DE102018111510A1

DE102018111510A1 - Energieabsorbierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE102018111510A1
Application number: DE102018111510.5A
Authority: DE
Inventors: Mohammad Omar Faruque; James Chih Cheng
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2018-11-22
Also published as: CN108860031A; GB201807851D0; GB2564531A; US10099639B1

Abstract

Eine energieabsorbierende Vorrichtung beinhaltet ein Rohr. Eine Vielzahl von ersten Pellets ist in dem Rohr angeordnet und eine Vielzahl von zweiten Pellets ist in dem Rohr angeordnet. Die ersten Pellets sind in Bezug auf die zweiten Pellets verformbar.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeugstoßfänger können eine Steifigkeit aufweisen, die von dem Material und der Struktur des Stoßfängers bestimmt wird. Die gewünschte Steifigkeit des Stoßfängers kann jedoch abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit unterschiedlich sein. Bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit kann zum Beispiel eine höhere Steifigkeit erwünscht sein, um Schäden an dem Stoßfänger zu vermeiden, während bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit eine niedrigere Steifigkeit erwünscht sein kann, um bei einem Aufprall mit einem Fußgänger oder Fahrzeug Energie zu absorbieren.
Mehrere Fahrzeugforschungseinrichtungen geben Prüfprotokolle und Fahrzeugnormen heraus, die auf bestimmte Ergebnisse ausgerichtet sind. Der Research Council for Automobile Repairs (RCAR) gibt zum Beispiel Aufpralltestprotokolle und -normen für Fahrzeuge heraus. Ein beispielhaftes RCAR-Aufpralltestprotokoll ist auf die Beschädigungsanfälligkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten (Low Speed Damageability - LSD), d. h. Schäden an Fahrzeugkomponenten bei 15 Kilometern pro Stunde (km/h), gerichtet. In einem weiteren Beispiel gibt die National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) die Fahrzeugsicherheitsnormen „Federal Motor Vehicle Safety Standards“ (FMVSS) Teil 581 heraus, die Aufpralltestprotokolle für die LSD von Fahrzeugstoßfängersystemen beschreiben. Wie vorstehend beschrieben, kann sich jedoch die Steifigkeit des Stoßfängersystems für die LSD von der für den Schutz von Fußgängern erwünschten Steifigkeit unterscheiden. Die Protokolle des europäischen Neuwagenbewertungsprogramms European New Car Assessment Programme (EURO NCAP) für den Aufprall auf einen Oberschenkel bei 40 km/h und den Aufprall auf einen Unterschenkel bei 40 km/h könnten zum Beispiel von einer niedrigeren Steifigkeit für den Stoßfänger im Vergleich zu der für die FMVSS-Protokolle für die LSD erwünschten Steifigkeit profitieren. Anders ausgedrückt, können die Anforderungen in Bezug auf die LSD und den Fußgängerschutz widerstreitende Gestaltungsprinzipien schaffen. Es bleibt eine Möglichkeit, einen Fahrzeugstoßfänger zu gestalten, der die Beschädigungsanfälligkeit bei niedriger Geschwindigkeit, den Fußgängeraufprall und den Fahrzeugaufprall bei hoher Geschwindigkeit berücksichtigt.
Figurenliste

1 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Fahrzeugs, das eine Stoßfängerbaugruppe beinhaltet, die eine energieabsorbierende Vorrichtung beinhaltet.
2 eine perspektivische Ansicht der Stoßfängerbaugruppe.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Rohrs der energieabsorbierenden Vorrichtung.
4A ist eine perspektivische Ansicht einer Vielzahl von ersten Pellets und einer Vielzahl von zweiten Pellets.
4B ist eine vergrößerte Ansicht von 4A.
5A ist eine Querschnittsansicht der energieabsorbierenden Vorrichtung vor einem Aufprall.
5B ist die Querschnittsansicht von 5A während des Aufpralls.
6A ist eine Querschnittsansicht der energieabsorbierenden Vorrichtung vor einer weiteren Art von Aufprall.
6B ist die Querschnittsansicht von 6A während des Aufpralls.
7A ist eine Querschnittsansicht der energieabsorbierenden Vorrichtung vor einer weiteren Art von Aufprall.
7B ist die Querschnittsansicht von 7A während des Aufpralls.
8 ist eine Querschnittsansicht der Vielzahl der ersten Pellets und der Vielzahl der zweiten Pellets, die in abwechselnden Schichten angeordnet sind.
9A ist eine perspektivische Ansicht einer Vielzahl von dritten Pellets, die mit der Vielzahl von ersten Pellets und der Vielzahl von zweiten Pellets angeordnet sind.
