EP2593335A1 - Crashstruktur mit einstellbarer steifigkeit für ein deformationselement für ein fahrzeug - Google Patents

Crashstruktur mit einstellbarer steifigkeit für ein deformationselement für ein fahrzeug

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EP2593335A1
EP2593335A1 EP11722033.5A EP11722033A EP2593335A1 EP 2593335 A1 EP2593335 A1 EP 2593335A1 EP 11722033 A EP11722033 A EP 11722033A EP 2593335 A1 EP2593335 A1 EP 2593335A1
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EP
European Patent Office
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crash
crash structure
rigidity
structure according
profiles
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11722033.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Friedrich
Bernd Goetzelmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2593335A1 publication Critical patent/EP2593335A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/128—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members characterised by the members, e.g. a flat strap, yielding through stretching, pulling apart
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R2019/262—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means with means to adjust or regulate the amount of energy to be absorbed

Definitions

  • the invention relates to a crash structure with adjustable stiffness for a deformation element for a vehicle according to the preamble of the independent claim.
  • Deformationsprofil having a longitudinal carrier side flange plate and is designed as a folded construction of sheet metal.
  • the deformation profile consists of two shell components, wherein on each shell component a
  • Flange plate portion is formed.
  • the shell components are out
  • Slider move perpendicular to the direction of force and thereby lock deformation elements, so that break down by the force effect, these deformation elements by plastic deformation due to the lock crash energy.
  • a parallel arrangement or by a disassembly of such deformation elements an adaptation to the crash process is possible.
  • the movement of the slide takes place radially, ie perpendicular to the direction of force and thus to the longitudinal axis of the deformation element, usually a cylinder with a predetermined wall thickness.
  • Deformation element for a vehicle with the features of the independent claim has the advantage that now the stiffness can be adjusted continuously by two profiles are moved against each other so that a position of the two profiles is achieved against each other, which sets a degree of rigidity. Because this movement in very small
  • stepless adjustment of the rigidity is possible.
  • This principle of stepless adjustment of the rigidity according to the invention is applicable, for example, to the so-called taper, in which a deformation element is tapered by the crash structure.
  • the degree of rejuvenation, ie how much the rejuvenation takes place, can now be infinitely variable.
  • other crash energy absorption techniques, such as expansion may make use of this invention.
  • the crash structure is a body element which is installed between a side member and a cross member of the vehicle at the front of the vehicle.
  • This crash structure is provided with adjustable stiffness to respond to the respective crash with an adapted stiffness.
  • the function of such a crash structure is to protect the side member from a deformation of a crash to a certain thickness. This can then later repair the vehicle after the crash with respect to the crash structure respectively.
  • a deformation of the longitudinal member could in one
  • Such a crash structure can be provided with its own sensors and electronics in order to be able to adapt the rigidity.
  • Crash structure are attached, can also be performed by a controller outside the crash structure.
  • this can be the
  • Airbag control unit or the ESP control unit or another control unit are used.
  • the crash structure has its own control unit.
  • This control unit can also be located inside or outside the crash structure.
  • acceleration sensors, air pressure sensors, distance sensors or other suitable sensors can usually be used as sensors.
  • the stiffness is therefore the measure of which mechanical resistance the crash structure opposes to the crash.
  • This resistance can be realized as indicated above, for example by a tapering of a deformation element, or by a widening or peeling or other
  • Stepless in this case means that a desired stiffness is adjustable. This stiffness must be within a given band defined by the structure. So it is a maximum and a minimum stiffness possible. In order to always be able to react with the highest stiffness in severe crashes, the basic setting of the crash structure is the highest rigidity.
  • the profiles could be meant the various structures as defined in the dependent claims.
  • the profiles may be tubular and, in particular, defined in the dependent claims may consist of several segments or sections. But also every other form can be subsumed under the term profile.
  • the position of the two profiles against each other defines the degree of rigidity. That is, each different position is associated with a different rigidity.
  • the opening through which a deformation element is driven in order to taper it have different characteristics, in particular diameter depending on the setting.
