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HINTERGRUND
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Fahrzeugstoßstangen weisen eine Steifigkeit auf, die durch das Material und den Aufbau der Stoßstange bestimmt wird. Jedoch kann die gewünschte Steifigkeit der Stoßstange abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit eine höhere Steifigkeit erwünscht sein, um eine Beschädigung der Stoßstange zu verhindern, während bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit eine geringere Steifigkeit erwünscht sein kann, um Energie während eines Aufpralls eines Fußgängers zu absorbieren.
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Mehrere Forschungseinrichtungen für Fahrzeuge veröffentlichen Testprotokolle und Standards für Fahrzeuge, die auf bestimmte Resultate gerichtet sind. Zum Beispiel veröffentlicht der Research Council for Automobile Repairs (RCAR) Aufpralltestprotokolle und Standards für Fahrzeuge. Ein beispielhaftes RCAR-Aufpralltestprotokoll betrifft Langsamgeschwindigkeitsverletzlichkeit (LSD – low speed damageability), d. h. Beschädigung eines Fahrzeugbauteils bei 15 km/h. Als ein weiteres Beispiel veröffentlicht die National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) den Bericht Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS) Teil 581, der Aufpralltestprotokolle für LSD bei Fahrzeugstoßstangensytemen beschreibt. Wie oben beschrieben, kann sich die Steifigkeit des Stoßstangensystems für LSD jedoch von der Steifigkeit, die für einen Schutz von Fußgängern bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit, z. B. schneller als 30 km/h, erwünscht ist, unterscheiden. Mit anderen Worten erzeugen die Anforderungen für LSD und Fußgängerschutz miteinander konkurrierende Konstruktionsprinzipien. Somit bleibt es eine Möglichkeit, eine Fahrzeugstoßstange zu konstruieren, die sowohl Langsamgeschwindigkeitsverletzlichkeit als auch Fußgängeraufprall berücksichtigt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Fahrzeugs mit einer Stoßstangenanordnung, einschließlich einer Stoßstange und einer Blende, die vom Rest des Fahrzeugs gelöst dargestellt ist.
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2A ist eine perspektivische Ansicht der Stoßstangenanordnung mit einem Träger der Stoßstange, der in gestrichelten Linien gezeigt ist.
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2B ist eine Querschnittsansicht der Stoßstange entlang der Linie 2B der 2A.
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3A ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Stauchdose.
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3B ist eine perspektivische Ansicht einer Stoßstangenanordnung mit den Stauchdosen der 3A.
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4A ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Stauchdose.
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4B ist eine perspektivische Ansicht einer Stoßstangenanordnung mit den Stauchdosen der 4A.
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5A ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Stoßstange mit einem Träger, der in gestrichelten Linien gezeigt ist, Graten in einer ausgefahrenen Position und Versteifungsrippen.
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5B ist eine perspektivische Ansicht eines vergrößerten Abschnitts der Stoßstange, der in 5A gekennzeichnet ist.
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6 ist eine Draufsicht auf die Stoßstange der 5A, bei der die Grate in einer inaktiven Position sind.
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7A ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Stoßstange mit einem Träger, der in gestrichelten Linien gezeigt ist, Graten in einer ausgefahrenen Position und Versteifungsrippen.
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7B ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Stoßstange entlang der Linie 7B der 7A.
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8 ist eine Draufsicht auf die Stoßstange der 7A, bei der die Grate in eine inaktive Position bewegt sind.
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9 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeuggeschwindigkeitsmessuntersystems.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, umfasst eine Stoßstangenanordnung 16 für ein Fahrzeug 10 eine Stoßstange 20 und zwei Stauchdosen 14.
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Unter Bezugnahme auf 1–3 umfasst die Stoßstange 20 einen Träger 120, der zwei Enden 22 aufweist, die entlang einer Längsachse A voneinander beabstandet sind. Der Träger 120 umfasst eine Wand 88 und einen ersten Steg 90 und einen zweiten Steg 92, die voneinander beabstandet sind und sich von der Wand 88 erstrecken. Die Stoßstange 20 umfasst Grate 24, die zwischen dem ersten Steg 90 und dem zweiten Steg 92 angeordnet sind. Die Grate 24 sind beweglich an dem Träger 120 befestigt und sind entlang der Längsachse A voneinander beabstandet.
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Der Träger 120 umfasst Versteifungsrippen 94, die am ersten Steg 90 und zweiten Steg 92 fixiert sind. Die Versteifungsrippen 94 liegen in Bezug auf die Grate 24 in einer Fahrzeugrückwärtsrichtung, wenn die Stoßstangenanordnung 16 am Fahrzeug 10 montiert ist. Die Versteifungsrippen 94 erstrecken sich entlang der Längsachse A zwischen den zwei Enden 22 des Trägers 120. Die Verstärkungsrippen 94 verstärken den Träger 120 und die Grate 24. Somit kann der Träger 120 ohne dazwischenliegende Verstärkungsbauteile direkt an den Stauchdosen 14 angebracht sein.
