WO2015162040A1 - Deformationselementanordnung und kraftfahrzeug mit einer deformationselementanordnung - Google Patents

Deformationselementanordnung und kraftfahrzeug mit einer deformationselementanordnung Download PDF

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WO2015162040A1
WO2015162040A1 PCT/EP2015/058134 EP2015058134W WO2015162040A1 WO 2015162040 A1 WO2015162040 A1 WO 2015162040A1 EP 2015058134 W EP2015058134 W EP 2015058134W WO 2015162040 A1 WO2015162040 A1 WO 2015162040A1
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WO
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deformation element
motor vehicle
vibration generating
generating device
pedestrian
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PCT/EP2015/058134
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Öztzan AKIF
Gerhard Fichtinger
Wilhelm Riedl
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B60R2019/007—Means for adjusting or regulating the crash absorption capacity of the vehicle, e.g. when detecting an impending collision

Definitions

  • the present invention relates to a deformation element arrangement for a motor vehicle with a deformation element and a motor vehicle with such a deformation element arrangement.
  • the impact damper for a motor vehicle body with variable stiffness.
  • the impact damper has a foam structure whose stiffness is variably adjustable controlled by a so-called crash sensor.
  • the foam consists of a polymer whose pores are filled with a fluid medium. If the crash sensor detects that pedestrian protection is required, the impact damper is set to or left in a soft state. On the other hand, if the crash sensor recognizes a hard impact of the vehicle, then the impact damper is set to a hard state or left in this.
  • Compressibility of the liquid can be switched in the polymer foam.
  • a generation of an electric and / or magnetic field may be complicated and expensive as well as energy-intensive. Furthermore, there is a so-called magnetorheological fluid from a carrier liquid with metallic particles contained therein, wherein the particles are subject to wear and can sediment, so that a function of
  • magnetorheological fluid can worsen over time.
  • known electrorheological fluids are effective only in a narrow temperature range and sensitive to environmental influences. It is the object of the present invention, a deformation element arrangement for a motor vehicle and a motor vehicle with such
  • Deformationselementan create whose deformation behavior and / or flow behavior with simple, effective means over a long period of time, for example, with a low energy input, is changeable.
  • a deformation element arrangement for a motor vehicle has a deformation element and a
  • the vibration generating device is arranged and configured such that the deformation element can be set into oscillation if required, so that a deformation behavior and / or a flow behavior of the deformation element in accordance with a
  • Request condition is changeable / are.
  • the deformation element may have a hardness, i. Its deformation behavior and / or flow behavior, are easily changed so that it can be adjusted according to the requirement condition.
  • the deformation element has a thixotropic material or a rheopex material.
  • the deformation element consists essentially of a thixotropic material or Substantially of a rheopex material A flowability of a thixotropic material increases by a mechanical shear stress, while a rheology of a rheopex material by a mechanical
  • Vibration ser Wegungs is the deformation element in its hardness or deformability adjustable.
  • the deformation element is attachable to the motor vehicle and is designed such that it dampens an impact of the pedestrian on the motor vehicle in a collision of the motor vehicle with a pedestrian.
  • the requirement condition is an impact with the pedestrian and a
  • Deformation behavior and / or flow behavior of the deformation element is set by means of vibrations generated by the vibration generating means so that it is sufficiently soft
  • the deformation element is not vibrated, i. the vibration generator may be inactive. That's it
  • the deformation element is adapted to be arranged at a front end of the vehicle and / or at a rear end of the vehicle.
  • the deformation element can be adjusted according to the requirements in its deformation behavior and / or flow behavior.
  • the deformation member is disposed at a vehicle front end and / or a vehicle rear end, it is
  • Deformation element adapted in particular for arrangement on a bumper cross member.
  • the deformation element is adapted to the arrangement between a bumper fascia and the bumper cross member
  • Pedestrian protection advantageous.
  • the arrangement between the bumper cross member and the bumper fascia allows a non-visible arrangement of the deformation element but in case of collision with a pedestrian a great effect, since the bumper fascia at the beginning of the coflision first comes into contact with the pedestrian and behind the bumper fascia, the Usually designed compliant, located directly the deformation element.
