-
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Deformationsvorrichtung.
-
Insbesondere durch die Gesetzgebung werden an Automobile neue Anforderungen im Hinblick auf den Fußgängerschutz gestellt. So sind auch im Bereich des Stoßfängers eines Fahrzeugs bedingt durch die Anforderungen für den Unterschenkelbereich, das heißt den typischen Auftreffbereich auf einen unteren Beinabschnitt eines Menschen, neue konstruktive Ausgestaltungen des Vorderwagens eines Fahrzeugs notwendig.
-
Dabei entsteht ein Konflikt durch verschiedene Anforderungen, welche die Vorderwagen-Konstruktion erfüllen muss. Der Fußgängerschutz erfordert eine weiche Struktur im vordersten Bereich. Notwendig sind etwa 60 - 90 mm weicher Schaum vor einer harten Struktur eines Querträgers. Der so genannte AZT-Test (AZT: Allianz Zentrum für Technik) für eine Versicherungs-Ersteinstufung eines Fahrzeugs stellt Anforderungen an eine Schadensminimierung und eine einfache Reparaturmöglichkeit bei leichteren Crashs bzw. Unfällen. Diese Anforderungen werden durch eine entsprechende Längenausdehnung der so genannten AZT-Prallbox erfüllt. Die Erfüllung beider Anforderungen führt also gegenüber dem derzeitigen Stand zu deutlich verlängerten Fahrzeugüberhängen, was jedoch dem Wunsch nach einem sportlichen Design mit kurzen Überhängen entgegensteht.
-
Ein ähnlicher Zielkonflikt ergibt sich bei der Auslegung der AZT-Prallbox und dem Motorträger (Frontcrash), und insbesondere bei der Auslegung einer Prallbox und einem Längsträger für den Fall eines Heckcrashs. Die Prallbox wird wie oben beschrieben dimensioniert. Für den Insassenschutz bei höheren Geschwindigkeiten wäre es aber wünschenswert, dass die Prallbox auf gleichem Kraftniveau deformiert wie der Träger, um möglichst viel Energie in der Fahrzeugstruktur abbauen zu können. Heute muss die Prallbox wesentlich weicher gestaltet werden als der Träger, um zu gewährleisten, dass die Prallbox zuerst deformiert, da dann bei kleineren Crashgeschwindigkeiten eine einfachere Teilreparatur (nur Prallbox) durchgeführt werden kann.
-
Allgemein bekannt sind Systeme, welche geschwindigkeitsabhängig über eine Massenträgheit ihre Eigenschaften verändern. Jedoch besitzen solche Systeme in der Praxis bedingt durch Fertigungstoleranzen und bedingt durch über deren Lebensdauer variierende Reibungen und Temperaturschwankungen immer einen Unsicherheitsbereich in welchem die Umschaltung zwischen verschiedenen Reaktionsverläufen erfolgt. Weiterhin bekannt sind aktive Systeme, welche eine Verriegelung ein- und ausschalten. Dabei werden Teile dauernd bewegt, was zu Verschleiß und akustischen Problemen führt.
-
Aus der gattungsbildenden
DE 297 00 017 U1 ist bereits eine Stoßfängeranordnung für Kraftfahrzeuge bekannt, die eine Deformationsvorrichtung mit einem plastisch deformierbaren Deformationselement und einem Verriegelungsmechanismus aufweist.