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Die Verstärkungsrippen 94 und der Träger 120 können einstückig sein, d. h. zusammen gleichzeitig als eine einzelne durchgängige Einheit ausgebildet sein. Zum Beispiel können die Verstärkungsrippen 94 und der Träger 120 durch Spritzgießen, Strangpressen, usw. einstückig ausgebildet sein. Alternativ können die Verstärkungsrippen 94 und der Träger 120 getrennt ausgebildet und nachfolgend zusammengebaut werden. Die Verstärkungsrippen 94 und der Träger 120 können aus der gleichen Art von Material oder unterschiedlichen Arten von Material bestehen. Zum Beispiel können die Verstärkungsrippen 94 und der Träger 120 aus jeder geeigneten Art von Kunststoff, jeder geeigneten Art von faserverstärktem Kunststoff, jeder geeigneten Art von Kunststoffverbundmaterial, usw. bestehen.
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Als noch weitere Alternative kann der Träger 120 einen Metalleinsatz (nicht gezeigt) umfassen. Der Metalleinsatz kann von einem der oben genannten Materialen umgeben sein, z. B. Kunststoff, faserverstärker Kunststoff, Kunststoffverbundmaterial, usw.
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Die Stege 90, 92 des Trägers 120 können sich von der Wand 88 in einer gemeinsamen Richtung erstrecken. Wie zum Beispiel in den Figuren gezeigt, können sich die Stege 90, 92 in einer Fahrzeugrückwärtsrichtung erstrecken, wenn die Stoßstangenanordnung 16 am Fahrzeug 10 montiert ist. Der erste Steg 90 und der zweite Steg 92 können parallel zueinander liegen. Alternativ können sich der erste Steg 90 und der zweite Steg 92 von der Wand 88 in einer Fahrzeugrückwärtsrichtung in einem nicht parallelen Winkel zueinander erstrecken.
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Wie oben dargelegt, erstrecken sich die Versteifungsrippen 94 zwischen den zwei Enden 22 des Trägers 120. Zum Beispiel können sich die Versteifungsrippen 94 von einem der Enden 22 zu dem anderen der Enden 22 erstrecken. Die Versteifungsrippen 94 können von einem der Enden 22 zu dem anderen der Enden 22 langgestreckt sein. Die Versteifungsrippen 94 können jede geeignete Form aufweisen, z. B. X-förmig, wie in 2B gezeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1 kann das Fahrzeug 10 ein vorderes Ende 12 mit den Stauchdosen 14, der Stoßstange 20 und der Blende 18, die die Stoßstange 20 bedeckt, umfassen. Das Fahrzeug 10 kann jede beliebige Art von Personen- oder Nutzfahrzeug sein, wie z. B. ein Auto, ein Lastwagen, ein SUV, ein Taxi, ein Bus usw.
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Die Stauchdosen 14 können Energie von einem Fahrzeugaufprall absorbieren und können hinter der Stoßstange 20, d. h. in einer Fahrzeugrückwärtsrichtung in Bezug auf die Stoßstange 20, wenn die Stoßstangenanordnung 16 am Fahrzeug 10 montiert ist, angeordnet sein. Insbesondere kann die Stoßstange 20 zwischen den Stauchdosen 14 und der Blende 18 angeordnet sein.
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Die Stauchdosen 14 haben ein proximales Ende 98, das an einem Rahmen 84 des Fahrzeugs 10 angebracht sein kann. Die Stauchdosen 14 können in jeder geeigneten Weise, z. B. durch Befestigungsmittel, Klebstoffe, Ultraschallschweißen, usw., am Rahmen angebracht sein. Wenn sie am Rahmen 84 angebracht sind, erstrecken sich die Stauchdosen 14 in einer Fahrzeugvorwärtsrichtung zu einem distalen Ende 100.
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Die Stauchdosen 14 umfassen eine Vielzahl von Seiten 102, die sich von dem proximalen Ende 98 zum distalen Ende 100 erstrecken. Die Stauchdosen 14 können einen vieleckigen Querschnitt aufweisen und können sich zwischen dem proximalen Ende 98 und dem distalen Ende 100 verjüngen. Die Verjüngung kann vom proximalen Ende 98 zum distalen Ende 100 konstant sein. Die Seiten 102 der Stauchdosen können einen Hohlraum (nicht gezeigt) definieren.
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Die Seiten 102 der Stauchdosen 14 können eine im Wesentlichen konstante Dicke T von dem proximalen Ende 98 zum distalen Ende 100 aufweisen. Die Dicke T kann aufgrund von Toleranzen und Ungenauigkeiten beim Herstellungsvorgang zwischen dem proximalen Ende 98 und dem distalen Ende 100 variieren, z. B. um 1–5 %. Als ein Beispiel kann die Dicke der Seiten 102 ungefähr 4,0 mm betragen, wenn die Stauchdosen 14 aus Kunststoff konstruiert sind.