9B ist eine vergrößerte Ansicht von 9A.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine energieabsorbierende Vorrichtung beinhaltet ein Rohr. Eine Vielzahl von ersten Pellets ist in dem Rohr angeordnet. Eine Vielzahl von zweiten Pellets ist in dem Rohr angeordnet. Die ersten Pellets sind in Bezug auf die zweiten Pellets verformbar.
Die Vielzahl von ersten Pellets kann zwischen der Vielzahl von zweiten Pellets verteilt sein.
Die ersten Pellets und die zweiten Pellets können kugelförmig sein.
Die ersten Pellets können in Schichten angeordnet sein und die zweiten Pellets können in Schichten angeordnet sein und die Schichten der ersten Pellets und die Schichten der zweiten Pellets können in abwechselnder Anordnung angeordnet sein.
Das Rohr kann ein Paar gegenüberliegender lateraler Seiten beinhalten. Die lateralen Seiten können voneinander beabstandet sein. Das Rohr kann ein Paar dazwischenliegender Seiten beinhalten. Die dazwischenliegenden Seiten können voneinander beabstandet sein. Die dazwischenliegende Seite kann sich zwischen den lateralen Seiten erstrecken. Das Rohr kann eine Vielzahl von Halteelementen beinhalten, die das Paar gegenüberliegender lateraler Seiten verbinden.
Die ersten Pellets können entlang einer Länge des Rohrs verteilt sein. Die ersten Pellets können entlang einer Mittelachse, die sich entlang einer Länge des Rohrs erstreckt, angeordnet sein.
Das Rohr kann ein Volumen definieren. Das Rohr kann ausgestaltet sein, die ersten Pellets zu verformen, wenn das Rohr verformt wird, um das Volumen des Rohrs zu verringern.
Die energieabsorbierende Vorrichtung kann eine Vielzahl von dritten Pellets beinhalten. Die dritten Pellets können in Bezug auf die ersten Pellets und die zweiten Pellets verformbar sein.
Ein Durchmesser jedes der ersten Pellets kann im Wesentlichen gleich einem Durchmesser von jedem der zweiten Pellets sein.
Das Rohr kann im Wesentlichen rechteckig geformt sein.
Das Rohr kann ein Paar gegenüberliegender axialer Enden beinhalten. Das Rohr kann ausgestaltet sein, die ersten Pellets zu verformen und die zweiten Pellets zu den axialen Enden zu bewegen, wenn das Rohr verformt wird. Die ersten Pellets können ausgestaltet sein, sich zu verformen und es den zweiten Pellets zu ermöglichen, sich zu den axialen Enden zu bewegen.
Die ersten Pellets und die zweiten Pellets können angeordnet sein, aneinander vorbei zu gleiten.
Eine Stoßfängerbaugruppe beinhaltet einen Stoßfängerträger und ein Rohr. Das Rohr wird von dem Stoßfängerträger getragen. Die Stoßfängerbaugruppe beinhaltet eine Vielzahl von ersten Pellets, die in dem Rohr angeordnet sind und eine Vielzahl von zweiten Pellets, die in dem Rohr angeordnet sind. Die ersten Pellets sind in Bezug auf die zweiten Pellets verformbar.
In der Stoßfängerbaugruppe kann die Vielzahl von ersten Pellets zwischen der Vielzahl von zweiten Pellets verteilt sein.
In der Stoßfängerbaugruppe können die ersten Pellets entlang einer Mittelachse, die sich entlang einer Länge des Rohrs erstreckt, angeordnet sein.
In der Stoßfängerbaugruppe kann das Rohr ein Volumen definieren. Das Rohr kann ausgestaltet sein, die ersten Pellets zu verformen, wenn das Rohr verformt wird, um das Volumen des Rohrs zu verringern.
In der Stoßfängerbaugruppe kann das Rohr ein Paar gegenüberliegender axialer Enden beinhalten. Das Rohr kann ausgestaltet sein, die ersten Pellets zu verformen und die zweiten Pellets zu den axialen Enden zu bewegen, wenn das Rohr verformt wird.
Die Stoßfängerbaugruppe kann ferner eine vom Stoßfängerträger beabstandete Verkleidung beinhalten. Das Rohr kann zwischen dem Stoßfängerträger und der Verkleidung angeordnet sein.
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen die gleichen Bezugszeichen in den mehreren Ansichten die gleichen Teile bezeichnen, beinhaltet eine energieabsorbierende Vorrichtung 10 in einem Fahrzeug 12 ein Rohr 14. Eine Vielzahl von ersten Pellets 16 ist in dem Rohr 14 angeordnet. Eine Vielzahl von zweiten Pellets 18 ist in dem Rohr 14 angeordnet. Die ersten Pellets 16 sind in Bezug auf die zweiten Pellets 18 verformbar.