-
Ferner beschreibt die
DE 10 2004 059 545 A1 eine Einrichtung zur Aufnahme von Energie insbesondere beim Zusammenprall eines Fahrzeugs mit einem Massekörper. Die Energieaufnahmeeinrichtung umfasst ein bewegliches Stoßübertragungselement und eine Sperreinrichtung zur Beeinflussung der Bewegbarkeit des Stoßübertragungselements. Das Stoßübertragungselement ist mittels der Sperreinrichtung in einem ersten, minimalen Aufprallgeschwindigkeitsbereich starr verriegelbar, wohingegen das Stoßübertragungselement in einem zweiten, hohen Aufprallgeschwindigkeitsbereich im Wesentlichen kräftefrei beweglich ist. Die Energieaufnahmeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sperreinrichtung auch in einem dritten, mittleren Aufprallgeschwindigkeitsbereich die Relativbewegung des Stoßübertragungselements innerhalb des gesamten Bewegungshubs erlaubt. Dabei umfasst die erfindungsgemäße Energieaufnahmeeinrichtung eine crashabhängig durch die Sperreinrichtung steuerbare Umformanordnung zur definierten plastischen Umformung von Material, wobei die Umformanordnung durch die Relativbewegung des Stoßübertragungselements antreibbar ist. Die Vorrichtung stellt im Sinne des Fußgängerschutzes für jede der drei grundlegenden Crash-Arten „Parkrempler“, „Fußgängeraufprall“ und „Fahrzeugcrash“ selektiv unterschiedliche Nachgiebigkeiten bzw. Verformungswege und Energieaufnahmepotentiale im Bereich der Fahrzeugfront bereit.
-
Die
DE 199 42 167 A1 beschreibt eine Aufprall-Dämpfungseinheit für Kraftfahrzeuge, welche einen Dämpfer mit einem ersten Dämpferbauteil in Form insbesondere eines Gehäuses und ein gegenüber dem ersten Dämpferbauteil verschiebbares zweites Dämpferbauteil aufweist. Mit dem ersten Dämpferbauteil ist ein erstes Befestigungselement verbunden. Mit dem zweiten Dämpferbauteil in Form einer Kolbenstange ist ein zweites Befestigungselement verbunden. Es ist eine Verriegelungseinrichtung zum wahlweisen Herstellen und Lösen einer Verbindung zwischen dem zweiten Dämpferbauteil und dem zweiten Befestigungselement vorgesehen.
-
Aus der
DE 103 51 044 A1 ist bekannt, dass eine Frontklappe an einem Fahrzeug mit zumindest einer Verbindungseinrichtung mit der Karosserie verbunden ist. Die geschlossene Frontklappe weist zu den darunter angeordneten Aggregaten einen Mindestabstand auf. Zwischen Frontklappe und Verbindungseinrichtung und/oder zwischen Karosserie und Verbindungseinrichtung ist zumindest ein Deformationselement zum Schutz von aufprallenden Fußgängern oder Radfahrern angeordnet. Erfindungsgemäß ist das Deformationselement unterhalb einer definierten Mindestgeschwindigkeit und/oder oberhalb einer definierten Maximalgeschwindigkeit mit einer Sperreinrichtung verriegelt, sodass sich das Deformationselement nicht verformen kann.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug mit einer schaltbaren Deformationsvorrichtung bereitzustellen, welche mit einfachen Mitteln und kostengünstig herstellbar ist und zudem zuverlässig und wartungsarm ausgestaltbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit einer Deformationsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstand abhängiger Ansprüche.
-
Das Fahrzeug weist eine Deformationsvorrichtung mit einem plastisch deformierbaren Deformationselement, z. B. eine Metallhülse, auf. Durch eine plastische Deformation kann bei einem Aufprall kinetische Energie in Verformungsenergie umgewandelt und dadurch ein Aufprall gedämpft werden. Das Deformationselement ist in einem mit einer Fahrzeugstruktur fest verbindbaren Führungsgehäuse, z. B. einer einseitig offenen, weiteren Metallhülse, verschieblich gelagert. Im einfachsten Fall weisen das Deformationselement und das Führungsgehäuse eine gleiche Grundform, beispielsweise eine hohlzylindrische oder hohlquaderförmige Grundform, auf, wobei eine Innenabmessung des Führungsgehäuses gleich oder leicht größer als eine Außenabmessung des Deformationselements ist. Ferner vorhanden ist ein Verriegelungsmechanismus, welcher das Deformationselement bezüglich des Führungsgehäuses wahlweise verriegelt oder entriegelt. In anderen Worten ist bei einer Verriegelung das Deformationselement so mit dem Führungsgehäuse verbunden, dass die Verschieblichkeit (ggf. mit einem gewissen Spiel oder Verriegelungsweg) zumindest von einer Ausgangslage aus unterbunden ist. Bei einer Entriegelung ist das Deformationselement hingegen innerhalb der konstruktiven Grenzen gegen das Führungsgehäuse verschieblich.