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Die Stauchdosen 14 können ein Versteifungsbrett 104 umfassen. Das Versteifungsbrett 104 kann sich zwischen den Seiten 102 in dem von den Seiten 102 definierten Hohlraum erstrecken. Das Versteifungsbrett 104 kann sich von dem proximalen Ende 98 zum distalen Ende 100 zwischen den Seiten 102 der Stauchdosen 14 erstrecken. Das Versteifungsbrett 104 kann aus der gleichen Art von Material oder einer anderen Art von Material wie die Stauchdosen 14 konstruiert sein. Das Versteifungsbrett 104 und die Seiten 102 können einstückig sein, d. h. zusammen gleichzeitig als eine einzelne durchgängige Einheit ausgebildet sein, oder können getrennt ausgebildet und nachfolgend aneinander befestigt werden. Eine erste Ausführungsform der Stauchdosen 14 ist in 3A–3B gezeigt und eine zweite Ausführungsform der Stauchdosen ist in 4A–4B gezeigt.
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Unter Bezugnahme auf 3A–3B umfasst das distale Ende 100 der Stauchdosen 14 in der ersten Ausführungsform einen oder mehrere Flansch(e) 106. Die Flansche 106 sind konfiguriert, um die Stauchdosen 14 an dem Träger 120 anzubringen. Zum Beispiel können die Flansche 106, wie in den 3A–3B gezeigt, eine Vielzahl von Löchern 108 zur Verbindung mit den Träger 120 definieren.
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Unter weiterer Bezugnahme auf die Ausführungsform der Stauchdosen 14, die in 3A–3B gezeigt ist, kann der Träger 120 Platten 96 umfassen, die sich zwischen dem ersten Steg 90 und dem zweiten Steg 92 erstrecken und an diesen befestigt sind. Die Platten 96 definieren Löcher (nicht gezeigt), die mit den Löchern 108 der Flansche 106 ausgerichtet sind. Wie in 3B gezeigt, können sich Befestigungsmittel 110, z. B. Bolzen, Schrauben, usw., durch die Löcher 108 in den Flanschen 106 und in die ausgerichteten Löcher der Platte 96 erstrecken, um die Stoßstange 20 an den Stauchdosen 14 anzubringen. Alternativ können die Flansche 106 in jeder anderen geeigneten Weise, z. B. durch Klebstoffe, an der Platte 96 fixiert werden.
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Die Grate 24 und die Rippen 94 sind zwischen der Wand 88 und den Platten 96 angeordnet. Die Platten 96 und der erste Steg 90 und der zweite Steg 92 des Trägers 102 können einstückig sein, d. h. zusammen gleichzeitig als eine einzelne durchgängige Einheit ausgebildet sein. Alternativ können die Platten 96 getrennt von dem ersten Steg 90 und dem zweiten Steg 92 ausgebildet und nachfolgend an diesen befestigt werden. Die Platten 96 können aus der gleichen Art von Material oder einer anderen Art von Material wie der erste Steg 90 und der zweite Steg 92 bestehen.
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Die zweite Ausführungsform der Stauchdosen 14 ist in 4A–4B gezeigt. In dieser Ausführungsform umfasst das distale Ende 100 der Stauchdosen 14 eine Dosenwand 112. Eine oder mehrere Seite(n) 102 der Stauchdosen 14 umfassen Öffnungen 114 in der Nähe des distalen Endes 100 der Stauchdosen 14. Der erste Steg 90 und der zweite Steg 92 des Trägers 120 können ebenfalls Öffnungen 116 definieren, die mit den Öffnungen 114 in den Stauchdosen 14 ausgerichtet sind. Die distalen Enden 100 der Stauchdosen 14 können zwischen dem ersten Steg 90 und dem zweiten Steg 92 des Trägers 120 eingesetzt werden. Befestigungsmittel 118, z. B. Bolzen, Schrauben, usw., können sich durch die Öffnungen 116 des ersten Stegs 90 und/oder des zweiten Stegs 92 und in die ausgerichteten Öffnungen 114 der Stauchdosen 14 erstrecken, um die Stoßstange 20 an den Stauchdosen 14 anzubringen. Zusätzlich oder alternativ können Klebstoffe auf die Stauchdosen 14 aufgebracht werden, z. B. an den Seiten 102 der Stauchdosen 14 in der Nähe der distalen Enden 100, um die Stoßstange 20 an den Stauchdosen 14 anzubringen.
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Wie oben erläutert, können die Stauchdosen 14 aus Kunststoff konstruiert sein. Alternativ können die Stauchdosen 14 aus Metall, z. B. Stahl, Aluminium, usw., konstruiert sein.