Bei Aufnahme eines Aufpralls können die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 eine variable Steifigkeit für die energieabsorbierende Vorrichtung 10 bereitstellen, die von einer Breite eines Stoßkörpers entlang einer Mittelachse A der energieabsorbierenden Vorrichtung 10 abhängt. Eine Breite des Stoßkörpers für einen Fahrzeugaufprall bei niedriger Geschwindigkeit, z. B. simuliert durch RCAR LSD und FMVSS Teil 581, kann ungefähr 5-6-mal höher sein als eine Breite eines Stoßkörpers für einen Aufprall auf ein Bein eines Fußgängers. Die energieabsorbierende Vorrichtung 10 kann sich entlang einer Aufprallachse B in RCAR- und LSD-Aufprallmodi mehr verformen als während eines Fußgängeraufprallmodus. Daher kann die energieabsorbierende Vorrichtung 10 die Verformung entlang der Aufprallachse B von Komponenten des Fahrzeugs 12 (z. B. einer Verkleidung 24) verringern. Ferner kann bei einem Fußgängeraufprall, z. B. simuliert durch den Unterschenkelaufprall und Oberschenkelaufprall der Euro NCAP, die Verformung der energieabsorbierenden Vorrichtung 10 entlang der Mittelachse A größer sein als bei dem LSD-Aufprall, weil die Breite des Stoßkörpers für ein Bein eines Fußgängers im Vergleich zu RCAR und LSD schmaler sein kann. Die größere Verformung entlang der Mittelachse A kann zu einer geringeren mittleren Aufprallkraft führen. Die energieabsorbierende Vorrichtung 10 kann somit auf Grundlage einer Größe einer Kraft, die an dem Aufprallpunkt aufgebracht wird, und der Größe und Form des Objekts, mit dem der Aufprall erfolgt, eine variable Steifigkeit aufweisen.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug 12 eine Stoßfängerbaugruppe 20. Die Stoßfängerbaugruppe 20 kann während eines Aufpralls Energie absorbieren. Die Stoßfängerbaugruppe 20 beinhaltet einen Stoßfängerträger 22 und das Rohr 14. Das Rohr 14 wird von dem Stoßfängerträger 22 getragen, wie in 2 gezeigt. Das Rohr 14 kann mit dem Stoßfängerträger 22 auf eine beliebige geeignete Weise verbunden sein, z. B. Befestigungselemente, Halterungen, Schweißen, Klebstoff usw.
Die Stoßfängerbaugruppe 20 kann die Verkleidung 24 beinhalten, wie in 1 gezeigt. Die Verkleidung 24 kann ein Abschnitt einer Außenseite des Fahrzeugs 12 sein. Die Verkleidung 24 kann von dem Stoßfängerträger 22 getragen werden. Die Verkleidung 24 kann von dem Stoßfängerträger 22 beabstandet sein. Das Rohr 14 kann zwischen dem Stoßfängerträger 22 und der Verkleidung 24 angeordnet sein. Das Rohr 14 kann an die Verkleidung 24 angrenzen. Alternativ kann das Rohr 14 von der Verkleidung 24 beabstandet sein. Die Verkleidung 24 kann an einer Karosserie (nicht nummeriert) und/oder dem Stoßfängerträger 22 befestigt sein.
Die Verkleidung 24 kann in Bezug auf die energieabsorbierende Vorrichtung 10 flexibel und/oder spröde sein, und das Rohr 14 kann in Bezug auf den Stoßfängerträger 22 flexibel sein. Bei dem Fahrzeugaufprall verstärkt die energieabsorbierende Vorrichtung 10 die Verkleidung 24. Wenn die Verkleidung 24 durch den Aufprall verformt wird, wirkt insbesondere die energieabsorbierende Vorrichtung 10 gegen die Aufprallrichtung. Entsprechend widersteht, wie nachstehend beschrieben, die energieabsorbierende Vorrichtung 10 der Verformung der Verkleidung 24, die bei einem Aufprall bei niedriger Geschwindigkeit zu einer plastischen Verformung der Verkleidung 24 führen würde.
Das Rohr 14 kann zum Beispiel im Wesentlichen rechteckig geformt sein, wie in den 1-3 und 5A-7B gezeigt. Das Rohr 14 kann ein Paar gegenüberliegender lateraler Seiten beinhalten, die eine erste laterale Seite 26 und eine zweite laterale Seite 28 beinhalten, wie in den 2-3 gezeigt. Die lateralen Seiten 26, 28 können voneinander beabstandet sein. Das Rohr 14 kann ein Paar dazwischenliegender Seiten beinhalten, die eine erste dazwischenliegende Seite 30 und eine zweite dazwischenliegende Seite 32 beinhalten, wie in den 2-3 und 5A-7B gezeigt. Die dazwischenliegenden Seiten 30, 32 können voneinander beabstandet sein und können sich zwischen den lateralen Seiten 26, 28 erstrecken. Das Rohr 14 kann ein Paar gegenüberliegender axialer Enden beinhalten, die ein erstes axiales Ende 34 und ein zweites axiales Ende 36 beinhalten, wie in den 2-3 gezeigt.