  • the crash structure is such that within the
  • the degree of stiffness means how stiff is the crash structure in relation to
  • a deformation element behaves.
  • the term set may also mean setting or other synonyms.
  • the deformation element is tapered by an opening, wherein the opening through the two profiles and
  • a first of the two profiles has a tapering structure which has at least one air gap which is set by the second profile.
  • the tapering structure has an outer structure which adjusts the air gap in cooperation with the second profile. That is, if the air gap is used up, the highest rigidity is given, it has a maximum possible size, the lowest rigidity. However, the air gap does not necessarily have to be present. If the tube to be tapered already on the first profile (the taper) is applied and the taper is already in progress, but then the locking ring is moved, the die element moves simultaneously, so that constantly contact between locking ring and die segment and between
  • the stiffness is varied. It is advantageous that the second profile is formed like a ring, to be arranged on the tapering structure and then depending on the position of this
  • Locking ring against the tapering structure is the respective rigidity
  • Segments exist, these segments are held together by at least one spring in particular bending spring.
  • the segments can form a concentric opening with the least rigidity and a square opening with bent edges for maximum rigidity.
  • the rejuvenation structure can be in a multi-segment training
  • the outer structure may be a trajectory or at least a slope
  • Rejuvenation structure the rejuvenation structure against the locking ring as the
  • this locking ring as the second profile may consist of several segments, which are now called blocking elements and correspond to the respective segments of the tapering structure.
  • Figure 1 shows schematically where the crash structure is used in the vehicle.
  • Figures 2 to 4 show the tapering structure with locking ring in an oblique view and two rotated by the angle of 45 ° to each other sections.
  • FIG. 5 shows a plan view of the tapering structure with locking ring at maximum rigidity and FIG. 6 with the lowest rigidity.
  • FIG. 1 shows schematically where the crash structure CS is used in the vehicle FZ.
  • Crash structure CS is located in each case between a cross member QT and the respective longitudinal members LT.
  • the presently relevant function of the crash structure CS is to protect the side member LT as far as possible from many crashes in order to avoid deformation of these side members LT and thus prevent total damage to the vehicle FZ.
  • the most important function is occupant protection, while another optional feature is pedestrian protection.
  • the crash structures have a steplessly adjustable rigidity.
  • Figures 2 to 4 show the expression of the taper as deformation in the columns a, b and c for different stiffnesses a view of
  • Rejuvenation structure with locking ring b is a section through the taper structure with locking ring and c is a sectional view b rotated by 45 ° sectional view.
  • the steplessly adjustable taper takes place by means of a displacement of a locking ring SR which is parallel to the axis compared to the tapering structure or die plates.
  • FIGS. 2 to 4 show
  • FIGS. 2 to 4 show three different positions of the blocking element SR and thus a corresponding adjustment of the rigidity: in FIG. 2 a stiff, in FIG. 3 a middle and in FIG. 4 the softest setting. Any other position is also possible.
  • the support of the Matrizensegnente MR is realized in the illustrated variant such that on the die segment MS support surfaces AF are mounted, which are curved in a plane such that with strongest setting of the locking ring at the top as in Figure 2, the locking ring SR rests against the die segments MS. In all other positions of the locking ring SR forms in the course of the crash at these contact points first line contact, which can then be flat by elastic or plastic changes in shape of the components.
  • Advantageous is the support of the Matrizensegnente MR
  • the angle of the trajectory can be optimized at any point that the frictional forces during a crash, although large enough, but hold the locking ring SR in the desired position, but the travel of the locking ring SR is still kept small. It is also possible to apply a convex contact surface on the die segments MS, so that although point contacts can occur, but no edge wear occurs. If the friction between the lock ring and the die segment is small and / or the angle is large, an actuator or other mechanism must hold the lock ring in position. In the figures 2 to 4, a locking ring is shown, which supports all die segments in the same position. It is also conceivable to use a blocking element individually for each die segment. The areal contact is indicated by FK, the trajectory by BK and the line contact by LK in FIGS. 2 to 4.
  • Figures 5 and 6 show the die segments MS with the locking ring SR and the deformation element R at the stiffest, Figure 5 and the softest setting, Figure 6 of the adaptive crash structure CS.
