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Die Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung für eine Fahrzeugfront gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.
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Stoßfängeranordnungen für Fahrzeugfronten, mit einem ersten Lastpfad, welcher mindestens ein durch mindestens ein erstes Federelement federbelastetes Übertragungselement umfasst, sind in zahlreichen Variationen bekannt. Das mindestens eine federbelastete Übertragungselement kann in einer Aufprallsituation mit einem Fußgänger eine erste Aufprallenergie aufnehmen und eine erste Rückstoßkraft in Richtung des Fußgängers erzeugen.
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Aus der
DE 10 2016 226 093 A1 ist eine gattungsgemäße Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug bekannt. Die Stoßfängeranordnung weist einen oberen und einen unteren Lastpfad auf. Am Querträger des unteren Lastpfades ist ein Federelement vorgesehen, welches im Fall einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Fußgänger eine zusätzliche Kraft auf einen Unterschenkel des Fußgängers ausübt, um die Bewegung des Fußgängers in Richtung der Frontklappe des Fahrzeugs zu unterstützen. Zur Erhöhung einer Rückfederung des Federelements, kann das Federelement unter Vorspannung am Querträger angeordnet werden, wobei eine Einrichtung im Kollisionsfall die gespeicherte Energie des Federelements freigibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche bei einem Aufprall eines Fußgängers an der Fahrzeugfront Aufprallenergie auf unterschiedlichen Energieniveaus aufnehmen kann und die aufgenommene Energie an das Bein des Fußgängers abgegeben kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Stoßfängeranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche bei einem Aufprall eines Fußgängers an der Fahrzeugfront Aufprallenergie auf unterschiedlichen Energieniveaus aufnehmen kann und die aufgenommene Energie an das Bein des Fußgängers abgegeben kann, stützt sich das mindestens eine erste Federelement mit einem ersten Endbereich an einer federnden Abstützanordnung ab und ist mit einem zweiten Endbereich mit mindestens einem korrespondierenden Übertragungselement gekoppelt, wobei eine zweite Federkonstante der federnden Abstützanordnung sich von einer ersten Federkonstante des mindestens einen ersten Federelements unterscheidet.
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Unter einer Stoßfängeranordnung für eine Fahrzeugfront wird im Folgenden eine Baugruppe mit mindestens einem durch mindestens ein erstes Federelement federbelastetes Übertragungselement verstanden, welches in einer Aufprallsituation mit einem Fußgänger eine erste Aufprallenergie aufnimmt und eine erste Rückstoßkraft in Richtung des Fußgängers erzeugt. Hierbei wird das mindestens eine erste Federelement bei der Kraftaufnahme bzw. bei der Aufprallenergieaufnahme komprimiert und zur Erzeugung der ersten Rückstoßkraft bzw. der Reboundenergie ausgedehnt. Das Übertagungselement kann einer Frontverkleidung eines Stoßfängerquerträgers entsprechen. Alternativ kann das Übertragungselement mit der Frontverkleidung des Stoßfängerquerträgers verbunden werden. Die Übertragungselemente können im Wesentlichen parallel zueinander bzw. senkrecht zur Frontverkleidung angeordnet werden. Die Frontverkleidung kann als Stoßfängerüberzug ausgeführt werden.