  • the deformation element extends substantially over an entire width of the bumper cross member.
  • the deformation element can exert its effect independently thereof, at a softer point the pedestrian or the object collides head-on with the motor vehicle.
  • the deformation element arrangement according to the present invention further comprises a control device.
  • Control device is adapted to the
  • Vibration generating device in response to a vehicle speed controls.
  • the control device can
  • Control vibration generating device in response to detecting an imminent collision of the motor vehicle with an object and / or a pedestrian.
  • controlling also includes “regulating” here.
  • the control unit preferably activates the vibration generating device in a speed range of the speed range relevant to pedestrian safety
  • Motor vehicle for example, a range between about 20 km / h and about 50 km / h.
  • a deformability and / or a flowability of the deformation element is / are increased in this speed range.
  • control unit can
  • the oscillation generating device is adapted to generate vibrations in an ultrasonic range.
  • a piezoelectric actuator can be used.
  • Vibrations in an ultrasonic range can be generated particularly easily and require only a small amount of energy and have no adverse effect on the motor vehicle.
  • the vibration ser Wegungs can also be adapted such that it uses natural vibrations of the motor vehicle to set the deformation element in vibration. Natural oscillations of the motor vehicle
  • Motor vehicles for example, come from certain drive units. In this case, the energy input for changing the deformability and / or flowability of the deformation element is further reduced.
  • the deformation element consists of a filled with a thixotropic material elastic, in particular for the thixotropic material impermeable shell, Alternatively, the
  • the thixotropic material or the rheopex material in a low-viscosity state in particular a liquid state or a liquid-like state, does not escape and, moreover, the deformation element can be adequately deformed by the elastic sheath.
  • the deformation element can have an opening through which the thixotropic material or the rheopex material can be displaced as a result of a force acting on the deformation element.
  • the opening can be any suitable material. In particular, it is displaceable when it is in the low-viscosity or liquid or liquid-like state.
  • the opening can be any suitable material.
  • the thixotropic material or the rheopex material in a first operating state of the vibration generating device is highly viscous, especially solid, or has at least predominantly properties of a solid and further preferably the thixotropic material or the rheopex material in a second operating state of the vibration generating device
  • a thixotropic material has a time dependence of the flow properties, in which a viscosity decreases as a result of continuous mechanical stress and increases again only after completion of the stress. Vibrations form in the present case, a mechanical stress, ie the more intense the flow
  • the thixotropic material may be a non-Newtonian fluid.
  • a rheopex material could also be used for the deformation element, which has a behavior opposite to that of a thixotropic material.
  • the vibrator is adapted to produce vibrations to make the rheopex material less viscous and thus harder.
  • the rheopex material may be a non-Newtonian fluid.
  • Fig. 1 is a schematic sectional side view of a
  • FIG. 2 is a schematic, side sectional view of FIG.
  • Figure 1 shows schematically a sectional side view of a
  • the deformation element assembly 1 consists in particular of a deformation element 3, which on a Bumper cross member 5 is arranged.
  • the deformation element 3 is arranged between a bumper cover, not shown, and the bumper cross member 5.
  • the bumper cross member 5 in turn is at two front
  • the deformation element 3 consists of an elastic sheath 9 and a thixotropic material 7, which is received within the sheath 9.
  • the sheath 9 is impermeable to the thixotropic material 7.
  • the thixotropic material is in a normal state in which there is no
  • the deformation element arrangement 1 also has a not shown
  • Vibration generating device which is arranged and designed such that it can set the deformation element 3 and in particular the thixotropic material 7 in oscillation.
  • the vibration generating device preferably consists of several Ultraschallpiezoaktuatoren, on the
  • Bumper crossmember in contact with the deformation element 3 and the thixotropic material 7 are arranged.
  • the deformation element arrangement 1 has a not shown
  • Control device which controls the vibration generating device.