  • the die segments have been designed predominantly so that their inner diameter is concentric with softest adjustment of the adaptive crash structure. For a stiffer setting, the die segments are shifted inwards until they rest against each other in the most rigid setting. As a result, inner diameters form a kind of square with bent quanta.
  • the tube R will assume its tubular cross section in an intermediate shape between tube and square tube when tapered. There are no edge burials. If the inner diameters of the die segments MS were concentric with the stiffest adjustment of the adaptive crash structure, the edges of the die segments would dig into the tube with the softest adjustment.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Crashstruktur mit einstellbarer Steifigkeit für ein Deformationselement (IR) bei einem Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem die Crashstruktur eine stufenlose einstellbare Steifigkeit aufweist, in dem zwei Profile derart gegeneinander bewegt werden, das eine Stellung der zwei Profile (SR, MS) gegenüber erreicht wird, die einen Grad der Steifigkeit festlegt.

Description

Beschreibung
Crashstruktur mit einstellbarer Steifigkeit für ein Deformationselement für ein Fahrzeug Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Crashstruktur mit einstellbarer Steifigkeit für ein Deformationselement für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus EP 1 792 786 A2 ist eine Crashbox bekannt, die ein gehäuseartiges
Deformationsprofil mit einer längsträgerseitigen Flanschplatte aufweist und als Faltkonstruktion aus Metallblech ausgebildet ist. Das Deformationsprofil besteht aus zwei Schalenbauteilen, wobei an jedem Schalenbauteil ein
Flanschplattenabschnitt angeformt ist. Die Schalenbauteile werden aus
Ausgangsplatinen aus Metallblech gefaltet, anschließend zusammengesetzt und mittels Widerstandsschweißpunkten aneinander gefügt. Dies stellt eine herkömmliche Crashbox dar ohne jede Adaption auf einen Crashvorgang. Eine solche Adaption ist jedoch beispielsweise aus DE 197 45 656 AI bekannt. Dabei wird ein Pralldämpfer für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei in Abhängigkeit von einem Precrash-Signal, das ist ein Signal einer Rundumsichtsensorik wie an einer Radarsensorik oder einem Aufprallsignal eine Deformation gesteuert werden kann. Vorgeschlagen wird, dass an einem Deformationselement
Schieber sich senkrecht zur Kraftrichtung bewegen und Deformationselemente dadurch sperren, so dass durch die Kraftwirkung diese Deformationselemente durch plastische Verformung aufgrund der Sperrung Crashenergie abbauen. Durch eine parallele Anordnung oder durch einen Ineinanderbau von solchen Deformationselementen ist eine Adaption auf den Crashvorgang möglich. Als weiteres Beispiel wird vorgeschlagen, ein Deformationselement durch eine Verjüngung zum Abbau von Crashenergie zu benutzen. Dabei ist ein Element zur Verjüngung fixiert und ein weiteres kann durch einen Schieber frei gegeben werden, um die Verjüngung zu reduzieren. Die Bewegung des Schiebers erfolgt dabei radial, d.h. senkrecht zur Kraftrichtung und damit zur Längsachse des Deformationselements, üblicherweise ein Zylinder mit einer vorgegebenen Wanddicke.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Crashstruktur mit einstellbarer Steifigkeit für ein
Deformationselement für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat den Vorteil, dass nunmehr die Steifigkeit stufenlos eingestellt werden kann, indem zwei Profile derart gegeneinander bewegt werden, dass eine Stellung der zwei Profile gegeneinander erreicht wird, die einen Grad der Steifigkeit festlegt. Da diese Bewegung in sehr kleinen
Abständen erfolgen kann, ist mithin eine stufenlose Einstellung der Steifigkeit möglich. Dieses erfindungsgemäße Prinzip der stufenlosen Einstellung der Steifigkeit ist beispielsweise auf die sogenannte Verjüngung anwendbar, bei der ein Deformationselement durch die Crashstruktur verjüngt wird. Der Grad der Verjüngung, also wie stark die Verjüngung erfolgt kann nunmehr stufenlos erfolgen. Aber auch andere Absorptionstechniken für Crashenergie wie das Ausweiten können von dieser Erfindung Gebrauch machen.