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In vorteilhafter Weise kann das mindestens eine erste Federelement ein erstes linear ansteigendes Energieniveau der Aufprallenergie aufnehmen und in potentielle Energie umwandeln, welche als erste Rückstoßkraft oder Reboundenergie an das Bein des Fußgängers zurückgegeben werden kann. Zudem kann die federnde Abstützanordnung ein zweites linear ansteigendes Energieniveau der Aufprallenergie aufnehmen und in potentielle Energie umwandeln, welche als zweite Rückstoßkraft oder Reboundenergie an das Bein des Fußgängers zurückgegeben werden kann. Im Gegensatz zu einer Anbindung des mindestens einen ersten Federelements an einen starren Träger, welcher eine unnachgiebige Blockbildung oder eine plastische Deformation erzeugt, nimmt die federnde Abstützanordnung weitere Aufprallenergie auf und wandelt sie in potentielle Energie um, wodurch die gesamte Rückstoßkraft oder Reboundenergie, welche aus der Summe der ersten Rückstoßkraft oder Reboundenergie und der zweiten Rückstoßkraft oder Reboundenergie gebildet ist, in vorteilhafter Weise weiter erhöht werden kann. Durch das mindestens eine erste Federelement und die federnde Abstützanordnung kann in vorteilhafter Weise nahezu die gesamte auf das mindestens eine erste Federelement und die federnde Abstützanordnung wirkende Aufprallenergie gespeichert und als Rückstoßkraft bzw. Reboundenergie wieder an ein Schienbein bzw. einen Unterschenkel des Fußgängers abgeben werden. Die an den Unterschenkel abgegebene Reboundenergie bzw. Rückstoßkraft bewirkt eine Bewegung des Unterschenkels weg von der Fahrzeugfront, wodurch der Oberschenkel und der Unterschenkel des Fußgängers im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Dehnung des Ligamentum collaterale mediale, des inneren Seitenband im Kniegelenk des Fußgängers zumindest reduziert oder verhindert werden. Hierbei kann eine Verletzungsgefahr des Kniegelenks in vorteilhafter Weise reduziert werden. Es können mehrere erste Federelemente und korrespondierende Übertragungselemente in Querrichtung des Fahrzeugs nebeneinander angeordnet werden. Durch die Anordnung der ersten Federelemente an der Frontverkleidung und durch die korrespondierende federnde Abstützanordnung kann in vorteilhafter Weise die Aufprallenergieaufnahme und die Abgabe der Rückstoßkraft bzw. Reboundenergie feiner eingestellt und an das Fahrzeugmodell angepasst werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann die erste Federkonstante des mindestens einen ersten Federelements kleiner sein als die zweite Federkonstante der federnden Abstützanordnung. Hierbei kann das mindestens eine erste Federelement die wirkende Aufprallenergie zumindest teilweise in potentielle Energie umwandeln und nicht durch das mindestens eine erste Federelement umgewandelte Aufprallenergie kann von der federnden Abstützanordnung zumindest teilweise in potentielle Energie umgewandelt werden. Hierbei kann in vorteilhafter Weise eine zweistufige Energieumwandlung der wirkenden Aufprallenergie umgesetzt werden. Zudem kann das aufnehmbare Energieniveau und Kraftniveau der federnden Abstützanordnung und des mindestens einen ersten Federelements über die Federkonstante eingestellt und jeweils auf ein Höchstkraftniveau begrenzt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann die federnde Abstützanordnung mindestens ein zweites Federelement mit der zweiten Federkonstante aufweisen. Zwei hintereinander angeordnete Federelemente können in vorteilhafter Weise kostengünstig und einfach miteinander gekoppelt werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann die federnde Abstützanordnung mindestens einen in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Träger aufweisen, welcher zwei Endbereiche und einen zwischen den beiden Endbereichen angeordneten Abstützbereich für das mindestens eine erste Federelement aufweist, wobei der Träger an den Endbereichen mit mindestens einem Karosserieelement verbunden ist und der Abstützbereich schwingend zwischen den beiden Endbereichen gelagert ist. Durch die Wahl des Materials des Abstützbereichs und durch die Wahl der Abmessungen des Abstützbereichs kann die zweite Federkonstante der federnden Abstützanordnung in vorteilhafter Weise eingestellt werden. Zudem können mehre erste Federelemente zwischen dem Träger und dem Übertragungselement angeordnet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann mindestens ein Anbindungsbereich des mindestens einen Karosserieelements eine federnde Lagerung aufweisen, an welcher ein korrespondierender Endbereich des Trägers federnd lagerbar ist. Beispielsweise kann der mindestens eine Anbindungsbereich eine als Blechlasche ausgeführte federnde Lagerung aufweisen. Durch die federnde Lagerung kann die zweite Federkonstante zusätzlich oder alternativ eingestellt werden. Zudem sind Blechlaschen in vorteilhafter Weise einfach und kostengünstig herstellbar.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann sich das mindestens eine erste Federelement in Fahrzeugquerrichtung über die Breite des Fahrzeugs erstrecken oder es können mehrere erste Federelemente in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnet werden. Dadurch, dass sich das mindestens eine erste Federelement in Fahrzeugquerrichtung erstreckt oder dass mehrere erste Federelemente in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnet werden, kann in vorteilhafter Weise Aufprallenergie beim Aufprall des Fußgängers im Wesentlichen in jedem Bereich der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung aufgenommen und in potentielle Energie umgewandelt werden, wobei die Verletzungsgefahr für den Fußgänger reduziert werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann das mindestens eine erste Federelement als Spiralfeder oder als Tellerfeder oder als Tellerfederstapel oder als Blattfeder oder als elastische Kunststoffstruktur ausgeführt werden. Die Spiralfeder und die Wirkrichtung der Spiralfeder können im Wesentlichen senkrecht zur Frontverkleidung ausgerichtet werden. Alternativ oder zusätzlich können eine Tellerfeder oder ein Stapel von Tellerfedern mit Wirkrichtung der Tellerfeder bzw. der Tellerfedern senkrecht zur Frontverkleidung ausgerichtet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufende Blattfeder mit Wirkrichtung senkrecht zur Frontverkleidung ausgerichtet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Kunststoffstruktur mit Wirkrichtung senkrecht zur Frontverkleidung in Fahrzeugquerrichtung an der Fahrzeugfront angeordnet werden.