Wie in 2 gezeigt, kann das Rohr 14 eine Länge L zwischen dem ersten axialen Ende 34 und dem zweiten axialen Ende 36 definieren. Das Rohr 14 kann die Mittelachse A definieren, die sich vom ersten axialen Ende 34 zum zweiten axialen Ende 36 erstreckt. Das Rohr 14 kann die quer zur Mittelachse A liegende Aufprallachse B definieren, die sich von der ersten dazwischenliegenden Seite 30 zur zweiten dazwischenliegenden Seite 32 erstreckt.
Das Rohr 14 kann ein Volumen 38 definieren. Das Volumen 38 kann von den lateralen Seiten 26, 28, den dazwischenliegenden Seiten 30, 32 und den axialen Enden 34, 36 umschlossen sein. Während des Fahrzeugaufpralls ist das Rohr 14 ausgelegt, sich in Bezug auf den Stoßfängerträger 22 zu verformen. Wenn sich das Rohr 14 verformt, können sich die ersten Pellets 16 verformen, um das Volumen 38 des Rohrs 14 zu verringern. Ein Volumenanteil der ersten Pellets 16 in Bezug auf das Gesamtvolumen 38 des Rohrs 14, das die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 enthält, kann ein Anteil des maximalen Volumens des Rohrs 14 sein, der sich während eines Aufpralls ändern kann. Für einen Volumenanteil der ersten Pellets 16 kann sich die Verformung des Rohrs 14 entlang der Mittelachse A verringern, wenn sich eine Breite des Stoßkörpers erhöht.
Das Rohr 14 kann eine Vielzahl von Halteelementen 40 beinhalten, wie in 3 gezeigt. Die Halteelemente 40 können die lateralen Seiten 26, 28 des Rohrs verbinden. Die Halteelemente 40 können sich zwischen der ersten lateralen Seite 26 und der zweiten lateralen Seite 28 erstrecken. Während des Fahrzeugaufpralls können die Halteelemente 40 die Bewegung der lateralen Seiten 26, 28 verringern, wobei die Bewegung der dazwischenliegenden Seiten 30, 32 erhöht und mehr Aufprallenergie zu den ersten Pellets 16 und den zweiten Pellets 18 gelenkt wird. Die Halteelemente 40 können aus einem flexiblen Material, z. B. einem Polymer, einem Gewebe usw. hergestellt sein, das in Bezug auf die lateralen Seiten 26, 28 flexibel ist.
Die energieabsorbierende Vorrichtung 10 beinhaltet die Vielzahl von ersten Pellets 16, wie in den 1-2 und 4A-9B gezeigt. Die ersten Pellets 16 sind in dem Rohr 14 angeordnet.
Die ersten Pellets 16 können während des Fahrzeugaufpralls Energie absorbieren. Die ersten Pellets 16 sind ausgestaltet, sich zu verformen, um Energie von dem Fahrzeugaufprall zu absorbieren. Auch wenn in den Figuren nur auf eines der ersten Pellets 16 Bezug genommen wird, sind alle Pellets in den Figuren, die den gleichen Farbton aufweisen wie das gekennzeichnete erste Pellet 16, in der Vielzahl von ersten Pellets 16 beinhaltet.
Die energieabsorbierende Vorrichtung 10 beinhaltet die Vielzahl von zweiten Pellets 18, wie in den 1-2 und 4A-9B gezeigt. Die zweiten Pellets 18 sind in dem Rohr 14 angeordnet. Auch wenn in den Figuren nur auf eines der zweiten Pellets 18 Bezug genommen wird, sind alle Pellets in den Figuren, die den gleichen Farbton aufweisen wie das gekennzeichnete zweite Pellet 18, in der Vielzahl von zweiten Pellets 18 beinhaltet.
Die Vielzahl von ersten Pellets 16 kann zwischen der Vielzahl von zweiten Pellets 18 verteilt sein. Im hier verwendeten Sinne sind die ersten Pellets 16 zwischen den zweiten Pellets 18 „verteilt“, wenn wenigstens eines der ersten Pellets 16 zwischen wenigstens zwei der zweiten Pellets 18 angeordnet ist.