-
Dadurch wird mit einfachen Mitteln ein Umschalten zwischen einer ‚harten‘ (plastischen) Verformung und einer ‚weichen‘ (verschiebungsbedingten) Verformung des Deformationselements ermöglicht.
-
Bei Einsatz des Deformationselements in einem Fahrzeug kann die Verriegelung beispielsweise abhängig von einer Fahrzeug- und / oder Aufprallgeschwindigkeit gesteuert werden. Beispielsweise kann bei einer geringen Geschwindigkeit, z. B. kleiner 20 km/h, die Deformationsvorrichtung verriegelt sein, falls davon ausgegangen wird, dass ein Aufprall bis zu dieser Geschwindigkeit durch eine Deformation der Stossfänger aufgefangen wird. In diesem Fall wird das Deformationselement nicht betätigt. Alternativ ist die Deformationsvorrichtung entriegelt, um Schäden bei Parkremplern u. ä. zu vermeiden. Bei einer mittleren Geschwindigkeit von z. B. zwischen 20 km/h und 60 km/h kann die Deformationsvorrichtung entriegelt sein, so dass bei einem Aufprall das Deformationselement mit vernachlässigbarer oder geringer Gegenkraft in dem Führungsgehäuse verschoben wird; der Aufprall wird somit durch die Deformationsvorrichtung nicht wesentlich aufgefangen, sondern vor allem durch die Stossfänger. Erst, wenn die Deformationsvorrichtung vollkommen zusammengeschoben ist, wird der Aufprall dann von der Crashstruktur des Fahrzeugs aufgenommen. Ein solches ‚weiches‘ Verhalten wird zum Fußgängerschutz gewünscht. Bei höheren Geschwindigkeiten größer als ca. 50 - 60 km/h ist die Deformationsvorrichtung wieder verriegelt, um die dann schon erheblichen Aufprallenergien zum Insassenschutz möglichst frühzeitig und mit hoher Effektivität aufzunehmen. In diesem Fall ist das Deformationselement mit dem Führungsgehäuse und dadurch wiederum mit der Fahrzeugstruktur (ggf. mit Spiel) fest verbunden, so dass ein Aufprall eine plastische Deformation des Deformationselements bewirkt.
-
Erfindungsgemäß ist die Deformationsvorrichtung durch einen Querträger des Fahrzeugs, insbesondere den vorderen Querträger (für Frontcrash) oder den hinteren Stoßfängerquerträger (für Heckcrash), geführt bzw. ist in diesen eingeschoben, insbesondere so, dass das Deformationselement in den für den Fußgängerschutz relevanten Bereich vor dem Querträger hinausragt. Dadurch wird eine Nutzung der Deformationsvorrichtung sowohl zum Insassenschutz als auch gegen Parkrempler und zum Fußgängerschutz besonders effektiv möglich.
