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EP2675663A1 - Vorrichtung und verfahren zum einstellen einer steifigkeit einer adaptiven energieabsorptionsstruktur - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum einstellen einer steifigkeit einer adaptiven energieabsorptionsstruktur

Info

Publication number
EP2675663A1
EP2675663A1 EP11804694.5A EP11804694A EP2675663A1 EP 2675663 A1 EP2675663 A1 EP 2675663A1 EP 11804694 A EP11804694 A EP 11804694A EP 2675663 A1 EP2675663 A1 EP 2675663A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
deformation
force
housing
energy absorption
blocking element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11804694.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Friedrich
Gregory Rewers
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2675663A1 publication Critical patent/EP2675663A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16F7/125—Units with a telescopic-like action as one member moves into, or out of a second member
    • 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 present invention relates to an apparatus for adjusting a rigidity of an adaptive energy absorption structure for a vehicle, to an adaptive energy absorption structure for a vehicle, and to a method for adjusting a rigidity of an adaptive energy absorption structure for a vehicle.
  • EP 1 792 786 A2 describes a crash box which has a housing-like deformation profile as a folded construction made of sheet metal and a longitudinal carrier-side flange plate.
  • the present invention provides an improved apparatus for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure, an improved adaptive energy absorption structure, and an improved method for adjusting a rigidity of an adaptive energy absorption structure according to the main claims.
  • Advantageous Ausges conclusions emerge from the respective subclaims and the following description.
  • the stiffness of the crash boxes is adjusted before or during the collision so that, for example, a higher or lower energy absorption of the front structure takes place.
  • the invention is based on the recognition that when adjusting an adaptive energy absorption structure by means of a unilaterally acting force, a spring element can store the force as a counterforce to the return of the energy absorption structure.
  • the spring element can provide the stored counterforce very quickly.
  • an actuator for the energy absorption structure can be made simpler and cheaper.
  • the counterforce can be provided independently of an energy-intensive external actuation of the spring element to self-recover the energy absorption structure. This enables a fast, robust and cost-effective solution for adapting a crash structure.
  • the present invention provides an apparatus for adjusting a rigidity of an adaptive energy absorbing structure for a vehicle, wherein the energy absorbing structure opposes a housing, at least one disengaging die for deforming a deformation member guided in a direction of action by the disengaging die, and a locking direction movable locking member for supporting the disengaging die
  • said device comprising: a transmission means for transmitting a force to said blocking element to move said blocking element in the direction of action between a first position and at least a second position, said blocking element for adjusting the rigidity of said adaptive Energy absorption structure is formed to support the Ausgurmatrize in the first position so that the deformation element is deformable with a first deformation, and in the second position, the Ausr ckmatrize provided so that the deformation element with a second deformation is deformable; and a spring element which is arranged between the blocking element and the housing in the direction of action in order to counteract the force with a counter force.
  • the rigidity of the energy absorption structure can be adjusted.
  • the stiffness can be used to set how much kinetic energy can be absorbed by the energy absorption structure.
  • Kinetic energy is absorbed by deformation or deformation of the deformation element.
  • a degree of deformation is thus a measure of the stiffness.
  • the deformation element for example a tube, is moved through the die in the event of a collision, as a result of which the deformation element is deformed.
  • the die may, for example, be a funnel-shaped narrowing of a passage cross-section for the deformation element.
  • the die can be designed, for example, as a Ausmaschinematrize, so that the die of a
  • Locking element such as a ring
  • the blocking element can assume at least two positions. In the first position, the blocking element can support the die. In the second position, the blocking element does not support the die, so that the die can be pushed away during the deformation by the deformation element. As a result, the die can break at at least one predetermined breaking point and disengage perpendicular to a direction of movement of the deformation element. Thus, the first deformation can cause a stronger deformation of the deformation element than the second deformation.
  • the energy absorbing structure has a lower rigidity than when the locking member is in the first position.
  • a force can be transmitted to the blocking element via the transmission device.
  • the blocking element can be pushed away or attracted by the transmission device.
  • the blocking element can be pushed away or attracted by a spring element.
  • the spring element can thus counteract the transmission device.
  • the spring element can exert no counterforce on the blocking element when the blocking element is in the first position.
  • the spring element can exert a counterforce on the blocking element when the blocking element is in the second position.
  • the device may include an actuator that may be supported against the housing.
  • the actuator may be configured to provide the force.