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Bezugnehmend auf 1 kann die Blende 18 die Stoßstange 20 bedecken, um ein ästhetisches Erscheinungsbild bereitzustellen. Während eines Fahrzeugaufpralls kann die Blende 18 ein getroffenes Objekt berühren, wodurch Energie von dem Objekt absorbiert wird. Die Blende 18 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. einem Metall, einem Polymer (z. B. einem Kunststoff), einem Verbundmaterial, usw., konstruiert sein. Die Blende 18 kann in Bezug auf die Stoßstange 20 flexibel und/oder zerbrechlich sein. Die Blende 18 kann an einer Karosserie (kein Bezugszeichen) und/oder der Stoßstange 20 und/oder dem Rahmen 84 des Fahrzeugs 10 befestigt sein.
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Unter Bezugnahme auf 1, 2A, 3B und 4B, und wie oben beschrieben, kann die Stoßstange 20 an den Stauchdosen 14 oder jedem geeigneten Teil des Fahrzeugs 10 befestigt sein. Die Stoßstange 20 ist zwischen den Stauchdosen 14 und der Blende 18 angeordnet.
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Die Grate 24 sind von einer ausgefahrenen Position (auch als die „erste Position“ bezeichnet), wie in 5A und 7A gezeigt, zu einer inaktiven Position (auch als die „zweite Position“ bezeichnet), wie in 6 und 8 gezeigt, drehbar. In der ausgefahrenen Position können sich die Grate 24 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse A der Stoßstange 20 erstrecken. Somit können die Grate 24 in der ausgefahrenen Position die Wand 88 der Stoßstange 20 und die Blende 18 verstärken, indem Kraft von der Blende 18 auf die Verstärkungsrippen 94, die Platte 96 und die Stauchdosen 14 übertragen wird. Außerdem könne die Grate 24 während des Aufpralls Energie absorbieren, z. B. durch Verformung, Bruch, usw. Wie nachfolgend dargelegt wird, können die Grate 24 zum Beispiel in der ausgefahrenen Position sein, wenn das Fahrzeug 10 mit langsamer Geschwindigkeit fährt, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Blende 18 während eines Frontaufpralls zu verringern.
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In der inaktiven Position können sich die Grate 24 in einer Richtung erstrecken, die nicht senkrecht zu der Längsachse A ist, wie in 6 und 8 gezeigt. In der inaktiven Position können sich die Grate 24 zum Beispiel in einer Richtung 40 Grad im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf die Richtung, in die sich die Grate 24 in der ausgefahrenen Position erstrecken, erstrecken. Somit kann die Steifigkeit der Stoßstange 20 und der Blende 18 in der inaktiven Position im Vergleich dazu, wenn die Grate 24 in der ausgefahrenen Position sind, verringert sein. Wenn das Fahrzeug 10 mit höherer Geschwindigkeit fährt, können die Grate 24 in die inaktive Position bewegt werden, um Energie von einem Fußgänger während eines Aufpralls des Fahrzeugs auf den Fußgänger zu absorbieren. Mit anderen Worten bietet die Stoßstangenanordnung 16 eine variable Steifigkeit, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Fahrzeugs 10 bei niedriger Geschwindigkeit und die Wahrscheinlichkeit einer Verletzung eines Fußgängers bei höheren Geschwindigkeiten zu verringern.
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Unter Bezugnahme auf die 1, 2A, 5A, 7A und 8 kann der Träger 120 der Stoßstange 20 eine geeignete Anzahl von Graten 24 umfassen, die zwischen den Enden 22 voneinander beabstandet sind. Zum Beispiel kann die Anzahl der Grate 24 auf Grundlage der Energieabsorptionsanforderungen bei einer bestimmten Geschwindigkeit und Aufpralllast ausgewählt werden, z. B. einem Niedergeschwindigkeit-Strukturaufpralltestprotokoll mit 40 % Versatz, wie von dem Research Council für Automobile Repairs (RCAR) vorgeschrieben. Der Träger 120 kann eine linke Reihe von Graten 24 und eine rechte Reihe von Graten 24 umfassen. Die linke Reihe und die rechte Reihe können sich unabhängig voneinander zwischen der ausgefahrenen Position und der inaktiven Position bewegen.
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Die Grate 24 verjüngen sich in einer Richtung quer zur Längsachse A. Die Verjüngung der Grate 24 bietet eine geeignete Steifigkeit, um eine Blende 18 des Fahrzeugs 10 zu verstärken, wenn die Grate 24 in der ausgefahrenen Position sind, z. B. bei niedriger Geschwindigkeit, um die Langsamgeschwindigkeitsverletzlichkeit des Fahrzeugs 10 zu verbessern. Mit anderen Worten kann die Verjüngung der Grate 24 die Blende 18 verstärken, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Blende 18 während eines Aufpralls mit geringer Geschwindigkeit zu verringern. Die Verjüngung der Grate 24 stellt außerdem einen Schwenkwinkel der Grate 24 in Bezug auf den Träger 120 von der ausgefahrenen Position in die inaktive Position bereit.