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Die Kunststoffstruktur kann in vorteilhafter Weise Wabenförmig ausgeführt werden. Die Tellerfedern, Spiralfedern, Blattfedern und Kunststoffstrukturen können in vorteilhafter Weise unter einer Kraftwirkung elastisch Verformen, so dass eine plastische Deformation des mindestens einen ersten Federelements vermieden werden kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise nahezu die gesamte auf das mindestens eine erste Federelement wirkende Aufprallenergie gespeichert und als erste Reboundenergie bzw. als erste Rückstoßkraft wieder an das Schienbein bzw. den Unterschenkel des Fußgängers abgeben werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann das mindestens eine erste Federelement in einem Ruhezustand vorgespannt werden. Hierbei kann durch die Vorspannung Energie gespeichert werden, welche nach der Auslösung des mindestens einen ersten Federelements freigeben werden kann. Dadurch kann die erste Rückstoßkraft oder erste Reboundenergie, welche an das Bein des Fußgängers abgegeben wird, in vorteilhafter Weise aus der umgewandelten Aufprallenergie und aus der durch eine Vorspannung gespeicherten Energie gebildet werden. Alternativ kann die erste Rückstoßkraft oder erste Reboundenergie in Form der gespeicherten Energie vor der Umwandlung der Aufprallenergie in potentielle Energie an den Unterschenkel des Fußgängers abgegeben werden. Dadurch kann die erste Rückstoßkraft oder erste Reboundenergie auch bei einem geringem Eindringweg in vorteilhafter Weise größer sein als die in potentielle Energie umgewandelte Aufprallenergie. Zudem kann durch den geringen Eindringweg die erste Reboundenergie oder erste Rückstoffkraft auch zu einem früheren Zeitpunkt wieder an das Bein abgegeben werden. Durch die frühere Abgabe der ersten Reboundenergie oder ersten Rückstoffkraft und durch die erhöhte erste Reboundenergie oder erste Rückstoffkraft kann in vorteilhafter Weise die Wahrscheinlichkeit erhöht werden kann, dass der Oberschenkel und der Unterschenkel des Fußgängers durch die erste Rückstoßkraft oder erste Reboundenergie im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann eine Auslöseanordnung die Vorspannung des mindestens einen ersten Federelements freigeben. Die Auslöseanordnung kann beispielsweise bei entsprechend großen einwirkenden Aufprallkräften und/oder Beschleunigungen von einem Ruhezustand in einen freigebenden Zustand überführt werden, um die durch die Vorspannung gespeicherte Federenergie freizugeben. Die Auslöseanordnung kann beispielsweise einen Sperrriegel oder Sperrstift aufweisen, welcher von einer sperrenden in eine freigebende Position bewegt werden kann. Der Zeitpunkt für die Auslösung des mindestens einen ersten Federelements kann dadurch in vorteilhafter Weise gesteuert und somit möglichst optimal auf die Beinkinematik ausgelegt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung kann der erste Lastpfad in Fahrzeughochrichtung unter einem zweiten Lastpfad angeordnet werden, wobei zumindest der erste Lastpfad das mindestens eine erste Federelement und die federnde Abstützanordnung aufweist. Der zweite Lastpfad kann ein stoßdämpfendes Element aufweisen, welches mit einem Träger verbunden werden kann. Hierbei kann das stoßdämpfende Element als Fußgängerschutzschaum ausgeführt werden. Das stoßdämpfende Element schützt das Bein des Fußgängers in vorteilhafter Weise vor dem harten Träger. Das mindestens eine erste Federelement und die federnde Abstützanordnung des ersten Lastpfads können durch die erzeugte Rückstoßkraft oder Reboundenergie den Unterschenkel weg von der Fahrzeugfront bewegen, um eine Verletzungsgefahr des Kniegelenks zu reduzieren.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung in einem Ruhzustand und in einem ausgelösten Zustand;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines ersten Lastpfads eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung,
- 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des ersten Lastpfads eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung,
- 4 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des ersten Lastpfads eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung, und
- 5 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des ersten Lastpfads eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung.
