werden wird. Der zwischen Querträgerhalter 5 und Stoßfängerplatte 15 bestehende Abstand beträgt in der hier gezeigten Normallage, d. h. außerhalb irgendeiner Unfallsituation, D.
-
Das in 1 dargestellte Deformationselement 1 ist in 2 nochmals in Seitenansicht im Schnitt gezeigt. Die Stoßfängerplatte 15 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel hohl ausgebildet und enthält ein Fluid 37, bevorzugt eine Hydraulikflüssigkeit, das über eine Fluidleitung 40 fluidisch an dem Sperrmittel 35 angeschlossen ist. Des Weiteren ist das Volumen der Stoßfängerplatte 15 veränderlich; insbesondere ist vorgesehen, dass sich ihr Volumen lastfallabhängig verringert, was zu einer Druckerhöhung im Fluid 37 führt.
-
Das Sperrmittel 35 ist derart in einem Führungsmittel 45 gelagert, dass es in Normallage nicht in eine Öffnung 50 des Sperrmittels 35 eingreift, diesem jedoch unmittelbar benachbart ist. Eine Bewegung des Haltemittels 25 wird ausgelöst, wenn ein bestimmter, gewünschter Fluiddruck anliegt. Dieser wird durch ein an sich bekanntes Druckventil 55, das beispielsweise federbelastet sein kann, eingestellt. Dies bedeutet, dass bei Unterschreiten eines Grenzdruckes, insbesondere in der Normallage, kein Fluid 37 aus der als Reservoir ausgebildeten Stoßfängerplatte 15 zu dem Sperrmittel 35 fließen kann. Wird dieser Grenzdruck hingegen unfallbedingt bzw. lastfallabhängig aufgrund der zuvor beschriebenen Volumenverringerung überschritten, öffnet das Druckventil 55, der an dem Sperrmittel 35 anstehende Druck wird größer und das Sperrmittel 35 wird in die Öffnung 50 hineinbewegt.
-
Ausgehend von der in 1 und 2 gezeigten Normallage des erfindungsgemäßen Deformationselementes 1 nimmt dieses im Fall eines low speed crashs die in 3 gezeigte erste Lage ein. Bei einem low speed crash wirken vergleichsweise große Lasten von bis zu 100 kN bei vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten von 4 km/h bis zu etwa 20 km/h.
-
In einem solchen Lastfall öffnet das Druckventil 55 und Fluid 37 strömt zu dem Sperrmittel 35, das in die Öffnung 50 eindringt und das Haltemittel 25 mit dem Verschiebemittel 30 verbindet. Eine axiale Verschiebung des Stoßfängers 20 in Richtung Querträger 10 erfolgt somit lediglich solange, bis das Sperrmittel 35 vollständig in die Öffnung 50 eingegriffen hat; anschließend ist eine relative Bewegung von Querträger 10 und Stoßfänger 20 bei diesem Lastfall unterbunden. Der sich hierbei einstellende Abstand D1 zwischen Stoßfängerplatte 15 und Querträgerhalter 5 ist dabei kleiner als der Abstand D in Normallage.
-
In 4 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Deformationselementes 1 in einer zweiten Lage gezeigt, die es im Fall einer Fußgängerschutzfunktion einnimmt. Zum Zwecke der Fußgängerschutzfunktion soll das erfindungsgemäße Deformationselement 1 die Aufprallenergie bei relativ hohen Geschwindigkeiten von etwa 20 km/h bis 40 km/h, jedoch einem vergleichsweise geringen Lastniveau bis etwa 5 kN, aufnehmen.
-
Aufgrund der in diesem Lastfall auftretenden vergleichsweisen geringen Last öffnet das Druckventil 55 nicht und das Sperrmittel 35 verbleibt in seiner, der Normallage entsprechenden, Position. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass das Verschiebemittel 30 in des Haltemittel 25 einfahren kann, bis ein gewünschter maximaler Verschiebeweg erreicht ist. Insgesamt ermöglicht dieser Vorgang eine maximale Verringerung des Abstandes D auf einen Abstand D2 der Stoßfängerplatte 15 von dem Querträgerhalter 5 in der zweiten, einen low speed crash repräsentierenden Lage. Wie 4 entnommen werden kann ist der Abstand D2 kleiner als der Abstand D1, der seinerseits kleiner als der Abstand D und größer als der Abstand D2 ist.
-
5 zeigt in schematischer Draufsicht den Frontbereich eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges 110, an dem der Querträger 10 mittels Trägern 115 befestigt ist. Der Stoßfänger 20 ist entsprechend der hier gezeigten Normallage das in Hauptfahrrichtung F des Kraftfahrzeuges 110 am weitesten ausragende Element. Über die Länge des Querträgers 10 sind in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel in Querrichtung Q vier erfindungsgemäße Deformationselemente 1 verteilt Die jeweiligen Charakteristika der Deformationselemente 1, insbesondere ihre jeweiligen Abstände D, D1 und D2 zueinander, sowie die Bedingungen, unter denen diese Abstände D, D1 und D2 erreicht werden, werden positions- und lastfallabhängig für jedes einzelne Deformationselement 1 eingestellt. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jedes einzelne Deformationselement 1 und/oder eine Gruppe derselben Sperrmittel 35 aufweisen bzw. aufweisen, die bei unterschiedlichen Fluiddrücken öffnen. Je nach Unfallsituation bzw. Lastfall verringern sich die Abstände D der einzelnen Deformationselemente wunschgemäß auf unterschiedliche oder gleiche Weise.
-
Es sei angemerkt, dass das erfindungsgemäße Deformationselement 1 auch reversibel ausgebildet sein kann. Hierzu kann in bevorzugter Weise ein Zweiwegeventil (nicht gezeigt) statt des Druckventils 55 in der Fluidleitung 40 vorgesehen sein. Das Zweiwegeventil ist derart eingerichtet, dass es im Fall des low speed crashs öffnet und Fluid aus der als Reservoir ausgebildeten Stoßfängerplatte 15 zu dem Sperrmittel 35 fließen kann. Eine Rückströmung des Fluides von dem Sperrmittel 35 in die Stoßfängerplatte 15 wird anschließend nach Beendigung der low speed crash Situation ermöglicht, indem das Zweiwegeventil umschaltet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Deformationselement
- 5
- Querträgerhalter
- 10
- Querträger
- 15
- Stoßfängerplatte
- 20
- Stoßfänger
- 25
- Haltemittel
- 30
- Verschiebemittel
- 35
- Sperrmittel
- 37
- Fluid
- 40
- Fluidleitung
- 45
- Führungsmittel
- 50
- Öffnung
- 55
- Druckventil
- 110
- Kraftfahrzeug
- 115
- Träger
- D, D1, D2
- Abstände
- F
- Hauptfahrrichtung
- Q
- Fahrzeugquerrichtung
- x, y, z
- Kartesisches fahrzeugorientiertes Koordinatensystem
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011009943 A1 [0004]