Die Gegeneinanderbewegung von zwei Profilen der Crashstruktur ermöglicht eine Vielzahl von Ausgestaltungsmöglichkeiten, die beispielsweise in den abhängigen Ansprüchen definiert sind. Insbesondere wird dadurch eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung der Einstellung der Steifigkeit erreicht.
Die Crashstruktur ist ein Karosserieelement, das zwischen einem Längsträger und einem Querträger des Fahrzeugs an der Fahrzeugfront eingebaut wird. Diese Crashstruktur ist mit einer einstellbaren Steifigkeit versehen, um auf den jeweiligen Crash mit einer angepassten Steifigkeit reagieren zu können. Die Funktion einer solchen Crashstruktur ist, den Längsträger vor einer Deformation von Crash bis zu einer bestimmten Stärke zu schützen. Damit kann dann später die Reparatur des Fahrzeugs nach dem Crash bezüglich der Crashstruktur erfolgen. Eine Deformation des Längsträgers könnte jedoch in einem
Totalschaden enden. Eine solche Crashstruktur kann mit einer eigenen Sensorik und Elektronik versehen sein, um die Adaption der Steifigkeit vornehmen zu können. Die Auswertung der Sensorsignale von Senoren, die an der
Crashstruktur angebracht sind, kann auch von einem Steuergerät außerhalb der Crashstruktur durchgeführt werden. Beispielsweise kann hierfür das
Airbagsteuergerät oder das ESP-Steuergerät oder ein anderes Steuergerät verwendet werden. Es ist jedoch möglich, das die Crashstruktur ein eigenes Steuergerät aufweist. Auch dieses Steuergerät kann sich innerhalb oder außerhalb der Crashstruktur befinden. Als Sensoren können dabei üblicherweise Beschleunigungssensoren, Luftdrucksensoren, Abstandssensoren oder andere geeignete Sensoren verwendet werden.
Die Steifigkeit ist demnach das Maß, welchen mechanischen Widerstand die Crashstruktur dem Crash entgegenstellt. Dieser Widerstand kann wie oben angegeben, beispielsweise durch eine Verjüngung eines Deformationselements realisiert sein oder durch ein Aufweiten oder ein Abschälen oder andere
Strukturen, die die Crashenergie in Deformationsenergie umwandeln. Es sind jedoch anstatt der Deformationsenergie auch andere Wirkungen möglich, nämlich beispielsweise eine Drosselwirkung.
Stufenlos heißt vorliegend, dass eine gewünschte Steifigkeit einstellbar ist. Diese Steifigkeit muss sich innerhalb eines vorgegebenen Bandes befinden, das durch die Struktur definiert ist. Es ist also eine maximale und eine minimale Steifigkeit möglich. Um bei schweren Crashs immer mit der höchsten Steifigkeit reagieren zu können, ist die Grundeinstellung der Crashstruktur auf die höchste Steifigkeit.
Mit den Profilen könnten die verschiedenen Strukturen, wie sie denn auch in den abhängigen Ansprüchen definiert sind, gemeint sein. Die Profile können beispielsweise rohrartig gebildet sein und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen definiert aus mehreren Segmenten oder Abschnitten bestehen. Aber auch jede andere Form kann unter dem Begriff Profil subsumiert werden. Die Stellung der zwei Profile gegeneinander definiert den Grad der Steifigkeit. Das heißt, jede unterschiedliche Stellung ist mit einer unterschiedlichen Steifigkeit verbunden. Wie aus den abhängigen Ansprüchen hervorgeht, kann dadurch beispielsweise die Öffnung, durch die ein Deformationselement getrieben wird, um es zu verjüngen, verschiedene Ausprägungen insbesondere Durchmesser je nach Einstellung aufweisen. Die Crashstruktur ist derart, dass innerhalb des
Bandes dann jeder Durchmesser möglich ist. Dem Fachmann ist klar, dass unter stufenlos oder jeder Steifigkeit auch eine gewisse Rasterung gemeint sein kann, die beispielsweise je nach Aktuatorik vorgegeben ist. Die Rasterung weist derart viele Rasterschritte auf, dass für den Fachmann unter dem Begriff stufenlos zu subsumieren ist.