Die ersten Pellets 16 können in einer Vielzahl von Verteilungen zwischen den zweiten Pellets 18 angeordnet sein. Die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 können in einem Muster angeordnet sein. Als ein Beispiel können die ersten Pellets 16 in dem Rohr 14 in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Verteilung entlang der Länge L des Rohrs 14 zwischen den zweiten Pellets 18 positioniert sein, wie in den 1-2, 4A-7B und 9 gezeigt. Anders ausgedrückt können die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 in einem gleichbleibenden Muster von dem ersten axialen Ende 34 zu dem zweiten axialen Ende 36 angeordnet sein. Als weiteres Beispiel können die ersten Pellets 16 in Schichten angeordnet sein, die sich mit Schichten der zweiten Pellets 18 abwechseln, wie in 8 gezeigt. Anders ausgedrückt können die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 in einem sich wiederholenden Muster angeordnet sein, das sich von dem ersten axialen Ende 34 zu dem zweiten axialen Ende 36 wiederholt. Als weiteres Beispiel können die ersten Pellets 16 zufällig zwischen den zweiten Pellets 18 verteilt sein.
Die ersten Pellets 16 können entlang der Länge L des Rohrs 14 verteilt sein. Die ersten Pellets 16 können entlang der Mittelachse A des Rohrs 14 angeordnet sein. Wie in den 4A-7B gezeigt, können die ersten Pellets 16 in einer Vielzahl von Reihen entlang der Mittelachse A angeordnet sein, die sich entlang der Länge L des Rohrs 14 erstrecken. Durch das Anordnen der ersten Pellets 16 entlang der Mittelachse A können die ersten Pellets 16 Aufprallenergie von Aufprallen absorbieren, die entlang der Länge L erfolgen. Die ersten Pellets 16 können in einem beliebigen geeigneten Muster entlang der Länge L des Rohrs 14 verteilt sein, z. B. in einer durchgehenden Reihe, in periodischen Gruppierungen, in Schichten usw. Die ersten Pellets 16 können gleichmäßig entlang der Länge L des Rohrs 14 verteilt sein. Alternativ können die ersten Pellets 16 ungleichmäßig verteilt sein, z. B. können mehr der ersten Pellets 16 in Richtung eines Mittelpunkts der Länge L des Rohrs 14 angeordnet sein und weniger der ersten Pellets 16 können in Richtung der axialen Enden 34, 36 des Rohrs 14 angeordnet sein.
Vor dem Aufprall, wie in den 5A, 6A und 7A gezeigt, können die ersten Pellets 16 entlang der Mittelachse A verteilt sein. Während des Aufpralls, wie in den 5B, 6B und 7B gezeigt, können sich die ersten Pellets 16 entlang der Mittelachse A aus ihrer vorherigen Anordnung wegbewegen, wobei sie sich entlang einer Vielzahl von Stellen entlang der Länge L gruppieren.
Die ersten Pellets 16 können in dem Rohr 14 in Schichten angeordnet sein, wie in 8 gezeigt. Im hier verwendeten Sinne ist eine „Schicht“ der ersten Pellets 16 eine Anordnung der ersten Pellets 16, die sich entlang der Aufprallachse B von der ersten dazwischenliegenden Seite 30 zu der zweiten dazwischenliegenden Seite 32 erstreckt. Als ein Beispiel können die zweiten Pellets 18 in dem Rohr 14 in Schichten angeordnet sein, die voneinander entlang der Aufprallachse B beabstandet sind, wie in 8 gezeigt. Alternativ können die Schichten der ersten Pellets 16 und die Schichten der zweiten Pellets 18 in anderen Anordnungen angeordnet sein. Entlang der Länge L des Rohrs kann jede der Schichten der ersten Pellets 16 zwischen zwei der Schichten der zweiten Pellets 18 angeordnet sein.
Die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 können kugelförmig sein. Jedes der ersten Pellets 16 und der zweiten Pellets 18 kann einen Durchmesser definieren, der in 4B als D₁ für die ersten Pellets 16 und D₂ für die zweiten Pellets 18 gezeigt ist. Der Durchmesser kann ein Abstand zwischen zwei antipodischen Punkten auf einem der ersten Pellets 16 und der zweiten Pellets 18 sein. Der Durchmesser kann für alle antipodischen Punkte auf jedem der ersten Pellets 16 und der zweiten Pellets 18 im Wesentlichen ähnlich sein. Der Durchmesser D₁ jedes der ersten Pellets 16 kann im Wesentlichen gleich dem Durchmesser D₂ von jedem der zweiten Pellets 18 sein.
Die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 können aus der gleichen Art von Material oder einer unterschiedlichen Art von Material gebildet sein, aber in jedem Fall sind die ersten Pellets 16 in Bezug auf die zweiten Pellets 18 verformbar. Die ersten Pellets 16 und/oder die zweiten Pellets 18 können aus Schaumstoff, Polymer, Metall usw. gebildet sein.