-
Bevorzugt wird eine Deformationsvorrichtung, bei welcher der Verriegelungsmechanismus einen im Deformationselement befindlichen Spreizhebel aufweist, an dem ein verriegelbarer Spreizkopf (ggf. mit Spiel) anliegt. Der Spreizhebel kann beispielsweise als Doppelhebel ausgeführt sein. Bei einer Verschiebung des Deformationselements, z. B. bei einem Aufprall, drückt bei verriegeltem Spreizkopf (d. h., dass der Spreizkopf mit dem Führungsgehäuse fest verbunden bzw. mit diesem verriegelt ist) der Spreizhebel gegen den Spreizkopf und wird dadurch aufspreizt. In der Folge greift der aufgespreizte Spreizhebel bzw. dessen Ende(n) in das Führungsgehäuse ein. Dadurch wird der Spreizhebel blockiert und eine weitere Verschiebung des Deformationselements unterbunden. Dadurch wiederum wird sich das Deformationselement mit weiterem Aufprallfortgang deformieren. Bei entriegeltem Spreizkopf ist dieser bezüglich des Führungsgehäuses ebenfalls verschieblich gelagert. Deshalb wird bei einer Verschiebung des Deformationselements der Spreizkopf von diesem entsprechend mitverschoben, das Deformationselement wird somit in dem Führungsgehäuse verschoben. Diese bevorzugte Ausführungsform ist besonders einfach herstellbar und benötigt nur einfache mechanische Teile. Sie ist dadurch auch robust, langlebig und zuverlässig.
-
Bevorzugt wird ferner eine Deformationsvorrichtung, bei welcher der Verriegelungsmechanismus einen durch eine Durchgangsöffnung (z. B. eine Hülse oder Bohrung) in dem Führungsgehäuse reichenden und dort verschieblich gelagerten Stab aufweist, wobei der Stab an einem ersten Abschnitt den Spreizkopf trägt und an einem zweiten Abschnitt mit einer Ankerplatte versehen ist, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt an gegenüberliegenden Seiten der Durchgangsöffnung angeordnet sind, als auch ein an dem Führungsgehäuse befestigtes, wahlweise ein- und ausschaltbares Magnetelement (Haftmagnet) zur entsprechend wahlweisen Magnetverbindung mit der Ankerplatte aufweist. Das Magnetelement umfasst vorzugsweise einen Elektromagneten. Ist also das Magnetelement aktiviert, zieht es die Ankerplatte an und wird mit ihr mit hoher Haftstärke verbunden. Dadurch kann sich der Stab nicht mehr leicht relativ zum Führungsgehäuse bewegen und dadurch auch nicht mehr der Spreizkopf. Als Folge wird bei einem Aufprall das Deformationselement wie oben beschrieben plastisch deformiert. Ist das Magnetelement deaktiviert, zieht es die Ankerplatte nicht an, so dass der Stab und damit der Spreizkopf bei geringen Kräften frei beweglich sind. Als Folge wird bei einem Aufprall das Deformationselement wie oben beschrieben verschoben.
-
Bevorzugt wird auch eine Deformationsvorrichtung, die ein elastisches Element, insbesondere Rückstellfeder, zur Drängung des Deformationselements in Richtung aus dem Führungsgehäuse heraus aufweist. Durch Verwendung des elastischen Elements kann das Deformationselement und damit die Deformationsvorrichtung nach einem Aufprall wieder in die Ausgangslage zurückgebracht werden. Daher ist in diesem Fall auch keine Reparatur oder Reaktivierung der Deformationsvorrichtung notwendig. Diese Rückstellung ist auch bei Parkremplern, d.h., Kollisionen bei sehr geringen Geschwindigkeiten, von Vorteil, da das System bei sehr geringen Geschwindigkeiten deaktiviert bleiben kann und dann Parkrempler keine Schäden an der Deformationsvorrichtung hinterlassen.
-
Insbesondere zur platzsparenden Unterbringung des Deformationselements und dessen effektiven Wirkens im Lastpfad ist die Deformationsvorrichtung vorzugsweise hinter dem Querträger in einer Prallbox, bevorzugt der AZT-Prallbox, aufgenommen.
-
Vorzugsweise weist das Fahrzeug eine Steuereinrichtung zum zumindest geschwindigkeitsabhängigen wahlweisen Aktivieren und Deaktivieren der Deformationsvorrichtung auf. Das Aktivieren kann beispielsweise abhängig von der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Aufprallgeschwindigkeit usw. geschehen.