  • the actuator may be an electric actuator, such as an electric motor.
  • the actuator may be self-locking. This allows the actuator to maintain a set state as long as no other information is transmitted to the actuator.
  • the actuator can frictionally connected to an output with the
  • the actuator may have a switchable backstop.
  • the actuator may be configured to provide the force in a first condition of the backstop, and not to provide the force in a second condition of the backstop.
  • a switchable backstop may be understood to mean a device which can be locked on one side and which permits movement in a drive direction and prevents movement counter to the drive direction, wherein the movement against the drive direction can be released in response to a signal or actuation.
  • a switchable backstop be a switchable clamp roller freewheel or a switchable sprag freewheel. The backstop can make the actuator self-locking.
  • the actuator may include a shiftable clutch that in a first position couples a drive portion of the actuator to the output, and in a second position disengages the drive portion from the output.
  • the transmission device can be switched powerless to move the locking element between the first position and the second position.
  • a coupling can decouple an inertia of the drive part directed against movement from the transmission element in order to be able to execute the movement more quickly.
  • the device may comprise a secondary actuator.
  • the secondary actuator can be designed to operate in a first switching state, the blocking element to prevent movement, and release the movement of the blocking element in a second switching state.
  • a secondary actuator may be understood to mean a device for holding or releasing the blocking element.
  • a secondary actuator may be a locking element which, in the first switching state, prevents the blocking element from moving and, in the second switching state, allows the movement.
  • the secondary actuator may block or release the spring element.
  • the device may comprise a plurality of transmission devices and additionally or alternatively a plurality of spring elements.
  • the spring elements can be distributed uniformly over a circumference of the Ausschmatrize.
  • the blocking element can be supported evenly over an overall extent of the blocking element of the opposing force.
  • the force can be evenly distributed to the blocking element. If the device has the same number of spring elements, such as transmission devices, asymmetric loads on the blocking element can be avoided. As a result, tilting of the blocking element can be prevented, and high operational reliability can be achieved.
  • the blocking element can be movable between the first position and the second position and at least one further position, wherein the blocking element is designed to support the disengaging die in the further position such that the deformation element is deformable with a further deformation.
  • a further position can be understood as meaning a position between the first position and the second position.
  • the blocking element can be moved into the further position by the force transmitted by the transmission device.
  • a further deformation may be understood to mean a deformation that is smaller than in the first deformation and stronger than in the second deformation. Due to the adjustment possibility at least one With a further deformation strength, the rigidity of the energy absorption structure can be better adapted to the actual impact energy.
  • the blocking body may have at least one rolling point.
  • the transfer means may comprise a trajectory for supporting the rolling point, the trajectory having a first extreme point adapted to support the rolling point in the first position, and the trajectory having a second extreme point formed around the pitch point in the second Support the position.
  • the transmission device may be designed to carry out a relative movement to the pitch point in order to exert a unilaterally acting pressure force on the blocking element.
  • a pitch point can be understood to mean a contact point or a contact point between the blocking body and the transmission device.
  • the force can be transmitted to move to the blocking element.
  • the Wälz Vietnamese can as
  • the rolling element may have means for reducing the friction, such as a coating or a roller.
  • a trajectory can form a cam gear with the rolling point by the rolling point is pressed by the spring element on the trajectory and the trajectory can be moved relative to the pitch point.
  • elevations of the trajectory of the pitch point can be deflected perpendicular to a direction of movement of the transmission device or trajectory.
  • the trajectory can be divided into several cams or eccentrics. The relative movement can take place perpendicular to the Wrkraum or rotating about the Wrkraum.
  • the blocking body can be moved particularly easily in the direction of action and the rigidity of the energy absorption structure can be adjusted.
  • the trajectory may have at least one flat point, which is designed to support the rolling point in the further position.
  • a flat area can be understood as meaning a region of the trajectory which, during a part of the relative movement, does not cause a displacement of the pitch point in the direction of rotation.
  • the rigidity of the energy absorption structure can be adjusted in predetermined levels.
  • the rolling point can rest on the flat position without holding force of the transmission element and keep the set stiffness set.
  • the transmission device may be a cable for transmitting a unidirectional pulling force.
  • the actuator may have a winding device for winding up the rope. Under a rope can be understood a transmission means for a tensile force along a main direction of extension of the rope.
  • the rope may also be a cable or a cord.
  • a winding device may be a device for rolling up the rope.
  • the winding device may be a drum or a spindle.