  • the deformation element 3 upon fulfillment of a requirement condition in such a vibration that the thixotropic material 7 predominantly has properties of a liquid or behaves like a liquid. As a result, the deformation element 3 can be easily deformed when it encounters an obstacle.
  • the control device activates in particular the
  • Vibration generating device 1 in cases where protection of
  • Pedestrians is required with the motor vehicle over the bumper collide.
  • the deformation element 3 in a certain speed range for example, is a range of about 20 km / h to about 50 km / h, easily deformable and thus soft.
  • the controller controls the
  • Vibration generating device such that the deformation element 3 is only vibrated when the vehicle in said
  • Speed range is moving.
  • the requirement condition is thus the named speed range.
  • control device as the vibration generating device as additional
  • Requirement condition only turns on when an imminent collision with a pedestrian is detected by means of suitable sensors.
  • the vibration generating device is not activated, so that the deformation element 3 is comparatively hard and thus better contribute to the absorption of collision energy for the protection of a vehicle occupant.
  • the thixotropic material 7 is in a highly viscous, solid or solids-like state.
  • Bumper cross member 5 an opening 11 is provided, through which the thixotropic material in the low-viscosity state can flow out of the shell 9, so that the deformation element 3 behaves even softer in the collision, i. a deformability of the deformation element 3 is even greater.
  • Bumper cross member 3 is an elastic reservoir 13 is provided, in which the outflowing thixotropic material 7 can be collected.

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Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Deformationselementanordnung für ein Kraftfahrzeug ein Deformationselement und eine Schwingungserzeugungseinrichtung. Die Schwingungserzeugungseinrichtung ist derart angeordnet und ausgebildet, dass das Deformationselement bei Bedarf derart in Schwingung versetzbar ist, so dass ein Verformungsverhalten und/oder ein Fließverhalten des Deformationselements in Übereinstimmung mit einer Anforderungsbedingung veränderbar ist/sind.

Description

Deformationselementanordnung und Kraftfahrzeug
Deformationselementanordnung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Deformationselementanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Deformationselement sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Deformationselementanordnung.
Aus der DE 102006026447 A1 ist ein Pralldämpfer für eine Kraftfahrzeugkarosserie mit variabler Steifigkeit bekannt. Der Pralldämpfer weist eine Schaumstruktur auf, deren Steifigkeit durch eine sogenannte Crash-Sensorik gesteuert variabel einstellbar ist. Der Schaum besteht aus einem Polymer, dessen Poren mit einem fluiden Medium gefüllt sind. Erkennt die Crash-Sensorik, dass ein Fußgängerschutz erforderlich ist, so wird der Pralldämpfer auf einen weichen Zustand eingestellt bzw. in diesem belassen. Erkennt die Crash-Sensorik dagegen einen harten Aufprall des Fahrzeugs, dann wird der Pralldämpfer auf einen harten Zustand eingestellt bzw. in diesem belassen. Beispielsweise ist der Polymerschaum mit einer
elektrorheologischen oder einer magnetorheologischen Flüssigkeit gefüllt. Mittels eines elektrischen oder magnetischen Felds kann die Viskosität und/oder
Kompressibilität der Flüssigkeit in dem Polymerschaum umgeschaltet werden.
Eine Erzeugung eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes kann unter Umständen kompliziert und aufwendig sowie energieintensiv sein. Ferner besteht eine sogenannte magnetorheologische Flüssigkeit aus einer Trägerflüssigkeit mit darin enthaltenen metallischen Partikeln, wobei die Partikel einem Verschleiß unterliegen und sedimentieren können, so dass sich eine Funktion der
magnetorheologischen Flüssigkeit im Laufe der Zeit verschlechtern kann. Daruber hinaus sind bekannte elektrorheologische Flüssigkeiten lediglich in einem engen Temperaturbereich wirksam und gegenüber Umwelteinflüssen empfindlich. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Deformationselementanordnung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen
Deformationselementanordnung zu schaffen, dessen Verformungsverhalten und/oder Fließverhalten mit einfachen, wirksamen Mitteln über einen langen Zeitraum, beispielsweise mit einem geringen Energieeintrag, veränderbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Deformationselementanordnung für ein
Kraftfahrzeug gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen
Deformationselementanordnung gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Patenansprüchen aufgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Deformationselementanordnung für ein Kraftfahrzeug ein Deformationselement und eine
Schwingungserzeugungseinrichtung. Die Schwingungserzeugungseinrichtung ist derart angeordnet und ausgebildet, dass das Deformationselement bei Bedarf derart in Schwingung versetzbar ist, so dass ein Verformungsverhalten und/oder ein Fließverhalten des Deformationselements in Übereinstimmung mit einer
Anforderungsbedingung veränderbar ist/sind.