Der Grad der Steifigkeit heißt, wie steif sich die Crashstruktur im Bezug auf
beispielsweise ein Deformationselement verhält. Mit dem Begriff Festlegen kann auch ein Einstellen oder andere Synonyme gemeint sein.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und
Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen
Patentanspruch angegebenen Crashstruktur möglich.
Vorteilhafter Weise wird wie oben angegeben, das Deformationselement durch eine Öffnung verjüngt, wobei die Öffnung durch die zwei Profile und
insbesondere deren Stellung gegeneinander definiert ist. Dadurch wird
Crashenergie in Verformungsenergie gewandelt und zwar durch die Verjüngung.
Dabei hat vorteilhafter Weise ein erstes der zwei Profile eine Verjüngungsstruktur, die wenigstens einen Luftspalt aufweist, der durch das zweite Profil eingestellt wird. Dabei ist beispielsweise von Vorteil, dass die Verjüngungsstruktur eine Außenstruktur aufweist, die im Zusammenwirken mit dem zweiten Profil den Luftspalt einstellt. Das heißt, ist der Luftspalt aufgebraucht, ist die höchste Steifigkeit gegeben, weist er eine maximal mögliche Größe auf, die geringste Steifigkeit. Der Luftspalt muss jedoch nicht zwingend vorhanden sein. Wenn das zu verjüngende Rohr bereits am ersten Profil (das der Verjüngung) anliegt und die Verjüngung bereits im Gang ist, dann aber der Sperrring verschoben wird, bewegt sich das Matrizenelement gleichzeitig mit, so dass ständig Kontakt zwischen Sperrring und Matrizensegment und zwischen
Matrizensegment und Rohr vorhanden ist. Trotzdem wird dabei die Steifigkeit variiert. Dabei ist vorteilhaft, dass das zweite Profil ringartig ausgebildet ist, um über die Verjüngungsstruktur angeordnet zu werden und dann je nach Stellung dieses
Sperrrings gegenüber der Verjüngungsstruktur wird die jeweilige Steifigkeit
definiert.
Dabei kann vorteilhafter Weise diese Verjüngungsstruktur aus mehreren
Segmenten bestehen, wobei diese Segmente durch wenigstens eine Feder insbesondere Biegefeder zusammengehalten werden. Die Segmente können beispielsweise bei geringster Steifigkeit eine konzentrische Öffnung und bei höchster Steifigkeit eine quadratische Öffnung mit abgebogenen Kanten bilden.
Es kann aber auch genau umgekehrt sein, so dass sich beim Verjüngen mit geringerer Steifigkeit unter Umständen Längsriefen im Rohr bilden. Dann wird zusätzlich mittels Schabvorgängen Energie umgewandelt.
Die Verjüngungsstruktur kann bei einer Ausbildung aus mehreren Segmenten
Sollbruchstellen aufweisen, um je nach Stellung der Verjüngungsstruktur zum zweiten Profil durch das Deformationselement zu brechen und damit die Öffnung zu definieren.
Die Außenstruktur kann eine Bahnkurve oder wenigstens eine Schräge
aufweisen, die in Zusammenwirken mit dem zweiten Profil die Steifigkeit festlegt. Damit wird dann klar, dass auch wenn der Ring den gleichen Durchmesser immer aufweist und damit keine Kraft auf die Verjüngungsstruktur ausübt, dann aber durch das Deformationselement beim Durchtreiben durch die
Verjüngungsstruktur die Verjüngungsstruktur gegen den Sperrring als dem
zweiten Profil überbrückt wird und so die Steifigkeit eingestellt wird. Auch dieser Sperrring als das zweite Profil kann aus mehreren Segmenten bestehen, die nunmehr Sperrelemente genannt werden und zu den jeweiligen Segmenten der Verjüngungsstruktur korrespondieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt schematisch, wo die Crashstruktur im Fahrzeug eingesetzt wird. Die Figuren 2 bis 4 zeigen die Verjüngungsstruktur mit Sperrring in einer Schrägansicht und zwei um den Winkel von 45° zueinander gedrehten Schnitten. Die Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf die Verjüngungsstruktur mit Sperrring bei höchster Steifigkeit und die Figur 6 bei geringster Steifigkeit.