Die ersten Pellets 16 können aus einem ersten Material hergestellt sein, das sich bei einem Aufprall verformen kann, z. B. einem Schaumstoff, einem elastischen Polymer, einem Metall usw. Die zweiten Pellets 18 können aus einem zweiten Material hergestellt sein, das der Verformung bei einem Aufprall widerstehen kann, z. B. einem starren Polymer, einem Metall usw. Das erste Material kann eine erste Verformungsfestigkeit, z. B. ein Elastizitätsmodul, eine Zugfestigkeit usw. aufweisen und das zweite Material kann eine zweite Verformungsfestigkeit aufweisen, die größer als die erste Verformungsfestigkeit ist. Als ein Beispiel kann das erste Material ein Polystyrolschaumstoff sein, der ein Elastizitätsmodul von ungefähr 100 Megapascal (MPa) aufweist, und das zweite Material kann Polyvinylchlorid sein, das ein Elastizitätsmodul von ungefähr 3000 MPa aufweist. Da das Elastizitätsmodul von Polyvinylchlorid größer als das Elastizitätsmodul von Polystyrolschaumstoff ist, können die ersten Pellets 16, die aus dem Polystyrolschaumstoff hergestellt sind, in Bezug auf die zweiten Pellets 18, die aus dem Polyvinylchlorid hergestellt sind, verformbar sein.
Wie in den 9A-9B gezeigt, kann die energieabsorbierende Vorrichtung eine Vielzahl von dritten Pellets 42 beinhalten. Die dritten Pellets 42 können in Bezug auf die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 verformbar sein. Die dritten Pellets 42 können aus einem Material hergestellt sein, das eine Verformungsfestigkeit aufweist, die zwischen der Verformungsfestigkeit der ersten Pellets 16 und der Verformungsfestigkeit der zweiten Pellets 18 liegt. Alternativ können die dritten Pellets 42 aus einem Material hergestellt sein, dass eine Verformungsfestigkeit aufweist, die niedriger (d. h. weniger verformungsbeständig) als die Verformungsfestigkeit der ersten Pellets 16 und der zweiten Pellets 18 ist. Durch die Integration der dritten Pellets 42 kann die energieabsorbierende Vorrichtung 10 eine unterschiedliche Steifigkeit aufweisen, die stärker individualisierte Energieaufnahmemerkmale ermöglicht.
Die dritten Pellets 42 können entlang der Mittelachse A des Rohrs 14 angeordnet sein, wie in den 9A-9B gezeigt. Die dritten Pellets 42 können zusammen mit den ersten Pellets 16 in einer Vielzahl von Reihen angeordnet sein. Die dritten Pellets 42 können entlang der Mittelachse A derart angeordnet sein, dass die dritten Pellets 42 Energie von einem Aufprall an einer Vielzahl von Positionen entlang der Länge L des Rohrs 14 absorbieren können. Obgleich nicht in den Figuren gezeigt, können die dritten Pellets 42 alternativ in Schichten zwischen Schichten der ersten Pellets 16 und der zweiten Pellets 18 angeordnet sein. In einer weiteren Alternative können die dritten Pellets 42 zufällig zwischen den ersten Pellets 16 und den zweiten Pellets 18 verteilt sein. Wie vorstehend unter Verweis auf die ersten Pellets 16 beschrieben, können die dritten Pellets 42 in einem beliebigen geeigneten Muster entlang der Länge L des Rohrs 14 verteilt sein, z. B. in einer durchgängigen Reihe, in periodischen Gruppierungen, in Schichten usw.
Bei Aufnahme des Aufpralls können sich die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 in das Rohr 14 bewegen, um Aufprallenergie zu absorbieren, wie in den 5B, 6B, 7B gezeigt. Das Rohr 14 kann ausgestaltet sein, die ersten Pellets 16 zu verformen und die zweiten Pellets 18 zu den axialen Enden 34, 36 zu bewegen, wenn die erste dazwischenliegende Seite 30 verformt wird. Die erste dazwischenliegende Seite 30 kann den Aufprall aufnehmen und sich verformen, wobei die Aufprallenergie auf die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 übertragen wird. Die erste dazwischenliegende Seite 30 kann eine Kraft auf die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 aufbringen, wobei die ersten Pellets 16 verformt und die zweiten Pellets 18 an den ersten Pellets 16 vorbei und in Richtung der axialen Enden 34, 36 geschoben werden, wie in 7B gezeigt. Die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 können angeordnet sein, aneinander vorbeizugleiten, wenn sie die Kraft von der ersten dazwischenliegenden Seite 30 aufnehmen.
