-
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 fliehkraftbetätigtes Freigabemittel 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 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, dass die Stoßfängerplatte an einem Verschiebemittel angeordnet ist, das gegenüber einem mit dem Querträgerhalter verbundenen Haltemittel axial verschieblich ausgebildet ist. Dabei weisen das Verschiebemittel und das Haltemittel miteinander korrespondierende erste Öffnungen beziehungsweise zweite Öffnungen auf, die durch das fliehkraftbetätigte Freigabemittel wahlweise geöffnet oder geschlossen sind. Hierdurch ist ein leicht zu realisierender und mechanisch unaufwändiger Aufbau eines Deformationselementes geschaffen. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Öffnungen frei wählbar ist und auf die betrachteten Lastfälle abgestimmt werden kann.
-
Eine besonders präzise Auslösung und zuverlässige Funktionsweise des erfindungsgemäßen Deformationselementes wird erzielt, warm das fliehkraftbetätigte Freigabemittel eine die ersten Öffnungen beziehungsweise zweiten Öffnungen wahlweise abdeckende oder nicht abdeckende Sperrscheibe aufweist, die an einem in dem Verschiebemittel befindlichen Lagermittel translatorisch verschiebbar gelagert ist.
-
Das erfindungsgemäße Deformationselement kann derart ausgebildet sein, dass sich in dem Verschiebemittel und dem Haltemittel ein Fluid befindet. Das Fluid ist in besonders bevorzugter Weise Luft, doch kann es auch aus einem anderen Gas oder einer Flüssigkeit, insbesondere Hydraulikflüssigkeit, bestehen.
-
Die Funktion des erfindungsgemäßen Deformationselementes, insbesondere dessen Abstimmung auf die definierten Lastfälle, ist weiter verbessert, wenn das fliehkraftbetätigte Freigabemittel und/oder das Verschiebemittel jeweils ein Rückstellmittel aufweist bzw. aufweisen. Darüber hinaus kann das Deformationselement auf diese Weise rückstellbar bzw. reversibel ausgebildet werden.
-
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 fliehkraftbetätigte Freigabemittel unterschiedlicher Massen und/oder Abmessungen und/oder Rückstellmittel, insbesondere Federn unterschiedlicher Federkonstanten, auf. 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 Staßfänger 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. Das Haltemittel 25 und die Stoßfängerplatte 15 weisen eine Anzahl von miteinander korrespondierenden Öffnungen auf, von denen eine auf der Oberseite des Haltemittels 25 befindliche Öffnung 35 gezeigt ist. 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. Das Verschiebemittel 30 ist in dem Haltemittel 25 verschieblich geführt und weist mit den Öffnungen 35 des Haltemittels 25 korrespondierende Öffnungen 40 auf. Die beiden Öffnungen 35 und 40 sind durch ein fliehkraftbetätigtes Freigabemittel 45 abgedeckt, das im Wesentlichen als Scheibe ausgebildet und axial bzw. translatorisch an einem Lagermittel 50 verschiebbar gelagert ist. Innerhalb dieser Anordnung befindet sich ein Fluid 47, das in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel Luft ist, aber ebenso eine Hydraulikflüssigkeit sein kann. Es versteht sich, dass das Deformationselement 1 im Wesentlichen fluiddicht ausgebildet sein muss, um einen unkontrollierten Austritt des Fluides 47 zu unterbinden. Hierzu können an sich bekannte, hier nicht gezeigte, Dichtungen vorgesehen sein.
-
Sowohl das Lagermittel 50 als auch das Verschiebemittel 30 können Rückstellmittel 55 bzw. 60 aufweisen: Das Rückstellmittel 55 wirkt auf das fliehkraftbetätigte Freigabemittel 45 ein und spannt dieses in der Normallage vor. Das Rückstellmittel 60 seinerseits wirkt auf das Verschiebemittel 30 ein. Mithin sind die beiden Rückstellmittel 55 bzw. 60 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Druckfedern ausgebildet. Durch diese, insbesondere durch deren Federkonstante, kann nicht nur eine Rückholung des fliehkraftbetätigten Freigabemittels 45, sondern auch ein für dessen Auslösung definierter Schwellenwert eingestellt werden.
-
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 bewegt sich des Verschiebemittel 30 translatorisch in Richtung Querträgerhalter 5. Aufgrund der vergleichsweise geringen Geschwindigkeit verbleibt das fliehkraftbetätigte Freigabemittel 45 in seiner Position und verschließt nach wie vor die Öffnungen 40 des Verschiebemittels 25 sowie die Öffnungen 35 des Haltemittels 25. Das in dem Deformationselement befindliche Fluid 47 wird komprimiert, entweicht jedoch nicht. Der sich hierbei einstellende Abstand D1 zwischen Stoßfängerplatte 15 und Querträgerhalter 5 ist dabei kleiner als der Abstand D in Normallage. Das Rückstellmittel 60 wird bei diesem Vorgang komprimiert und kann des Verschiebemittel 30 nach Beendigung dieses Lastfalls in seine in der Normallage bestehende Position zurückbewegen.
-
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 des 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 großen Beschleunigung wird das Verschiebemittel 30 in dem Lagermittel 50 in Längsrichtung des Verschiebemittels 30 bewegt, während das Freigabemittel 45 massenträgheitsbedingt im Wesentlichen in seiner Position verharrt. Hierdurch werden die Öffnungen 40 des Freigabemittels 45 sowie die Öffnungen 35 des Haltemittels 25 freigegeben, und infolgedessen tritt ein Teil des Fluides 47 aus dem Deformationsmittels 1 aus, so dass der darin vorhandene Druck gemindert wird. Dieser Vorgang ermöglicht 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 fliehkraftbetätigte Freigabemittel 45 unterschiedlicher Massen und/oder Abmessungen und/oder Rückstellmittel aufweist bzw. aufweisen. Je nach Unfallsituation verringern sich die Abstände D der einzelnen Deformationselemente wunschgemäß auf unterschiedliche oder gleiche Weise.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Deformationselement
- 5
- Querträgerhalter
- 10
- Querträger
- 15
- Stoßfängerplatte
- 20
- Stoßfänger
- 25
- Haltemittel
- 30
- Verschiebemittel
- 35
- Öffnungen im Haltemittel
- 40
- Öffnungen im Verschiebemittel
- 45
- Fliehkraftbetätigtes Freigabemittel
- 47
- Fluid
- 50
- Lagermittel
- 55
- Rückstellmittel des Lagermittels
- 60
- Rückstellmittel des Verstellmittels
- 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]