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Unter Bezugnahme auf 5A und 7A können sich die Grate 24 insbesondere in einer Richtung quer zur Längsachse A verjüngen, wenn die Grate 24 in der ausgefahrenen Position sind. In der ausgefahrenen Position kann sich jeder Grat 24 in einer Richtung von der Wand 88 des Trägers 120 zu den Versteifungsrippen 94, d. h. in einer Fahrzeugrückwärtsrichtung, verbreitern. Als ein Beispiel können die Grate 24 eine im Wesentlichen V-Form in der Richtung quer zur Längsachse A bilden. Alternativ können sich die Grate 24 in jeder geeigneten Form verjüngen.
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Wie in 5B gezeigt, können die Grate 24 jeweils eine Deckenplatte 34, Seitenplatten 36 und eine Bodenplatte 44 umfassen. In dem Beispiel der 5B umfassen die Grate 24 zwei Seitenplatten 36. Die Seitenplatten 36 können sich von der Deckenplatte 34 zur Bodenplatte 44 erstrecken. Die Deckenplatte 34 und die Bodenplatte 44 verbinden die Seitenplatten 36 und verstärken die Seitenplatten 36, wenn diese einer Kraft unterworfen werden, z. B. während eines Aufpralls. Die Deckenplatte 34 und die Bodenplatte 44 können so geformt sein, dass sie sich in der Richtung quer zur Längsachse A verjüngen, z. B. in einer im Wesentlichen dreieckigen Form. Die Seitenplatten 36 können jede geeignete Form aufweisen, z. B. eine im Wesentlichen rechteckige Form, die sich von der Deckenplatte 34 zur Bodenplatte 44 erstreckt. Jeder Grat 24 kann Rippen 46 umfassen, die sich entlang der Seitenplatten 36 erstrecken. Die Rippen 46 verstärken die Seitenplatten 36 gegen Knickung, wenn sie einer axialen Kraft unterworfen werden. Jeder Grat 24 kann ein Brett 48 umfassen, das sich von einer der Seitenplatten 36 zur anderen der Seitenplatten 36 zwischen der Deckenplatte 34 und der Bodenplatte 44 erstreckt. Das Brett 48 verstärkt die Seitenplatten 36, die Deckenplatte 34 und die Bodenplatte 44 gegen Knicken, wenn diese einer axialen Kraft unterworfen sind.
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Wie oben dargelegt, sind die Grate 24 beweglich an dem Träger 120 befestigt. Zum Beispiel können die Grate 24 drehbar an dem Träger 120 befestigt sein. Insbesondere können die Grate 24 entlang der Längsachse A der Stoßstange 20 angeordnet sein, um den Graten 24 zu ermöglichen, zwischen der ausgefahrenen Position und der inaktiven Position zu drehen.
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Als ein Beispiel können einer der Grate 24 und der Träger 120 einen Stift 42 umfassen und der andere der Grate 24 und der Träger 120 können Löcher 50 umfassen, die die Stifte 42 drehbar aufzunehmen. Wie zum Beispiel in 5A, 5B und 6 gezeigt, umfassen die Grate 24 jeweils Stifte 42 und der Träger 120 umfasst Löcher 50, die die Stifte drehbar aufnehmen. Die Stifte 42 werden in den Löchern 50 gehalten.
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Einige oder alle der Grate 24 können in Größe und Form in Bezug zueinander variieren. Wie zum Beispiel in 5A–6 gezeigt, können einige der Grate 24 eine gemeinsame Größe und Form aufweisen und einige der Grate 24 können eine andere Größe und Form aufweisen. Die Grate 24 können aus jedem geeigneten Material, z. B. einem Polymer (z. B. einem Kunststoff), einem Verbundmaterial, einem Metall usw., konstruiert sein. Zum Beispiel können die Grate 24 und die Stifte 42 aus einem Kunststoff konstruiert sein, der ein anderer Kunststoff ist als der Kunststoff, aus dem der Träger 120 ausgebildet ist, um den Widerstand der Grate 24 und der Stifte 42, die in den Löchern 50 des Trägers 120 drehen, zu verringern. Die Grate 24 können in den Träger 20 jeweils als eine einheitliche Konstruktion eingegossen sein und über Stifte 42, die in den Träger 20 eingegossen sind und mit den Graten 24 in Eingriff gelangen, mit dem Träger 20 verbunden sein.
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Die Stoßstangenanordnung 16 umfasst eine Antriebsanordnung 52, die mit den Graten 24 verbunden ist, und einen Aktor 28, der mit der Antriebsanordnung 52 verbunden ist. Die Antriebsanordnung 52 überträgt Bewegung von dem Aktor 28 zu den Graten 24, um die Grate 24 zwischen der ausgefahrenen Position und der inaktiven Position zu bewegen. Eine erste Ausführungsform der Antriebsanordnung 52 ist in 5A–6 gezeigt und eine zweite Ausführungsform der Antriebsanordnung 52 ist in 7A–8 gezeigt.
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In der ersten Ausführungsform umfasst die Antriebsanordnung 52 ein Gestänge 26, das die Grate 24 verbindet. Das Gestänge 26 verbindet den Aktor 28 mit den Graten 24 und überträgt Bewegung von dem Aktor 28 zu den Graten 24, um die Grate 24 zwischen der ausgefahrenen Position und der inaktiven Position zu bewegen.