Demnach ist zur Einstellung einer Härte des Deformationselements der
Deformationselementanordnung weder ein elektrisches Feld noch ein magnetisches Feld erforderlich und es kann auf magnetorheologische sowie elektrorheologische
Flüssigkeiten verzichtet werden. Ferner kann das Deformationselement bei Bedarf in seiner Härte, d.h. seinem Verformungsverhalten und/oder Fließverhalten, einfach verändert werden, so dass es entsprechend der Anforderungsbedingung eingestellt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Deformationselement ein thixotropes Material oder ein rheopexes Material auf. Vorteilhaft besteht das Deformationselement im Wesentlichen aus einem thixotropen Material oder im Wesentlichen aus einem rheopexem Material, Eine Fließfähigkeit eines thixotropen Materials nimmt durch eine mechanische Scherbeanspruchung zu, während eine Fließfähigkeit eines rheopexen Materials durch eine mechanische
Scherbanspruchgung abnimmt. Wird das jeweilige Material durch die
Schwingungserzeugungseinrichtung in Schwingung versetzt, erfolgt eine
mechanische Scherbeanspruchung des Matertals mit der entsprechenden
Veränderung der Fließfähigkeit und damit einer Veränderung der Verformbarkeit bzw. Härte des Materials. Durch verschiedene Betriebszustände der
Schwingung serzeugungseinrichtung ist das Deformationselement in seiner Härte bzw. Verformbarkeit einstellbar.
Bevorzugt ist das Deformationselement derart an dem Kraftfahrzeug anbringbar und ist derart ausgebildet, dass es bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger einen Aufprall des Fußgängers auf das Kraftfahrzeug dämpft. In diesem Fall ist die Anforderungsbedingung ein Aufprall mit dem Fußgänger und ein
Verformungsverhalten und/oder Fließverhalten des Deformationselements wird mittels durch die Schwingungserzeugungseinrichtung erzeugter Schwingungen so eingestellt, dass es hinreichend weich ist
Wenn die Anforderungsbedingung eines Aufpralls des Fußgängers nicht gegeben ist, ist im anderen Fall das Deformationselement nicht in Schwingung versetzt, d.h. die Schwingungserzeugungseinrichtung kann inaktiv sein. Damit ist das
Deformationselement härter ausgeführt, so dass eine Verformung des
Deformationselements durch den Aufprall / die Kollision bei einem höheren
Kraftniveau erfolgt. Dies ist dahingehend vorteilhaft, da bei einem höheren
Kraftniveau über eine bestimmte Verformungsstrecke mehr Kollisionsenergie absorbiert werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Deformationselementanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Deformationselement zur Anordnung an einem vorderen Fahrzeugende und/oder an einem hinteren Fahrzeugende angepasst.
Dies ist bei einer Frontalkollision oder einer Heckkoilision des Kraftfahrzeugs vorteilhaft, da in diesem Fall abhängig von einer Art der Kollision, beispielsweise mit einem Fußgänger oder mit einem anderen Kraftfahrzeug oder einem starren Objekt, das Deformationselement anforderungsgerecht in seinem Verformungsverhalten und/oder Fließverhalten eingestellt werden kann.