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Wie aus 1 bis 5 ersichtlich ist, weist eine Stoßfängeranordnung 20 für eine Fahrzeugfront 1 einen ersten Lastpfad 40A, 40B, 40C, 40D, 40E auf, welcher mindestens ein durch mindestens ein erstes Federelement 21 federbelastetes Übertragungselement 23 umfasst, welches in einer Aufprallsituation mit einem Fußgänger eine erste Aufprallenergie aufnimmt und eine erste Rückstoßkraft in Richtung des Fußgängers erzeugt.
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Erfindungsgemäß stützt sich das mindestens eine erste Federelement 21 mit einem ersten Endbereich 21.1 an einer federnden Abstützanordnung 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E ab und ist mit einem zweiten Endbereich 21.2 mit dem mindestens einen korrespondierenden Übertragungselement 23 gekoppelt, wobei die zweite Federkonstante der federnden Abstützanordnung 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E sich von der ersten Federkonstante des mindestens einen ersten Federelements 21 unterscheidet.
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In 1 repräsentiert ein Beinprüfkörper 2 ein Bein eines Fußgängers mit Knie, Unterschenkel und einem teilweise dargestellten Oberschenkel. Bei dem in 1 dargestellten Anprallmoment verlagert sich der Schwerpunkt eines einen Oberschenkel repräsentierenden ersten Abschnitts 2.1 des Beinprüfkörpers 2 in Richtung Fahrzeug und lehnt sich an eine Frontverkleidung 24 der Fahrzeugfront 10 an. Durch die gespeicherte Aufprallenergie des mindestens einen ersten Federelements 21 und der federnden Abstützanordnung 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E, welche als Reboundenergie bzw. als Rückstoßkraft an einen einen Unterschenkel repräsentierenden zweiten Abschnitt 2.2 des Beinprüfkörpers 2 abgegeben wird, wird der zweite Abschnitt 2.2 in Fahrzeuglängsrichtung vom Fahrzeug wegbewegt. Dadurch sind nach der Abgabe der Reboundenergie bzw. der Rückstoßkraft der erste Abschnitt 2.1 bzw. der Oberschenkel und der zweite Abschnitt 2.2 bzw. der Unterschenkel nahezu parallel zueinander angeordnet, wodurch eine Dehnung des Ligamentum collaterale mediale reduziert wird.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 20A ist ein im Wesentlichen in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufendes Übertagungselement 23 über die Breite des Fahrzeugs mit der Frontverkleidung 24 verbunden. Dadurch ist das mindestens eine durchgängige Übertragungselement 23 zwischen dem mindestens einen ersten Federelement 21 und der Frontverkleidung 24 angeordnet und leitet auf die Frontverkleidung 24 wirkende Aufprallkräfte und Energien an das mindestens eine erste Federelement 21 weiter. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 20 können mehrere Übertragungselemente 23 mit der Frontverkleidung 24 verbunden werden. Dadurch ist jeweils ein Übertagungselement 23 zwischen einem korrespondierenden ersten Federelement 21 und der Frontverkleidung 24 angeordnet. Die Frontverkleidung 24 kann als Stoßfängerüberzug ausgeführt werden.