Figur 1 zeigt schematisch, wo die Crashstruktur CS im Fahrzeug FZ eingesetzt wird. Crashstruktur CS befindet sich jeweils zwischen einem Querträger QT und den jeweiligen Längsträgern LT. Wie oben angegeben, ist die vorliegend relevante Funktion der Crashstruktur CS, den Längsträger LT möglichst vor vielen Crashs zu schützen, um eine Deformation dieser Längsträger LT zu vermeiden und so eine Totalschaden des Fahrzeugs FZ zu verhindern. Die wichtigste Funktion ist jedoch der Insassenschutz, während eine weitere optionale Funktion der Fußgängerschutz ist. Erfindungsgemäß weisen die Crashstrukturen eine stufenlos einstellbare Steifigkeit auf.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen die Ausprägung der Verjüngung als Deformation in den Spalten a, b und c für verschiedene Steifigkeiten eine Ansicht der
Verjüngungsstruktur mit Sperrring, b einen Schnitt durch die Verjüngungsstruktur mit Sperrring und c eine zur Schnittansicht b um 45° gedrehte Schnittansicht. Erfindungsgemäß erfolgt vorliegend die stufenlos einstellbare Verjüngung mittels einer gegenüber der Verjüngungsstruktur oder Matrizenplatten achsparalleler Verschiebung eines Sperrrings SR. Die Figuren 2 bis 4 zeigen ein
Ausführungsbeispiel mit vier Matrizensegmenten MS und acht Biegefedern BF, welche die Matrizensegmente MS zusammenhalten. Statt acht solcher Federn können hierfür aber auch weniger oder insbesondere nur eine Feder verwendet werden. Vorliegend ist eine Variante dargestellt, die prinzipiell auch während eines fortgeschrittenen Crashs angepasst werden kann.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen drei verschiedene Lagen des Sperrelements SR und damit eine entsprechende Einstellung der Steifigkeit: In Figur 2 eine steife, in Figur 3 eine mittlere und in Figur 4 die weichste Einstellung. Jede andere Position ist jedoch ebenso möglich. Die Abstützung der Matrizensegnente MR ist in der dargestellten Variante derart realisiert, dass auf dem Matrizensegment MS Abstützflächen AF angebracht sind, die in einer Ebene derart gekrümmt sind, dass bei stärkster Einstellung der Sperrring ganz oben wie in Figur 2 der Sperrring SR an den Matrizensegmenten MS anliegt. Bei allen anderen Lagen des Sperrrings SR bildet sich im Laufe des Crashs an diesen Kontaktstellen zunächst Linienberührung aus, die dann durch elastische oder auch plastische Formänderungen der Bauteile flächig werden können. Vorteilhaft ist die
Krümmung daher, weil sich dadurch Stellzeiten reduzieren. So kann der Winkel der Bahnkurve an jeder Stelle optimiert werden, dass die Reibkräfte während eines Crashs zwar groß genug sind, den Sperrring SR in der gewünschten Lage jedoch festhalten, aber der Stellweg des Sperrrings SR dennoch klein gehalten wird. Es ist auch möglich, eine konvexe Kontaktfläche auf die Matrizensegmente MS aufzubringen, so dass zwar Punktkontakte auftreten können, aber kein Kantentragen auftritt. Ist die Reibung zwischen Sperrring und Matrizensegment klein und/oder der Winkel groß, muss eine Aktuatorik oder eine andere Mechanik den Sperrring in Position halten. In den Figuren 2 bis 4 ist ein Sperrring abgebildet, der alle Matrizensegmente in der gleichen Lage abstützt. Denkbar ist auch für jedes Matrizensegment individuell ein Sperrelement zu verwenden. Der flächige Kontakt ist durch FK, die Bahnkurve durch BK und der Linienkontakt durch LK in den Figuren 2 bis 4 angegeben.