In dem Fall, in dem das Deformationselement an einem vorderen Fahrzeugende und/oder einem hinteren Fahrzeugende angeordnet ist, ist das
Deformationselement insbesondere zur Anordnung an einem Stoßfängerquerträger angepasst. Bevorzugt ist dabei das Deformationselement zur Anordnung zwischen einer Stoßfängerverkleidung und dem Stoßfängerquerträger angepasst
Dies ist insbesondere zur Anpassung des Deformationselements für einen
Fußgängerschutz vorteilhaft. Die Anordnung zwischen dem Stoßfängerquerträger und der Stoßfängerverkleidung ermöglicht eine nicht sichtbare Anordnung des Deformationselements aber dennoch im Falle der Kollision mit einem Fußgänger eine große Wirkung, da die Stoßfängerverkleidung zu Beginn der Koflision als erstes mit dem Fußgänger in Kontakt tritt und sich hinter der Stoßfängerverkleidung, die üblicherweise nachgiebig ausgeführt ist, unmittelbar das Deformationselement befindet.
Bevorzugt erstreckt sich das Deformationselement im Wesentlichen über eine gesamte Breite des Stoßfängerquerträgers.
Hierdurch kann das Deformationselement seine Wirkung unabhängig davon entfalten, an weicher Stelle der Fußgänger oder das Objekt mit dem Kraftfahrzeug frontal kollidiert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung hat die Deformationselementanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine Steuereinrichtung. Die
Steuereinrichtung ist derart angepasst, dass sie die
Schwingungserzeugungseinrichtung in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit steuert. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung die
Schwingungserzeugungseinrichtung in Abhängigkeit eines Erfassens einer bevorstehenden Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Objekt und/oder einem Fußgänger steuern. Der Begriff„steuern" umfasst hier ebenso„regeln".
Diese Weiterbildung ist insofern vorteilhaft, als dass es sinnvoll ist, das
Deformationselement nur in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich des
Fahrzeugs, der für einen Fußgängerschutz relevant ist, weich zu schalten. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Deformationselement in seiner Verformbarkeit bzw.
Fließfähigkeit lediglich verändert wird, wenn tatsächlich eine Kollision bevorsteht.
Bevorzugt aktiviert die Steuereinheit die Schwingungserzeugungseinrichtung in einem für einen Fußgängerschutz relevanten Geschwindigkeitsbereich des
Kraftfahrzeugs, der beispielsweise ein Bereich zwischen ungefähr 20 km/h und ungefähr 50 km/h ist. Damit wird/werden in diesem Geschwindigkeitsbereich eine Verformbarkeit und/oder eine Fließfähigkeit des Deformationselements erhöht.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit die
Schwingungserzeugungseinrichtung aktivieren, wenn eine bevorstehende Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger erfasst ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Deformationselementanordnung der vorliegenden Erfindung ist die Schwingungserzeugungseinrichtung angepasst, Schwingungen in einem Ultraschallbereich zu erzeugen. Hierzu kann beispielsweise ein Piezoaktuator eingesetzt sein.
Schwingungen in einem Ultraschallbereich können besonders einfach erzeugt werden und erfordern lediglich einen geringen Energieaufwand und haben keinen nachteiligen Einfluss auf das Kraftfahrzeug.
Zusätzlich oder alternativ kann die Schwingung serzeugungseinrichtung auch derart angepasst sein, dass sie Eigenschwingungen des Kraftfahrzeugs nutzt, um das Deformationselement in Schwingung zu versetzen. Eigenschwingungen des
Kraftfahrzeugs können beispielsweise von bestimmten Antriebsaggregaten stammen. Hierbei ist der Energieeintrag zur Veränderung der Verformbarkeit und/oder Fließfähigkeit des Deformationselements weiter verringert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung besteht das Deformationselement aus einer mit einem thixotropen Material gefüllten elastischen, insbesondere für das thixotrope Material undurchlässigen, Hülle, Alternativ kann das
Deformationselement aus einer mit einem rheopexen Material gefüllten elastischen, insbesondere für das rheopexe Material undurchlässigen, Hülle bestehen.