-
In anderen Worten wird in einer Ausführungsform ein schaltbares Deformationselement so in den Querträger eingeschoben, dass das Deformationselement in den für den Fußgängerschutz relevanten Bereich vor dem Querträger hinausragt. Das Deformationselement ist dabei im Gehäuse so gelagert, dass es in Längsrichtung mit geringer Kraft verschoben werden kann. Hinter dem Deformationselement ist ein Verriegelungs- bzw. Sperrmechanismus eingebaut. Dieser weist Sperrklinken, eine Spreizeinheit und ein Aktivierungselement, hier z. B. einen Haftmagneten, auf. Wird der Haftmagnet aktiviert, wird gleichzeitig die Spreizeinheit an einer Bewegung in Verschiebungsrichtung gehindert. In diesem Zustand ist die Verriegelung für das Deformationselement voraktiviert. Erfolgt nun eine Kollision mit einem Hindernis, wird das Deformationselement ein kurzes Stück in Verschiebungsrichtung geschoben. Dabei wird der Sperrmechanismus von der Spreizeinheit in die Verriegelungsposition gedrückt. Wenn die Verriegelungsposition erreicht ist, kann das Deformationselement Crash-Energie abbauen. Der Abbau von Crash-Energie kann also bei aktiviertem System deutlich früher beginnen als bei einer rein passiven Struktur.
-
Wenn die Aktivierungseinheit nicht eingeschaltet ist, kann sich die Spreizeinheit frei bewegen. Erfolgt jetzt eine Kollision, z. B. mit einem Fußgänger, bewegt sich das Deformationselement mit geringer Gegenkraft nach hinten. Durch Verwendung einer Feder kann das System anschließend wieder in die Ausgangslage zurückgebracht werden.
-
Bei Systemstörungen oder Ausfällen ist also immer eine verriegelungsfreie Verschiebung des Deformationselementes und somit eine Erfüllung der Fußgängerschutzfunktion möglich. Es ist also denkbar, diese Deformationsvorrichtung ohne Eigendiagnose zu betreiben. Die Deformationsvorrichtung kann durch Verwendung eines Geschwindigkeitssignals oder durch andere im Fahrzeug erfassten Größen angesteuert werden.
-
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Figuren schematisch näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Teilschnittansicht durch Komponenten einer in ein Fahrzeug eingebauten Deformationsvorrichtung in einer unbelasteten Ausgangsstellung,
- 2 die Anordnung gemäß 1 in analoger Darstellung bei aktiviertem Verriegelungsmechanismus unter Last,
- 3 die Anordnung gemäß 1 in analoger Darstellung bei deaktiviertem Verriegelungsmechanismus unter Last,
- 4 skizzenhaft in Draufsicht einzelne Komponenten eines Fahrzeugvorbaus mit einer schaltbaren Deformationsvorrichtung in einer Schaltstellung für einen so genannten AZT-Test und
- 5 die Anordnung gemäß 4 in analoger Darstellung in einer Schaltstellung für einen Fußfängeraufpralltest.
-
1 zeigt eine in ein Fahrzeug eingebaute bevorzugte Deformationsvorrichtung in einer Ausgangsstellung, bei welcher keine Aktivierung erfolgt, das heißt, kein Aufprall in x-Richtung (von vorne) abzufangen ist. Die Deformationsvorrichtung weist ein plastisch deformierbares Deformationselement 1 in Form einer einseitig offenen, hohlzylindrischen Metallhülse auf. Das Deformationselement 1 ist in einem passenden, einseitig offenen Führungsgehäuse 2 mit hohlzylindrischer Grundform in Längsrichtung (x-Richtung) verschieblich gelagert. Die Innenräume von Deformationselement 1 und Führungsgehäuse 2 bilden somit einen in Längsrichtung verlängerbaren bzw. verkürzbaren Innenraum der Deformationsvorrichtung.