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Das Gestänge 26 kann Verbindungsglieder 30 umfassen, die schwenkbar miteinander verbunden sind. Jedes Verbindungsglied 30 kann mit benachbarten der Grate 24 verbunden sein. Zum Beispiel kann eines von entweder den Graten 24 oder den Verbindungsgliedern 30 jeweils einen Stift 38 umfassen und das andere von entweder den Graten 24 oder den Verbindungsgliedern 30 kann einen Schlitz 32 umfassen, der beweglich, z. B. gleitend, einen der Stifte 38 aufnimmt. Insbesondere umfassen die Grate 24 in der in den 5A–6 gezeigten Ausführungsform jeweils einen Stift 38 und die Verbindungsglieder 30 umfassen jeweils einen Schlitz 32, der einen entsprechenden Stift 38 aufnimmt. Die Verbindungsglieder 30 können jeweils eine festgelegte Länge aufweisen, um den Winkel, um den jeder der Grate 24 von der ausgefahrenen Position in die inaktive Position dreht, festzulegen, z. B. 40 Grad. Die festgelegten Längen der Verbindungsglieder 30 ermöglichen den Graten 24, mit größeren Winkeln in die inaktive Position zu drehen, ohne andere Grate 24 zu berühren. Die Verbindungsglieder 30 können aus jedem geeigneten Material, z. B. einem Polymer (z. B. einem Kunststoff), einem Verbundmaterial, einem Metall usw., konstruiert sein.
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Der Aktor 28 kann die Verbindungsglieder 30, wie nachfolgend dargelegt, bewegen, um die Grate 24 zwischen der ausgefahrenen Position und der inaktiven Position zu bewegen. Zum Beispiel unter Bezugnahme auf 5A–6 kann der Aktor 28 die Verbindungsglieder 30 ziehen, um die Grate 24 von der ausgefahrenen Position in die inaktive Position zu bewegen, und kann die Verbindungsglieder 30 schieben, um die Grate 24 von der inaktiven Position in die ausgefahrene Position zu bewegen. Alternativ kann der Aktor 28 die Verbindungsglieder 30 schieben, um die Grate 24 in die inaktive Position zu bewegen, und kann die Verbindungsglieder 30 ziehen, um die Grate 24 in die ausgefahrene Position zu bewegen. Wenn der Aktor 28 die Verbindungsglieder 30 schiebt/zieht, gleiten die Stifte 38 der Verbindungsglieder 30 in ihren jeweiligen Schlitzen 32, wenn sich jeder Grat 24 um die Stifte 42, die in den Löchern 50 gehalten werden, dreht.
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Unter Bezugnahme auf die 5B und 6 kann jede Reihe von Graten 24 einen Endgrat 56 und einen zweiten Grat 54 umfassen. Der Aktor 28 kann direkt mit dem zweiten Grat 54, z. B. mit einem Verbindungsglied 30, verbunden sein. In dieser Ausgestaltung kann ein anderes Verbindungsglied 30 den zweiten Grat 54 mit dem Endgrat 56 verbinden. Da der Raum in dem Träger 20 in Richtung zum Ende 22 beschränkt sein kann, könnte der Endgrat 56 hier zu kurz sein, um einen der Schlitze 32 und einen der Stifte 38 zu lagern. Das Gestänge 26 kann ein längeres Verbindungsglied 30 umfassen, das sich von dem Aktor 28 zu dem zweiten Grat 54 erstreckt, und der zweite Grat 54 kann das Verbindungsglied 30 umfassen, das den zweiten Grat 54 mit dem Endgrat 56 verbindet, z. B. mit den Bodenplatten 44 des zweiten Grats 54 und des Endgrats 56. Wenn der Aktor 28 das Verbindungsglied 30, das mit dem zweiten Grat 54 verbunden ist, zieht, schiebt das Verbindungsglied 30, das den zweiten Grat 54 mit dem Endgrat 56 verbindet, den Endgrat 56.