Hierdurch ist zum Einen gewährleistet, dass das thixotrope Material bzw. das rheopexe Material in einem niedrigviskosen Zustand, insbesondere einem flüssigen Zustand oder einem flüssigkeitsähnlichen Zustand, nicht austritt und zudem das Deformationselement durch die elastische Hülle hinreichend verformt werden kann.
Vorteilhaft kann dabei das Deformationselement eine Öffnung aufweisen, durch die das thixotrope Material bzw. das rheopexe Material in Folge einer Krafteinwirkung auf das Deformationselement verdrängbar ist.
Insbesondere ist es dann verdrängbar, wenn es sich in dem niedrigviskosen bzw. flüssigen oder flüssigkeitsähnlichen Zustand befindet. Die Öffnung kann
entsprechend einem Ventil ausgebildet sein.
Bevorzugt ist das thixotrope Material bzw. das rheopexe Material in einem ersten Betriebszustand der Schwingungserzeugungseinrichtung hochviskos, insbesondere fest, oder weist zumindest überwiegend Eigenschaften eines Feststoffes auf und des Weiteren ist bevorzugt das thixotrope Material bzw. das rheopexe Material in einem zweiten Betriebszustand der Schwingungserzeugungseinrichtung
niedrigviskos, insbesondere flüssig, oder weist zumindest überwiegend
Eigenschaften einer Flüssigkeit auf.
Die Ausdrücken„überwiegend fest" bzw.„überwiegend flüssig" umfassen auch verschiedene gelartige Zustände. Ein thixotropes Material weist eine Zeitabhängigkeit der Fließeigenschaften auf, bei der eine Viskosität infolge andauernder mechanischer Beanspruchung abnimmt und erst nach beendigter Beanspruchung wieder zunimmt. Schwingungen bilden im vorliegenden Fall eine mechanische Beanspruchung, d.h. je intensiver die
Schwängungen und damit die mechanische Beanspruchung umso viskoser bzw. flüssiger und damit weicher ist das thixotrope Material. Das thixotropes Material kann eine nichtnewtonsche Flüssigkeit sein.
Alternativ zu einem thixotropen Material könnte gemäß der vorliegenden Erfindung auch ein rheopexes Material für das Deformationselement verwendet sein, das ein zu einem thixotropen Material umgekehrtes Verhalten aufweist. In diesem Fall ist die Schwingungseinrichtung angepasst, um Schwingungen zu erzeugen, um das rheopexe Material weniger viskos bzw. fester und damit härter zu machen. Das rheopexe Material kann eine nichtnewtonsche Flüssigkeit sein.
Vorstehend aufgeführte Weiterbildungen der Erfindung sind soweit sinnvoll und möglich beliebig miteinander kombinierbar.
Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.
Fig. 1 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht einer
Deformationselementanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht der
Deformationselementanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Zustand einer Kollision.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf Figuren 1 und 2 beschrieben.
Figur 1 zeigt schematisch eine geschnittene Seitenansicht einer
Deformationselementanordnung 1. Die Deformationselementanordnung 1 besteht insbesondere aus einem Deformationselement 3, das an einem Stoßfängerquerträger 5 angeordnet ist. Das Deformationselement 3 ist zwischen einer nicht dargestellten Stoßfängerverkleidung und dem Stoßfängerquerträger 5 angeordnet. Der Stoßfängerquerträger 5 wiederum ist an zwei vorderen
Längsträgern 15 angebracht, wobei in der Seitenansicht der Figuren nur ein
Längsträger 15 zu sehen ist.
Das Deformationselement 3 besteht aus einer elastischen Hülle 9 und einem thixotropen Material 7, das innerhalb der Hülle 9 aufgenommen ist. Die Hülle 9 ist für das thixotrope Material 7 undurchlässig.
Das thixotrope Material ist in einem Normalzustand, in dem es keinen
zielgerichteten Schwingungen ausgesetzt ist, im Wesentlichen in einem
hochviskosen oder festen Zustand bzw. einem Zustand, der festkörperähnlich ist.