-
Im Deformationselement 1 angebracht ist ein Spreizhebel 3 als Teil eines Verriegelungsmechanismus, wobei der Spreizhebel 3 vorzugsweise zwei Sperrklinken bzw. Spreizarme 4 aufweist, die über einen Lagerbolzen 5 im Deformationselement 1 gelagert sind. Dabei sind die Spreizarme 4 um den Lagerbolzen 5 derart verschwenkbar gelagert, dass ein jeweiliger Endabschnitt 6 der Spreizarme 4, welcher vom Lagerbolzen 5 abgewandt ist, seitlich zur Bewegungs- bzw. Aktivierungsrichtung x bewegbar ist. In der gezeigten Stellung befinden sich die Spreizarme 4 vollständig im Innenraum des Deformationselements 1, so dass sie eine Verschiebung in dem Führungsgehäuse 2 nicht behindern. An den Bereichen des Deformationselements 1, die den Spreizarmen 4 benachbart gelegen sind, befinden sich Öffnungen 7 zur Durchführung der Spreizarme 4 bzw. deren Endabschnitten 6. Das Führungsgehäuse 2 weist gegenüber diesen Öffnungen 7 jeweils oder umlaufend ausgebildet einen Aufnahmeraum 8 zur Aufnahme der Endabschnitte 6 bei stärker gespreizten Spreizarmen 4 auf.
-
Der Verriegelungsmechanismus weist ferner ein Aktivierungselement in Form einer länglichen Stange oder Stabs 9 auf. Der Stab 9 ist kollinear mit den Längsachsen L von Deformationselement 1 und Führungsgehäuse 2 angeordnet und reicht durch eine stirnseitige Durchgangsöffnung 10 in dem Führungsgehäuse 2. In der Durchgangsöffnung 10 ist der Stab 9 in Längsrichtung verschieblich gelagert. Der Stab 9 trägt an einem ersten Abschnitt einen Spreizkopf 11 und ist an einem zweiten Abschnitt mit einer Ankerplatte 12 verschraubt. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt sind an gegenüberliegenden Seiten der Durchgangsöffnung angeordnet, d.h., dass der Spreizkopf 11 und die Ankerplatte 12 durch die Durchgangsöffnung 10 getrennt sind. Die Ankerplatte 12 ist in anderen Worten an der Außenseite der Deformationsvorrichtung angeordnet, während der Spreizkopf 11 im Innenraum aufgenommen ist.
-
Genauer gesagt, wird der Stab 9 durch eine Durchgangsöffnung 13 eines stirnseitig an dem Führungsgehäuse 2 befestigten Elektromagneten 14 geführt. Der Elektromagnet 14 ist wahlweise ein- und ausschaltbar, so dass die Ankerplatte 12 entsprechend vom Magneten 14 angezogen wird und damit eine magnetisch wirkende Verbindung eingeht, oder nicht. Bei aktiviertem, d.h., stromdurchflossenen Magneten 14 ist auch der Stab 9 zumindest bis zu einer hohen Kraftaufgabe nicht mehr relativ zum Führungsgehäuse 2 in der Durchführungsöffnung 13 frei verschiebbar.
-
Der Spreizkopf 11 liegt an den Schenkeln der Spreizarme 4 an, Dabei ist der Spreizkopf 11 einerseits so breit, dass bei einem Verschieben des Lagerbolzens 5 mit den daran gelagerten Spreizarme 4 relativ zum Spreizkopf 11 dieser die beiden Spreizarme 4 auseinanderdrückt. Andererseits ist der Spreizkopf 11 so schmal dimensioniert, dass in der Ausgangsstellung die beiden Spreizarme so weit zusammengeschwenkt sind, dass deren Endabschnitte 6 nicht durch die Öffnungen 7 außenseitig hindurchragen. Um die Ausgangsstellung des Verriegelungsmechanismus zu unterstützen, ist eine Zugfeder 15 zwischen die beiden Spreizarme gespannt, so dass die beiden Spreizarme 4 im Ausgangszustand oder im entriegelten Zustand zusammenschwenkt bleiben.