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Die zweite Ausführungsform der Antriebsanordnung 52 ist in 7A–8 gezeigt. Die Antriebsanordnung 52 der 7A–8 umfasst eine Zahnstange 58 und eine Vielzahl von Ritzeln 60. Die Zahnstange 58 verbindet den Aktor 28 mit den Graten 24 und überträgt Bewegung von dem Aktor 28 zu den Graten 24, um die Grate 24 von der ausgefahrenen Position, wie in 7A gezeigt, in die inaktive Position, wie in 8 gezeigt, zu bewegen. Die Zahnstange 58 kann ein länglicher Stab sein, der Zähne 62 aufweist, die mit Zähnen 64 der Ritzel 60 in Eingriff gelangen, wie in 7B gezeigt. Die Zähne 62 können so geformt sein, dass sie in die Ritzel 60 eingreifen, sodass eine Bewegung der Zahnstange 58 zu einer Drehung der Ritzel 60 führt. Das heißt, jeder der Zähne 62 der Zahnstange 58 kann in einen Spalt zwischen den Zähnen 64 des Ritzels 60 passen, und wenn sich die Zahnstange 58 in Längsrichtung, d. h. entlang der Längsachse A, bewegt, ziehen oder schieben die Zähne 62 gegen die Zähne 64. Wenn sich das Ritzel 60 dreht, drehen einige der Zähne 64 von der Zahnstange 58 weg und einige der Zähne 64 drehen zur Zahnstange 58 hin, wodurch die Zähne 62 eingreifen. Somit wird die Längsbewegung der Zahnstange 58 in eine Drehbewegung des Ritzels 60 übersetzt. Die Zahnstange 58 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. einem Polymer (z. B. einem Kunststoff), einem Verbundmaterial, einem Metall usw., konstruiert sein. Jeder Grat 24 ist an einem der Ritzel 60 fixiert, d. h. der jeweilige Grat 24 und das Ritzel 60 bewegen sich zusammen als eine Einheit. Wie in 7B gezeigt, kann jedes der Ritzel 60 einen der Stifte 42 umfassen, der sich durch eines der Löcher 50 in dem Träger 120 erstreckt und sich mit einem der Grate 24 verbindet. Die Stifte 42 können fest an den Ritzeln 60 und den Graten 24 befestigt sein, sodass eine Drehbewegung der Ritzel 60 über die Drehung der Stifte 42 zu den Graten 24 übertragen wird. Das heißt, wenn die Zahnstange 58 die Ritzel 60 schiebt, sodass sich die Ritzel 60 drehen, drehen die Grate 24 nachfolgend um die Stifte 42, wodurch die Grate 24 von der ausgefahrenen Position in die inaktive Position drehen. Die Ritzel 60 können so beabstandet sein, dass jeder der Grate 24 in die inaktive Position drehen kann, ohne andere Grate 24 zu berühren, wie in 8 gezeigt. Die Ritzel 60 können im Wesentlichen kreisförmig sein oder jede geeignete Form aufweisen, um die Grate 24 von der ausgefahrenen Position in die inaktive Position zu drehen.
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Die Zahnstange 58 kann mit Reitern 66 beweglich mit dem Träger 120 verbunden sein. Zum Beispiel kann der Träger 120 eine Vielzahl von Reitern 66 umfassen, die mit der Zahnstange 58 in Eingriff gelangen, um eine Längsbewegung der Zahnstange 58 zu ermöglichen. Die Reiter 66 können sich von dem Träger 120 erstrecken und mit der Zahnstange 58 in Eingriff gelangen. Wie in 7B gezeigt, kann einer der Reiter 66 einen Flansch 68 umfassen, der der Zahnstange 58 ermöglicht, sich nur entlang der Längsachse A zu bewegen. Einer der anderen Reiter 66 kann so angeordnet sein, dass die Zahnstange 58 zwischen dem Ritzel 60 und dem Reiter 66 liegt, wodurch verhindert wird, dass sich die Zahnstange 58 quer zur Längsachse A bewegt und den Kontakt mit dem Ritzel 60 verliert. Das heißt, der Reiter 66 kann sicherstellen, dass sich die Zahnstange 58 nur entlang der Längsachse A bewegt. Die Reiter 66 können gleichzeitig mit dem Träger 120 ausgebildet werden, d. h. die Reiter 66 können eine einheitliche Konstruktion mit dem Träger 120 sein.
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Die Antriebsanordnung 52 in der zweiten Ausführungsform kann zwei Zahnstangen 58 umfassen, wobei eine der Zahnstangen 58 mit einem der Aktoren 28 verbunden ist und die linke Reihe von Graten 24 bewegt, und die andere der Zahnstangen 58 mit dem anderen Aktor 28 verbunden ist und die rechte Reihe von Graten 24 bewegt. Die Zahnstangen 58 können die linke Reihe von Graten 24 in eine Richtung, z. B. im Uhrzeigersinn um die Stifte 42, und die rechte Reihe von Graten 24 in eine andere Richtung bewegen, z. B. gegen den Uhrzeigersinn um die Stifte 42, wie in 8 gezeigt.
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Wie oben dargelegt, umfasst die Stoßstangenanordnung 16 den Aktor 28. Insbesondere kann die Stoßstangenanordnung 16 zwei Aktoren 28 umfassen, wie in 5A, 6, 7A und 8 gezeigt. Mit anderen Worten kann einer der Aktoren 28 die linke Reihe von Graten 24 bewegen und der andere der Aktoren 28 kann die rechte Reihe von Graten 24 bewegen. Der Träger 120 kann die Aktoren 28 lagern, z. B. an jedem Ende 22.