Die Deformationselementanordnung 1 weist ferner eine nicht gezeigte
Schwingungserzeugungseinrichtung auf, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie das Deformationselement 3 und insbesondere das thixotrope Material 7 in Schwingung versetzen kann. Die Schwingungserzeugungseinrichtung besteht bevorzugt aus mehreren Ultraschallpiezoaktuatoren, die an dem
Stoßfängerquerträger in Kontakt mit dem Deformationselement 3 bzw. dem thixotropen Material 7 angeordnet sind.
Ferner weist die Deformationselementanordnung 1 eine nicht gezeigte
Steuereinrichtung auf, die die Schwingungserzeugungseinrichtung steuert.
Gesteuert durch die Steuereinrichtung versetzt die
Schwingungserzeugungseinrichtung 1 das Deformationselement 3 bei Erfüllung einer Anforderungsbedingung derart in Schwingung, dass das thixotrope Material 7 überwiegend Eigenschaften einer Flüssigkeit aufweist bzw. sich wie eine Flüssigkeit verhält. Hierdurch kann das Deformationselement 3 leicht verformt werden, wenn es auf ein Hindernis trifft.
Die Steuereinrichtung aktiviert insbesondere die
Schwingungserzeugungseinrichtung 1 in Fällen, in denen ein Schutz von
Fußgängern erforderlich ist, die mit dem Kraftfahrzeug über den Stoßfänger kollidieren. Hierzu ist es notwendig, dass das Deformationselement 3 in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich, der beispielsweise ein Bereich von ungefähr 20 km/h bis ungefähr 50 km/h ist, leicht verformbar und damit weich ist.
Dementsprechend steuert die Steuereinrichtung die
Schwingungserzeugungseinrichtung derart, dass das Deformationselement 3 nur in Schwingung versetzt wird, wenn sich das Fahrzeug in dem genannten
Geschwindigkeitsbereich bewegt. Die Anforderungsbedingung ist damit der genannte Geschwindigkeitsbereich.
Ferner ist es gemäß einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels möglich, dass die Steuereinrichtung die Schwingungserzeugungseinrichtung als zusätzliche
Anforderungsbedingung nur einschaltet, wenn eine bevorstehende Kollision mit einem Fußgänger mittels einer geeigneten Sensorik erfasst ist.
In Fällen, in denen das Fahrzeug langsamer als 20 km/h oder schneller als 50 km/h fährt, ist die Schwingungserzeugungseinrichtung nicht aktiviert, so dass das Deformationselement 3 vergleichsweise hart ist und damit besser zur Absorption von Kollisionsenergie zum Schutz eines Fahrzeuginsassen beitragen kann. Das thixotrope Material 7 befindet sich dabei in einem hochviskosen, festen oder feststoffähnlichem Zustand.
In Figur 2 ist eine Kollision mit einem Fußgänger 100 dargestellt, der auf das Deformationselement 3 trifft, wobei zuvor durch die
Schwingungserzeugungseinrichtung das thixotrope Material 7 in einen
niedrigviskosen, flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzt worden ist, so dass es leicht verformbar ist und damit weicher ist. Zusätzlich ist in der Hülle 9 und dem
Stoßfängerquerträger 5 eine Öffnung 11 vorgesehen, durch die das thixotrope Material in dem niedrigviskosen Zustand aus der Hülle 9 ausströmen kann, so dass sich das Deformationselement 3 bei der Kollision noch weicher verhält, d.h. eine Verformbarkeit des Deformationselements 3 noch größer ist. Hinter der Öffnung 1 1 auf einer dem Deformationselement 3 abgewandten hinteren Seite des
Stoßfängerquerträgers 3 ist ein elastisches Reservoir 13 vorgesehen, in dem das ausströmende thixotrope Material 7 aufgefangen werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Deformationselementanordnung (1 ) für ein Kraftfahrzeug mit einem
Deformationselement (3) und einer Schwingungserzeugungseinrichtung, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das Deformationselement (3) bei Bedarf derart in Schwingung versetzbar ist, so dass ein Verfomnungsverhalten und/oder ein Fließverhalten des Deformationselements (3) in
Übereinstimmung mit einer Anforderungsbedingung veränderbar ist.