-
Den Stab 9 umgebend ist zwischen dem Magneten 14 und dem Spreizkopf 11 zudem eine Rückstellfeder 16 vorhanden, welche den Spreizkopf 11 an die Spreizarme 11 drängt. Dadurch wird erstens eine Kontakt zwischen Spreizkopf 11 und den Spreizarmen 4 sichergestellt, als auch eine Rückbewegungsmöglichkeit des in das Führungsgehäuse 2 eingeschobenen Deformationselements 1, wie weiter unten genauer beschrieben wird. Die Rückstellfeder 16 und die Zugfeder 15 sind so dimensioniert, dass die Rückstellfeder 16 nicht genügend Kraft aufbringt, um die Spreizarme 4 durch die Öffnungen 7 zu verschwenken.
-
Die Deformationsvorrichtung 1-16 ist durch einen vorderen Querträger 17 eines Kfz geführt und damit verbunden. Die Deformationsvorrichtung 1-16 ist hinter dem Querträger 17 in einer am Querträger 17 aufliegenden AZT-Prallbox 18 aufgenommen.
-
2 zeigt das Verhalten einer verriegelten Deformationsvorrichtung 1-16 unter einer Last F, wie sie beispielsweise bei einer AZT-Crashsituation mit einer Aufprallgeschwindigkeit von 3 km/h bis 20 km/h oder bei einem Aufprall mit einer Aufprallgeschwindigkeit von mehr als 50-60 km/h vorgesehen sein kann. Zur Verriegelung ist der Elektromagnet 14 aktiviert, z. B. mittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung, und zieht die Ankerplatte 12 fest an sich. Dadurch wird bei einem Aufprall in x-Richtung zunächst das Deformationselement 1 geringfügig um einen Verriegelungsweg von ca. 5 mm in x-Richtung verschoben. Da sich der Stab 9 aufgrund der festgehaltenen Ankerplatte 12 bewegt, drücken die Spreizarme 4 auf den Spreizkopf 11 und schwenken diesen so auseinander, dass die Endabschnitte 6 durch die jeweiligen Öffnungen 7 im Deformationselement 1 hindurch in die zugehörigen Aufnahmeräume 8 eintauchen und dort in das Führungsgehäuse 2 eingreifen. Dadurch wird der Spreizhebel 3 in seiner weiteren Bewegung blockiert und verhindert dadurch eine weitere Verschiebung des verbundenen Deformationselements 1 in dem Führungsgehäuse 2. Dadurch wiederum wird das Deformationselement im weiteren Verlauf unter Aufnahme von Aufprallenergie plastisch verformt. Ist das Deformationselement ohne weitere Verformungsreserven verformt und ist der Aufprall noch nicht abgeschlossen, so werden im folgenden Verlauf der Querträger 17 und die AZT-Prallbox 18 auf bekannte Weise verformt.
-
Der Haftmagnet 14 braucht also lediglich so stark zu sein, dass er die Kraft der Zugfeder 15 überwinden kann.
-
Die Aktivierung bzw. Deaktivierung des Magneten 14 wird mittels der Steuereinheit ausgelöst, welche mit Sensoren, wie einem Geschwindigkeitssensor oder einem Abstandssensor, verbunden ist und deren Abtastungen zur Entscheidung über eine Aktivierung verwendet.
-
3 zeigt das Verhalten einer entriegelten Deformationsvorrichtung 1-16 unter einer Last F, wie sie beispielsweise zum Fußgängerschutz mit einer Aufprallgeschwindigkeit zwischen 20 km/h 50-60 km/h vorgesehen ist. Hier ist nun das Deformationselement 1 bezüglich des Führungsgehäuses 2 entriegelt, da durch den Elektromagneten 14 kein Strom fließt. Beim Aufprall wird das Deformationselement 1 in x-Richtung in das Führungsgehäuse 2 verschoben. Der Spreizkopf 11 wird mitverschoben, da der Stab 9 in der Durchgangsöffnung 10 in Längsrichtung mit nur geringer Gegenkraft verschieblich ist, welche zum Aufschwenken der Spreizarme aus dem Defoelement 1 nicht ausreicht. Dadurch wird das Deformationselement 1 solange verschoben, bis der Anschlag 1a auf dem Führungsgehäuse 2 aufliegt. Ist der Aufprall dann noch nicht abgeschlossen, so werden im folgenden Verlauf der Querträger 17 und die AZT-Prallbox 18 auf bekannte Weise verformt.