Wie in den 5A-5B gezeigt, kann die energieabsorbierende Vorrichtung 10 Energie von einem Aufprall absorbieren. In den 5A-5B kann ein Stoßkörper 44 einen Aufprall durch eine Kollision mit einem Stoßfänger eines anderen Fahrzeugs bei niedriger Geschwindigkeit (z. B. ungefähr 4 Kilometer pro Stunde) simulieren. Der Stoßkörper 44 kann dimensioniert sein, um den Aufprall zu simulieren, z. B. kann der Stoßkörper 44 eine Breite zwischen 16-24 Zoll und ein Gewicht eines Fahrzeugleergewichts (z. B. 1400-1700 kg) aufweisen. 5A zeigt den Stoßkörper 44 vor dem Aufprallen auf die energieabsorbierende Vorrichtung. Die ersten Pellets 16 können entlang der Mittelachse A angeordnet sein. 5B zeigt den Stoßkörper 44 nach dem Aufprallen auf die energieabsorbierende Vorrichtung 10. Wie in 5A gezeigt, sind die ersten Pellets 16 zwischen den zweiten Pellets 18 verteilt.
Bei Auftreffen des Stoßkörpers 44 kann sich die erste dazwischenliegende Seite 30 verformen, wobei die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 bewegt werden. Der Stoßkörper 44 kann die erste dazwischenliegende Seite 30 in Richtung der zweiten dazwischenliegenden Seite 32 verformen, wobei auf die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 gedrückt wird. In 5B verformt die Kraft von dem Stoßkörper 44 die ersten Pellets 16 oder die zweiten Pellets 18 nicht, und die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 bewegen sich in Richtung der axialen Enden 34, 36. Ferner zeigt 5B die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18, die in der Ansicht von 5A verborgen waren und die bei dem Auftreffen des Stoßkörpers 44 aus ihrer jeweiligen Ausrichtung verstreut wurden. Die Energie von dem Stoßkörper 44 bewegt die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18, ohne die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 zu verformen, wobei ermöglicht wird, dass die energieabsorbierende Vorrichtung 10 Energie von dem Stoßkörper 44 absorbiert. Da sich die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 bei dem Aufprall mit dem Stoßkörper 44 nicht verformen können, kann die energieabsorbierende Vorrichtung 10 eine hohe Steifigkeit aufweisen, die für Fahrzeugaufpralle bei niedrigen Geschwindigkeiten geeignet ist. In diesem Szenario verstärkt die energieabsorbierende Vorrichtung 10 die Verkleidung 24, um der plastischen Verformung der Verkleidung 24 zu widerstehen.
Die 6A-6B veranschaulichen einen zweiten Stoßkörper 46, der auf die energieabsorbierende Vorrichtung 10 aufprallt. Der zweite Stoßkörper 46 kann einen Aufprall mit einem Bein eines Fußgängers bei einer Kollision mit hoher Geschwindigkeit (z. B. 40 km/h) simulieren. Der zweite Stoßkörper 46 kann dimensioniert sein, um den Aufprall zu simulieren, z. B. kann der zweite Stoßkörper 46 eine Breite von 3,0-3,5 Zoll und ein Gewicht von ungefähr 13,8 kg aufweisen. Wie in 6B gezeigt, kann der zweite Stoßkörper 46 die erste dazwischenliegende Seite 30 verformen und die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 in Richtung der axialen Enden 34, 36 drücken. Die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 können sich während des Aufpralls auf den zweiten Stoßkörper 46 bewegen, ohne sich zu verformen. In den 5A-6B können der Stoßkörper 44 und der zweite Stoßkörper 46 Aufpralle simulieren, die die dazwischenliegende Seite des Rohrs verformen, während sie die ersten Pellets 16 oder die zweiten Pellets 18 nicht wesentlich verformen.
Die 7A-7B veranschaulichen einen dritten Stoßkörper 48, der auf die energieabsorbierende Vorrichtung 10 aufprallt. Der dritte Stoßkörper 48 kann einen Aufprallmodus hinsichtlich der RCAR-Beschädigungsanfälligkeit z. B. einen Aufprall durch eine Kollision mit einem Stoßfänger eines anderen Fahrzeugs bei einer hohen Geschwindigkeit (z. B. 15 km/h) simulieren. Wie in 7B gezeigt, kann sich, wenn der dritte Stoßkörper 48 die erste dazwischenliegende Seite 30 verformen kann, die Aufprallenergie auf die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 schneller übertragen als sich die ersten Pellets 16 und die zweiten Pellets 18 in Richtung der axialen Enden 34, 36 bewegen können. Die ersten Pellets 16 können sich bei Aufnahme der Kraft von dem dritten Stoßkörper 48 verformen und dabei die Energie von dem Aufprall aufnehmen. Ferner können die ersten Pellets 16 zwischen den zweiten Pellets 18 verstreut sein, wie in 7B gezeigt.