2. Deformationselementanordnung nach Patentanspruch 1 , wobei das
Deformationselement (3) derart an dem Kraftfahrzeug anbringbar ist und derart ausgebildet ist, dass es bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger (100) einen Aufprall des Fußgängers (100) auf das Kraftfahrzeug dämpft.
3. Deformationselementanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das Deformationselement (3) zur Anordnung an einem vorderen Fahrzeugende und/oder an einem hinteren Fahrzeugende angepasst ist.
4. Deformationselementanordnung nach Patentanspruch 3, wobei das
Deformationselement (3) zur Anordnung an einem Stoßfängerquerträger (5) angepasst ist, und wobei das Deformationselement (3) insbesondere zur Anordnung zwischen einer Stoßfängerverkleidung und dem
Stoßfängerquerträger (5) angepasst ist.
5. Deformationselementanordnung nach Patentanspruch 4, wobei sich das
Deformationselement (3) im Wesentlichen über eine gesamte Breite des Stoßfängerquerträgers (5) erstreckt.
6. Deformationselementanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, ferner mit einer Steuereinrichtung, die angepasst ist, die
Schwingungserzeugungseinrichtung in Abhängigkeit einer
Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern und/oder in Abhängigkeit eines
Erfassens einer bevorstehenden Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Objekt und/oder einem Fußgänger (100) zu steuern bzw. zu regeln.
7. Deformationselementanordnung nach Patentanspruch 6, wobei die
Steuereinheit die Schwingungserzeugungseinrichtung in einem für einen Fußgängerschutz relevanten Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Geschwindigkeitsbereich zwischen 20 km/h und 50 km/h, aktiviert und damit in diesem Geschwindigkeitsbereich eine
Verformbarkeit und/oder eine Fließfähigkeit des Deformationselements (3) erhöht.
8. Deformationselementanordnung nach Patentanspruch 6 oder 7, wobei die Steuereinheit die Schwingungserzeugungseinrichtung bei dem Erfassen der bevorstehenden Kollision des Kraftfahrzeug mit dem Fußgänger (100) aktiviert und damit eine Verformbarkeit und/oder eine Fließfähigkeit des
Deformationselements (3) erhöht.
9. Deformationselementanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, wobei die Schwingungserzeugungseinrichtung angepasst ist, Schwingungen in einem Ultraschallbereich, insbesondere mittels zumindest eines
Piezoaktuators, zu erzeugen,
10. Deformationselementanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei die die Schwingungserzeugungseinrichtungen angepasst ist,
Eigenschwingungen des Kraftfahrzeugs zu nutzen, um das
Deformationselement (3) in Schwingung zu versetzen,
11. Deformationselementanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei das Deformationselement (3) aus einer mit einem thixotropen Material (7) oder einem rheopexem Material gefüllten elastischen Hülle (9) besteht.
12. Deformationselementanordnung nach Patentanspruch 11 , wobei das
Deformationselement (3) zumindest eine Öffnung (11 ) aufweist, durch die das thixotrope Material (7) oder das rheopexe Material in Folge einer
Krafteinwirkung auf das Deformationselement (3) verdrängbar ist.
13. Deformationselementanordnung nach Patentanspruch 11 oder 12, wobei das thixotrope Material (7) oder das rheopexe Material in einem ersten
Betriebszustand der Schwingungserzeugungseinrichtung hochviskos, insbesondere fest, ist bzw. überwiegend Eigenschaften eines Feststoffes aufweist und wobei das thixotrope Material (7) oder das rheopexe Material in einem zweiten Betriebszustand der Schwingungserzeugungseinrichtung niedrigviskos, insbesondere flüssig, ist bzw. überwiegend Eigenschaften einer Flüssigkeit aufweist.
14. Kraftfahrzeug mit einer Deformationselementanordnung nach
Patentansprüche 1 bis 13.
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