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Wie aus 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, unterscheiden sich die dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 20A, durch die Ausführung des ersten Lastpfads 40A, 40B, 40C, 40D, 40E. Die dargestellten ersten Lastpfade 40A, 40B, 40C, 40D, 40E unterscheiden sich durch die Ausführung und Anordnung des mindestens einen ersten Federelements 21 und durch die Ausführung der federnden Abstützanordnung 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E.
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Das in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40A und das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40B weisen mehrere als Spiralfedern 21A, 12B ausgeführte erste Federelemente 21 auf. Dabei sind mehrere Spiralfedern 21A in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnet und vorzugsweise gleichmäßig in Fahrzeugquerrichtung verteilt.
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Das in 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40C weist mehrere als Tellerfederstapel 21C ausgeführte erste Federelemente 21 auf. Dabei sind mehrere Tellerfederstapel 21C in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnet und vorzugsweise gleichmäßig in Fahrzeugquerrichtung verteilt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Tellerfederstapel 21C eine obere Tellerfeder 21.3C und eine untere Tellerfeder 21.4C auf. Die untere Tellerfeder 21.4C weist zwei erste Endbereiche 21.1 auf, welche sich an der federnden Abstützanordnung 30, 30C abstützen. Die obere Tellerfeder 21 weist den zweiten Endbereich 21.2 auf, welcher mit dem Übertragungselement 23 gekoppelt ist. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Tellerfederstapel 21C mehr als zwei Tellerfedern 21.3C, 21.4C aufweisen. Zudem können anstelle des Tellerfederstapels 21C auch einzelne Tellerfedern 21.3C, 21.4C eingesetzt werden.
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Das in 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40D umfasst ein als Blattfeder 21D ausgeführte erstes Federelement 21, welches sich in Fahrzeugquerrichtung über die Breite des Fahrzeugs erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Blattfeder 21D drei Abschnitte 21.3D mit einem ovalen Querschnitt auf. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Blattfeder 21D mehr oder weniger als drei Abschnitte 21.3D mit ovalem Querschnitt aufweisen. In einem weiteren alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Blattfeder 21D wellenförmig ausgeführt werden.
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Das in 5 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40E umfasst ein als elastische Kunststoffstruktur 21E ausgeführtes erstes Federelement 21, welche sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Die elastische Kunststoffstruktur 21E kann beispielsweise als Polyphenylenetherbauteil und/oder Polypropylencarbonatbauteil ausgeführt werden. Polyphenylenether mit dem Kurzzeichen PPE, und Polypropylencarbonat mit dem Kurzzeichen PPC sind thermoplastische Kunststoffe, welche einfach, beispielsweise in einem Spritzgießverfahren, durch eine geeignete Gussform in eine vorgegebene Form gebracht werden können. Selbstverständlich können auch andere geeignete Kunststoffe wie beispielsweise glasfaserverstärktes Polypropylen (PPGF), glasgefülltes Polyamid (PAGF) usw. für die elastische Kunststoffstruktur 21E verwendet werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kunststoffstruktur 21E rautenförmige Waben 21.3E und dreieckige Waben 21.4E auf, welche versetzt zueinander angeordnet sind. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Waben 21.3E, 21.4E andere geeignete Formen, wie beispielsweise Sechsecke, und Abmessungen aufweisen.