Der Stoßkörper 44, der zweite Stoßkörper 46 und der dritte Stoßkörper 48 der 5A-7B veranschaulichen eine Vielzahl von Aufprallszenarios, bei denen sich die ersten Pellets 16 bewegen, aber nicht verformen (5A-6B) und in denen sich die ersten Pellets 16 verformen (7A-7B), um die Aufprallenergie zu absorbieren. Die energieabsorbierende Vorrichtung 10 kann Energie bei Aufprallszenarien absorbieren, die zu niedrigeren Energieübertragungen ohne wesentliche Verformung der ersten Pellets 16 führen, z. B. der Fahrzeugkollision bei niedriger Geschwindigkeit aus den 5A-5B und der Kollision mit dem Bein eines Fußgängers aus den 6A-6B, und die energieabsorbierende Vorrichtung 10 kann eine erste Steifigkeit aufweisen. Die energieabsorbierende Vorrichtung 10 kann Energie bei Aufprallszenarien absorbieren, die zu höheren Energieübertragungen führen, z. B. der Fahrzeugkollision bei hoher Geschwindigkeit aus den 7A-7B, die die ersten Pellets 16 verformen, und die energieabsorbierende Vorrichtung 10 kann eine zweite Steifigkeit aufweisen. Somit kann die energieabsorbierende Vorrichtung 10 eine variable Steifigkeit für Aufpralle mit unterschiedlichen Energieübertragungen aufweisen.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.

Claims

Energieabsorbierende Vorrichtung, umfassend: ein Rohr; eine Vielzahl von in dem Rohr angeordneten ersten Pellets; eine Vielzahl von in dem Rohr angeordneten zweiten Pellets; wobei die ersten Pellets in Bezug auf die zweiten Pellets verformbar sind.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von ersten Pellets zwischen der Vielzahl von zweiten Pellets verteilt ist.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Pellets in Schichten angeordnet sind und die zweiten Pellets in Schichten angeordnet sind und die Schichten der ersten Pellets und die Schichten der zweiten Pellets in abwechselnder Anordnung angeordnet sind.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rohr ein Paar voneinander beabstandeter gegenüberliegender lateraler Seiten und ein Paar voneinander beabstandeter dazwischenliegender Seiten, die sich zwischen den lateralen Seiten erstrecken, beinhaltet, und ferner umfassend eine Vielzahl von Halteelementen, die das Paar gegenüberliegender lateraler Seiten verbinden.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vielzahl von dritten Pellets, wobei die dritten Pellets in Bezug auf die ersten Pellets und die zweiten Pellets verformbar sind.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Durchmesser jedes der ersten Pellets im Wesentlichen gleich einem Durchmesser von jedem der zweiten Pellets ist.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei das Rohr ein Paar gegenüberliegender axialer Enden beinhaltet und das Rohr ausgestaltet ist, die ersten Pellets zu verformen und die zweiten Pellets in Richtung der axialen Enden zu bewegen, wenn das Rohr verformt wird.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei das Rohr ein Volumen definiert und das Rohr ausgestaltet ist, die ersten Pellets zu verformen, wenn das Rohr verformt wird, um das Volumen des Rohrs zu verringern.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die ersten Pellets entlang einer Länge des Rohrs verteilt sind.
Energieabsorbierende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die ersten Pellets entlang einer Mittelachse, die sich entlang einer Länge des Rohrs erstreckt, verteilt sind.
Stoßfängerbaugruppe, umfassend: einen Stoßfängerträger; ein von dem Stoßfängerträger getragenes Rohr; eine Vielzahl von in dem Rohr angeordneten ersten Pellets; eine Vielzahl von in dem Rohr angeordneten zweiten Pellets; wobei die ersten Pellets in Bezug auf die zweiten Pellets verformbar sind.
Stoßfängerbaugruppe nach Anspruch 11, wobei die ersten Pellets entlang einer Mittelachse, die sich entlang einer Länge des Rohrs erstreckt, verteilt sind.
Stoßfängerbaugruppe nach Anspruch 11, ferner umfassend eine von dem Stoßfängerträger beabstandete Verkleidung, wobei das Rohr zwischen dem Stoßfängerträger und der Verkleidung angeordnet ist.
Stoßfängerbaugruppe nach einem der Ansprüche 11-13, wobei das Rohr ein Volumen definiert, das Rohr ausgestaltet ist, die ersten Pellets zu verformen, wenn das Rohr verformt wird, um das Volumen des Rohrs zu verringern.
Stoßfängerbaugruppe nach einem der Ansprüche 11-13, wobei das Rohr ein Paar gegenüberliegender axialer Enden beinhaltet und das Rohr ausgestaltet ist, die ersten Pellets zu verformen und die zweiten Pellets in Richtung der axialen Enden zu bewegen, wenn das Rohr verformt wird.