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Der Aktor 28 kann z. B. ein Schrittmotor sein. Die Aktoren 28 können in jeder geeigneten Weise mit der Antriebsanordnung 52 verbunden sein. Wie zum Beispiel in 5A–6 gezeigt, kann der Aktor 28 einen Arm 82 umfassen, der mit dem Gestänge 26 verbunden ist. Der Aktor 28 kann über einen Kabelbaum 86 mit einer Stromquelle (nicht gezeigt) verbunden sein, wie in 5B gezeigt. In dem Beispiel der 7A und 8 können die Aktoren 28 die Zahnstangen 58 in jeder geeigneten Weise linear bewegen, d. h. entlang eines linearen Bewegungspfads. Zum Beispiel können die Aktoren 28 jeweils eines der Ritzel 60 umfassen, das in die Zahnstange 58 eingreift, um die Zahnstangen 58 anzutreiben, um die Grate 24 zu drehen. In einem weiteren Beispiel können die Aktoren 28 lineare Aktoren, Solenoide, usw. oder jede andere geeignete Vorrichtung sein, die die Zahstangen 58 in der Richtung entlang der Längsachse A antreibt.
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9 zeigt ein Fahrzeuggeschwindigkeitsmessuntersystem 70. Das Untersystem 70 umfasst eine Steuerung 72, den Aktor 28, eine Vielzahl von Sensoren 78 und einen Kommunikationsbus 80. Das Untersystem 70 kann die Grate 24 in Bezug auf den Träger 120 auf Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugs von der ausgefahrenen Position in die inaktive Position bewegen. Zum Beispiel kann die Steuerung 72 den Aktor 28 anweisen, die Grate 24 in die ausgefahrene Position zu bewegen, als Reaktion auf eine Anweisung von den Sensoren 78, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 unter einem Schwellenwert liegt, z. B. einem Wert zwischen 15 und 30 km/h. Die Steuerung 72 kann den Aktor 28 anweisen, die Grate 24 in die inaktive Position zu bewegen, als Reaktion auf eine Anweisung von den Sensoren 78, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 über einem Schwellenwert liegt, z. B. einem Wert zwischen 15 und 30 km/h. Die Sensoren 78 können zum Beispiel ein Geschwindigkeitssensor sein, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs misst und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs an die Steuerung 72 weiterleitet.
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Die Steuerung 72 umfasst einen Prozessor 74 und einen Speicher 76. Der Prozessor 74 kann programmiert sein, um in dem Speicher 76 gespeicherte Anweisungen zu empfangen, und um Anweisungen an den Aktor 28 zu senden, um die Grate 24 zu bewegen. Der Prozessor 74 kann eine beliebige Anzahl von elektronischen Komponenten umfassen, die programmiert sind, um Signale, die durch das Untersystem 70 gesandt werden, zu empfangen und zu verarbeiten. Der Prozessor 74 empfängt allgemein Daten von dem Sensor 78 und kann Anweisungen erzeugen, um den Aktor 28 zu steuern. Der Speicher 76 kann ein Datenspeicher sein, z. B. ein Festplattenlaufwerk, ein Festkörperlaufwerk, ein Server oder beliebige flüchtige oder nichtflüchtige Medien. Der Speicher 76 kann die von den Sensoren 78 gesammelten Daten speichern.
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Der Prozessor 74 kann programmiert sein, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen. Der Sensor 78, z. B. ein Tachometer, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 erfassen und die Geschwindigkeit an den Prozessor 74 senden. Auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit kann der Prozessor 74 Anweisungen an den Aktor 28 senden, um die Grate 24 von der ausgefahrenen Position in die inaktive Position zu bewegen.
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Die Sensoren 78 umfassen eine Vielzahl von Vorrichtungen. Zum Beispiel können die Sensoren 78 Vorrichtungen sein, die Daten bezüglich z. B. Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Beschleunigung, System- und/oder Komponentenfunktionalität usw. sammeln. Ferner können die Sensoren 78 Vorrichtungen wie Radar, LiDAR, Sonar, usw. umfassen.
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Das Untersystem 70 umfasst den Kommunikationsbus 80, um die Sensoren 78, den Aktor 28 und die Steuerung 72 zur Kommunikation zu verbinden. Der Bus 80 sendet und empfängt Daten durch das Untersystem 70, z. B. durch Senden von Anweisungen von dem Prozessor 74 an den Aktor 28, um die Grate 24 zu bewegen. Der Bus 80 kann ein Controller Area Network(CAN)-Bus sein.
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Das Untersystem 70 kann Signale über ein Kommunikationsnetzwerk 80 übertragen (wie etwa einen Controller-Area-Network-(CAN-)Bus, Ethernet und/oder ein beliebiges anderes drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationsnetzwerk. Die Steuerung 72 kann Informationen von dem Kommunikationsnetzwerk 80 verwenden, um den Aktor 28 zu steuern. Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie eher beschreibend als einschränkend zu verstehen ist. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung sind angesichts der obigen Lehren möglich, und die Offenbarung kann auf andere Art und Weise als spezifisch beschrieben ausgeführt werden.