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Zudem ist eine Kombination aus den dargestellten ersten Federelementen 21 umsetzbar.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, wird bei einem Aufprall eines Fußgängers an der Fahrzeugfront 10 das mindestens eine erste Federelement 21, 21A durch die wirkende Aufprallenergie zusammengedrückt, wodurch die wirkende Aufprallenergie in potentielle Energie umgewandelt wird. Des Weiteren nimmt die federnde Abstützanordnung 30, 30A die wirkende Aufprallenergie auf, und wandelt sie in potentielle Energie um. Hierbei bewegt sich die Frontverkleidung 24 im Aufprallbereich weg vom Fußgänger in Richtung Fahrzeuginnenraum. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 20A ist die erste Federkonstante der ersten Federelemente 21, 21A kleiner als die zweite Federkonstante der federnden Abstützanordnung 30. Dadurch nimmt die federnde Abstützanordnung 30, 30A Aufprallenergie auf, welche das aufnehmbare Energieniveau der ersten Federelement 21, 21A übersteigt. Die auf den Fußgänger wirkende Rückstoßkraft oder Reboundenergie setzt sich aus der ersten Rückstoßkraft oder Reboundenergie der ersten Federelemente 21, 21A und der zweiten Rückstoßkraft oder Reboundenergie der federnden Abstützanordnung 30 zusammen. Bei der Abgabe der Rückstoßkraft oder Reboundenergie an den Fußgänger bewegt sich die Frontverkleidung 24 in Richtung des Fußgängers.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, stützt sich die Abstützanordnung 30, 30A an einem steifen Träger 12 ab. Der steife Träger 12 kann beim Aufprall mit dem Fußgänger wenig Aufprallenergie durch Deformation aufnehmen, sodass möglichst viel Aufprallenergie in den ersten Federelementen 21, 21A und in der federnden Abstützanordnung 30, 30A gespeichert und als Reboundenergie oder Rückstoffkraft an den Fußgänger abgegeben werden kann.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, weist die federnde Abstützanordnung 30, 30A im ersten Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40A mindestens ein zweites Federelement 32A mit der zweiten Federkonstante auf. Das mindestens eine zweite Federelement 32A wird über eine nicht dargestellte Kopplung mit dem korrespondierenden ersten Federelement 21, 21A oder mit mehreren korrespondierenden ersten Federelementen 21 gekoppelt. Das mindestens eine zweite Federelement 32A kann beispielsweise als Spiralfeder, als Tellerfeder, als Tellerfederstapel, als Blattfeder oder Kunststoffstruktur ausgeführt werden.
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Wie aus 2 bis 5 weiter ersichtlich ist, weist die federnde Abstützanordnung 30, 30B, 30C, 30D, 30E im zweiten Ausführungsbeispiel, im dritten Ausführungsbeispiel, im vierten Ausführungsbeispiel und im fünften Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40B, 40C, 40D, 40E mindestens einen in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufenden Träger 32B, 32C, 32D, 32E auf, welcher zwei Endbereiche 32.1, 32.2 und einen zwischen den beiden Endbereichen 32.1, 32.2 angeordneten Abstützbereich 32.3 für das mindestens eine erste Federelement 21 aufweist. Der Träger 32B, 32C, 32D, 32E ist an den Endbereichen 32.1, 32.2 mit mindestens einem als steifen Träger 12 ausgeführten Karosserieelement verbunden, so dass der Abstützbereich 32.3 schwingend zwischen den Endbereichen 32.1, 32.2 gelagert ist. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Anbindungsbereich des mindestens einen Karosserieelements eine federnde Lagerung aufweisen, an welcher ein korrespondierender Endbereich 32.1, 32.2 des Trägers 32B, 32C, 32D, 32E federnd lagerbar ist. Dieser mindestens eine Anbindungsbereich kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine als Blechlasche ausgeführte federnde Lagerung aufweisen.