  • the tensile force can be transmitted from a remote actuator to the blocking element.
  • the rope can also be deflected via deflection points, such as deflection rollers in the main direction of extension.
  • deflection points such as deflection rollers in the main direction of extension.
  • Several ropes can be co-wound on a take-up device to transfer the force to several ropes. Through the rope, the force can also be transmitted from a remote actuator to the blocking element.
  • the invention also includes an adaptive energy absorption structure, comprising: a housing; at least one release die arranged in the housing for deforming a deformation element when the deformation element is guided in a direction of action through the release die; a movable in the WRKraum locking member for supporting the Ausschmatrize relative to the housing; and an apparatus for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to the inventive approach.
  • the adaptive energy absorption structure can be used for example as a crash box for a vehicle.
  • the direction of rotation may correspond to a direction of impact of the vehicle with an obstacle.
  • the effective direction can be aligned parallel to a vehicle longitudinal direction.
  • the adaptive energy absorption structure can also be installed, for example, in the middle or rear region of the vehicle front structure. In this case, a part of the longitudinal member has different levels of force.
  • the invention also includes a method for adjusting a
  • the energy absorption structure comprises a housing, at least one Ausgurmatrize for deforming a guided in the direction of action by the Ausgurmatrize deformation element, and a movable in the direction of action movable blocking element for supporting the Ausschreibmatrize relative to the housing, wherein the
  • Energy absorption structure is formed to support the Ausschreibmatrize in the first position so that the deformation element is deformable with a first deformation, and the blocking element in the second position, the Ausschreibmatrize support so that the deformation element is deformable with a second deformation;
  • FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. Fig. 3 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention with a locked secondary actuator
  • Fig. 4 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention having an unlocked secondary actuator
  • Fig. 5 is an illustration of an adaptive energy absorption structure in a
  • FIG. 6 is an illustration of an adaptive energy absorption structure in a low stiffness setting in accordance with an embodiment of the present invention
  • 7 is an illustration of a release die with predetermined breaking points for use in an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is an illustration of an adaptive energy absorption structure having a stiffness adjusting device of the adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a sectional view of an adaptive energy absorption structure having a stiffness adjusting device of the adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a detail of a device for adjusting the rigidity of an adaptive energy absorption structure according to an exemplary embodiment of the present invention with a path curve adjustment;
  • FIG. 1 shows a section of a device for adjusting the rigidity of an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention with a path adjustment with a further position
  • 12 is an indicated spatial illustration of a path curve adjustment from a device for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is an illustration of a device for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention with an eccentric adjustment
  • FIG. 14 is another illustration of the device for adjusting the stiffness of the adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention with eccentric adjustment.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an adaptive energy absorption structure with a device for adjusting a stiffness of the adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention.
  • the energy absorption structure has a housing 100 and a deformation element 102.
  • the deformation element 102 is moved relative to the housing in an impact, which is to be absorbed by the energy absorption structure, in a direction of action that is parallel to a longitudinal axis of the deformation element 102.
  • a die 104 is arranged, which is designed to deform the deformation element 102 during the movement in the direction of action.
  • the die 104 is supported by a blocking element 106 relative to the housing 100.
  • the locking member 106 is movably disposed and can be reciprocated by the rigidity adjusting device between different positions. Depending on the position, the die is supported to a different extent by the blocking element 106 and can accordingly deform the deformation element 102 to different degrees.
  • the device for adjusting the rigidity comprises a transmission device 108 and a spring element 1 10 on.
  • the transmission device 108 is designed to transmit a force for moving the blocking element 106 onto the blocking element 106.
  • the spring element 110 is configured to exert a force on the blocking element 106 which is opposite to that of the force exerted by the transmission device 108.
  • the blocking element 106 can be biased. If the blocking element 106 is held in such a prestressed position, the blocking element can then be moved quickly into another position by the spring force of the spring element, for example in response to a detected or predicted impact.
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention.
  • the method includes a step 202 of transmitting a force to a blocking element of the adaptive energy absorption structure. Furthermore, the method comprises a step 204 of providing a counterforce by a spring element.