Die Figuren 5 und 6 zeigen die Matrizensegmente MS mit dem Sperrring SR und dem Deformationselement R bei steifster, Figur 5 und bei weichster Einstellung, Figur 6 der adaptiven Crashstruktur CS. Die Matrizensegmente wurden vorwiegend so gestaltet, dass deren Innendurchmesser bei weichster Einstellung der adaptiven Crashstruktur konzentrisch ist. Bei steiferer Einstellung sind die Matrizensegmente nach innen verschoben, bis sie bei steifster Einstellung aneinander anliegen. Dadurch bilden Innendurchmesser eine Art Quadrat mit gebogenen Quanten. Das Rohr R wird beim Verjüngen seinen rohrförmigen Querschnitt in eine Zwischenform zwischen Rohr- und Vierkantrohr einnehmen. Es treten keine Kanteneingrabungen auf. Würden die Innendurchmesser der Matrizensegmente MS bei steifster Einstellung der adaptiven Crashstruktur konzentrisch sein, so würden sich die Kanten der Matrizensegmente bei weichster Einstellung in das Rohr eingraben. Dies muss nicht unbedingt nachteilig sein, wenn der durch die Riefen gebildete Anteil der Crashenergie kontrolliert abgebaut wird. Möglich ist auch die Verjüngungsstruktur aus einem Stück mit Sollbruchstellen herzustellen. Dann kann man sich die Federn ganz einsparen. Auch ist die Anzahl der Matrizensegmente in beiden Richtungen anpassbar. Der Schnitt der Figuren 2b bis 4b erfolgt bei AA bzw. EE und der Schnitt der Figuren 2c bis 4c bei BB bzw. FF.

Claims

Ansprüche
1. Crashstruktur mit einstellbarer Steifigkeit für ein Deformationselement ( R) für ein Fahrzeug (FZ), dadurch gekennzeichnet, dass die Crashstruktur eine stufenlos einstellbare Steifigkeit aufweist, indem zwei Profile derart gegeneinander bewegt werden, dass eine Stellung der zwei Profile (SR, MS) gegeneinander erreicht wird, die einen Grad der Steifigkeit festlegt.
2. Crashstruktur nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das
Deformationselement durch eine Öffnung die durch die zwei Profile definiert ist, verjüngt ist, um Crashenergie in Verformungsenergie zu wandeln.
3. Crashstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der zwei Profile eine Verjüngungsstruktur ist, die wenigstens einen Luftspalt aufweist, der durch ein zweites der zwei Profile (SR) eingestellt wird.
4. Crashstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verjüngungsstruktur eine Außenstruktur aufweist, die im Zusammenwirken mit dem zweiten Profil (SR) den Luftspalt einstellt.
5. Crashstruktur nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Profil ringartig ausgebildet ist.
6. Crashstruktur nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verjüngungsstruktur aus mehreren Segmenten (MS) besteht, die durch wenigstens eine Feder (BF) zusammengehalten werden.
7. Crashstruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (MS) bei geringster Steifigkeit eine konzentrische Öffnung und bei höchster Steifigkeit eine quadratische Öffnung mit abgebogenen Kanten bilden.
8. Crashstruktur nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verjüngungsstruktur aus mehreren Segmenten (MS) besteht, die Sollbruchstellen aufweisen, um je nach der Stellung der Verjüngungsstruktur zum zweiten Profil durch das Deformationselement (R) zu brechen und damit die Öffnung zu definieren.
9. Crashstruktur nach einem der Ansprüche 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Außenstruktur eine Bahnkurve (BK) oder wenigstens eine Schräge aufweist, die im Zusammenwirken mit dem zweiten Profil (SR) die Steifigkeit festlegen.
10. Crashstruktur nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Profil (SR) zu den Segmenten (MS) korrespondierende
Sperrelemente aufweist.
EP11722033.5A 2010-07-16 2011-05-18 Crashstruktur mit einstellbarer steifigkeit für ein deformationselement für ein fahrzeug Withdrawn EP2593335A1 (de)

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