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In dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40, sind die ersten Federelemente 21, 21A in einem Ruhezustand vorgespannt. Eine nicht dargestellte Auslöseanordnung gibt die Vorspannung der ersten Federelemente 21, 21A frei. Hierbei zeigt ein erster Abschnitt a) das erste Federelement 21, 21A in einem vorgespannten Ruhezustand, und ein zweiter Abschnitt b) zeigt das erste Federelement 21, 21A in einem ausgelösten Betriebszustand. Die Auslöseanordnung kann beispielsweise rein mechanisch durch eine entsprechende Kinematik umgesetzt werden oder mindestens ein Sensorelement, eine Auswerte- und Steuereinheit und mindestens einen Sperrriegel oder Sperrstift aufweisen, welcher von einer sperrenden in eine freigebende Position bewegt werden kann. Das mindestens eine Sensorelement kann wirkende Aufprallkräfte und/oder Beschleunigungen oder eine Bewegung der Frontverkleidung 24 in Richtung Fahrzeuginnenraum überwachen und korrespondierende Sensorsignale an die Auswerte- und Steuereinheit ausgeben. Die Auswerte- und Steuereinheit wertet diese Sensorsignale aus und gibt bei Erreichen von vorgegebenen Auslösebedingungen ein Signal an einen Antrieb aus, welcher den mindestens einen Sperrriegel oder Sperrstift von einer sperrenden in eine freigebende Position bewegt. Dadurch können sich die korrespondierenden ersten Federelemente 21, 21A entspannen und die Frontverkleidung 24 in Richtung Fußgänger bewegen und die gespeicherte Federenergie als Rückstoßkraft oder Reboundenergie an den Fußgänger abgeben. Hierbei wird die Frontverkleidung 24 in einem im 2 dargestellten ausgelösten Zustand der ersten Federelemente 21, 21A um einen Abstand d im Vergleich zum in 1 dargestellten zur Ruhzustand in Richtung des Fußgängers bewegt. In einem nicht dargestellten Zustand zwischen dem Ruhezustand und dem ausgelösten Zustand können die ersten Federelemente 21, 21A durch die wirkende Aufprallkraft oder Aufprallenergie zusätzlich komprimiert werden, wobei sich die erste Rückstoßkraft oder Reboundenergie nach dem Auslösen aus der gespeicherten Federenergie und der umgewandelten Aufprallenergie zusammensetzt. Durch die Auslöseanordnung wird der Zeitpunkt für die Auslösung der vorgespannten Federelemente 21, 21A gesteuert. Im zweiten Ausführungsbeispiel, im dritten Ausführungsbeispiel, im vierten Ausführungsbeispiel und im fünften Ausführungsbeispiel des ersten Lastpfads 40B, 40C, 40D, 40E kann das mindestens eine erste Federelement 21, 21B, 21C, 21D, 21E ebenfalls durch eine geeignete Auslöseanordnung vorgespannt werden.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, weist die dargestellte erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 20A zwei Lastpfade 40A, 50 auf, wobei der erste Lastpfad 40A in Fahrzeughochrichtung unter einem zweiten Lastpfad 50 angeordnet ist. Zumindest der erste Lastpfad 40A weist die ersten Federelemente 21, 21A und die federnde Abstützanordnung 30, 30A auf. Der zweite Lastpfad 50 umfasst einen Träger 14. An diesem Träger 14 kann sich ein Fußgängerschutzschaum abstützen. Hierbei können der Träger 12, an welchem sich die federnde Abstützanordnung 30, 30A abstützt, und der Träger 14, an welchem sich der Fußgängerschutzschaum abstützt, mit einander verbunden werden. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 20A kann der zweite Lastpfad 50 zusätzlich oder alternativ zum Fußgängerschutzschaum auch Federelemente 21 und die federnde Abstützanordnung 30A, 30B, 30C, 30D, 30E aufweisen.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist der erste Lastpfad 40A, 40B, 40C, 40D in etwa im Unterschenkelbereich des Fußgängers angeordnet. Der zweite Lastpfad ist in etwa im Kniebereich des Fußgängers angeordnet. Je nach Körpergröße des Fußgängers kann der Aufprallbereich der Elemente der Lastpfade 40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 50 am Bein des Fußgängers variieren.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Beinprüfkörper
- 2.1
- erster Abschnitt
- 2.2
- zweiter Abschnitt
- 10
- Fahrzeugfront
- 12, 14
- Träger
- 20A
- Stoßfängeranordnung
- 21
- erstes Federelement
- 21A, 21B
- Spiralfeder
- 21C
- Tellerfederstapel
- 21.3C
- obere Tellerfeder
- 21.4C
- untere Tellerfeder
- 21D
- Blattfeder
- 21.3D
- ovalförmiger Abschnitt
- 21E
- Kunststoffstruktur
- 21.3E
- rautenförmige Wabe
- 21.4E
- dreieckige Wabe
- 21.1
- erster Endbereich
- 21.2
- zweiter Endbereich
- 23
- Übertragungselement
- 24
- Frontverkleidung
- 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E
- Abstützanordnung
- 32A
- zweites Federelement
- 32B, 32C, 32D, 32E
- schwingender Träger
- 32A
- zweites Federelement
- 32B, 32C, 32D, 32E
- schwingender Träger
- 32.1, 32.2
- Endbereich
- 32.3
- Abstützbereich
- 40A, 40B, 40C, 40D, 40E
- erster Lastpfad
- 50
- zweiter Lastpfad
- d
- zusätzlicher Weg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016226093 A1 [0003]