-
4 zeigt in Draufsicht einen linken vorderen Bereich eines Fahrzeugs 19, das einen Aufprall gegen eine AZT 10°-Barriere 20 in x-Richtung durchführt. Die Deformationsvorrichtung 21 ist durch den vorderen Querträger 17 geführt bzw. in diesen eingeschoben, so dass das Deformationselement in den für den Fußgängerschutz relevanten Bereich vor dem Querträger 17 hineinragt. Dadurch wird eine Nutzung der Deformationsvorrichtung 21 sowohl zum Insassenschutz als auch gegen Parkrempler und zum Fußgängerschutz besonders effektiv möglich. Die deformierbare AZT-Prallbox 18 stellt einen Lastpfad zwischen dem Querträger 17 und einem Motorträger 22 her. Im Bereich von typischerweise weniger als 20 km/h und mehr als 50-60 km/h ist, wie gezeigt die Deformationsvorrichtung verriegelt bzw. das Deformationselement an dem Führungsgehäuse verriegelt. Dadurch wird bei AZT-Test frühzeitig Aufprallenergie aufgenommen, wodurch eine Insassensicherheit erhöht wird. Auch kann eine Fahrzeuglänge verkürzt werden.
-
5 zeigt in Draufsicht analog zu 4 den linken vorderen Bereich des Fahrzeugs 19, das nun einen Aufprall gegen eine ‚Lower-Leg‘-Barriere 23 in x-Richtung im Bereich von typischerweise mehr als 20 km/h und weniger als 50-60 km/h durchführt. Die Deformationsvorrichtung 21 ist nun entriegelt bzw. das Deformationselement an dem Führungsgehäuse entriegelt. Dadurch wird beim Fußgängeraufpralltest dem Fußgänger eine vergleichsweise Aufprallfläche dargeboten, wodurch eine Fußgängersicherheit erhöht wird.
-
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. So kann die Grundform von Deformationselement und Führungsgehäuse hohlquaderförmig sein, ggf. mit abgerundeten Kanten. Auch kann ein anderer Verriegelungsmechanismus verwendet werden, wie eine mechanische Verriegelung mittels Zapfen usw. Auch sind andere Aktivierungselemente für den Spreizhebel als der Stab denkbar. Zudem braucht auch kein Spreizhebel verwendet zu werden; alternativ kann beispielsweise im Deformationselement eine elektrisch aktivierte Einheit vorhanden sein, die Arretierungsbolzen in die Führungshülse ausfährt. Auch kann dass Defoelement statt in einem vorderen Querträger zur Verbesserung eines Heckaufprallverhaltens auch in einem hinteren Stoßfängerquerträger eingesetzt sein, wobei die Prallbox dann an einem hinteren Längsträger anstatt am Motorträger aufliegt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Deformationselement
- 1a
- Anschlag
- 2
- Führungsgehäuse
- 3
- Spreizhebel
- 4
- Spreizarm
- 5
- Rastelement
- 6
- Endabschnitt
- 7
- Öffnung
- 8
- Aufnahmeraum
- 9
- Stab
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11
- Spreizkopf
- 12
- Ankerplatte
- 13
- Durchführungsöffnung
- 14
- Elektromagnet
- 15
- Zugfeder
- 16
- Rückstellfeder
- 17
- Querträger
- 18
- AZT-Prallbox
- 19
- Fahrzeug
- 20
- AZT-10°-Barriere
- 21
- Deformationsvorrichtung
- 22
- Motorträger
- 23
- Lower-Leg-Barriere
- F
- Last