  • the blocking element is moved by the force and thus changed in its position. Depending on the position, the blocking element supports a release die of the adaptive energy absorption structure to different degrees, so that the release die can deform a deformation element guided by the release die differently.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a section of an adaptive energy absorption structure, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the adaptive energy absorption structure has a housing 100, which as Ab ⁇
  • the energy absorption structure has a blocking element 106, which is embodied here as a plate. Between the housing 100 and the blocking element 106, a spring 110 is arranged. Also arranged on the housing 100 is an actuator 308, here an electric motor. The actuator actuates a winding device 310, here a spindle. One end of a cable 312 or a cable is wound on the reel 310. The other end of the cable 312 is connected to the blocking element 106. The cable 312 transmits a pulling force to move the locking member 106 from the actuator 308 to the locking member 106. As a result, the locking member 106 is moved towards the housing 100 and the spring 110 between the housing 100 and the locking member
  • the triggering device is four-barred.
  • FIG. 4 shows the section of an adaptive energy absorption structure shown in FIG. 3 at a later time t1, in which the trigger device 314 is unlocked.
  • the secondary actuator 314 has removed the blockage of the blocking element 106 by moving the secondary actuator 314 away from the blocking element 106, as indicated by an arrow, transversely to a direction of movement of the blocking element 106.
  • the blocking element 106 has been moved away from the housing 100 by a predetermined distance 316 x (t).
  • the cable 312 has been unwound slightly from the winding device 310.
  • the actuator 308 may either have been disconnected or the actuator 308 has actively or passively carried the unwinding.
  • a fast actuator device is used.
  • the actuator device consists of a spring 110, which acts on a mechanical component 106 of the adaptive energy absorption structure and thus realizes the change in stiffness.
  • This spring 1 10 is biased depending on the nature of train or pressure and thus stores the energy that is necessary to the
  • an actuator 308 e.g. an electric motor is provided which guarantees the reversibility.
  • the spring 110 is biased by the actuator 308.
  • the actuator 308 can return the spring 110 and thus also the mechanical adaptation element 106 back to the original position.
  • a trigger device 314 is provided, which unlocks the prestressed spring 110 and thus allows the adaptation.
  • the triggering device 314 can be formed separately, for example as a secondary actuator for a mechanical see blocking of the spring, which is then removed.
  • a triggering device may be integrated directly in the actuator 308, for example in the form of a gear release in the electric motor, or a direction of rotation of the electric motor for the bias and the other direction of rotation for unlocking.
  • the spring 110 is a standard part, which is manufactured in all variations in mass production and is therefore favorable.
  • the demands on the actuator 308 in terms of dynamics are low.
  • For the switching back or the retraction of the spring 110 are several hundred milliseconds to a few seconds available. Thereby, e.g. an electric motor are small in size and require little power. Electric motors are inexpensive and are produced in large quantities.
  • the reversibility is to be regarded as one of the main advantages.
  • the triggering algorithm can be made very sensitive to effect a quick adjustment decision. A risk of possible false triggers can be accepted through the reversibility. With false triggering here an undesirable adjustment of the actuator is called, which can be triggered for example by a pothole in the road, or a slight collision with a garbage can or a garage door. Since the system is reversible, the actuator returns to its original jump position after the false trip. The driver does not notice.
  • the spring principle can be applied to various mechanical working principles, such as peeling, scraping, cutting, tapering, widening, or everting, so in all crash boxes where a mechanical part for adapting the rigidity is needed.
  • mechanical working principles such as peeling, scraping, cutting, tapering, widening, or everting
  • FIG. 5 is an illustration of an adaptive energy absorption structure in a high-rigidity setting according to an embodiment of the present invention.
  • 6 is a diagram of the adaptive energy absorption structure in a low-rigidity setting according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 shows a representation of a Aus Wegmatrize with Predetermined breaking points for use in an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention.
  • a deformation element 102 here a tube with a frusto-conical taper at a lower end, is guided in a collar of a housing of an adaptive energy absorption structure.
  • a stationary die 504 is disposed within the housing, which deforms the deformation element 102 in the event of a collision with a low plastic deformation when the deformation element 102 is pushed in a direction of impact by the fixed die 504.
  • a breakable Ausgurmatrize 104 is arranged in the housing.
  • Ring as blocking element 106 or locking ring is set as in Fig. 5 by default so that the crash box is always set to the highest possible stiffness.
  • the ring In the case of a low-speed crash, as shown in Fig. 6, the ring
  • the actuator 308 ensures the correct ring position or ring movement.
  • FIGS. 8 and 9 Another possible implementation of the approach presented here on a taper-based adaptive crash structure is shown in FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 8 is an illustration of an adaptive energy absorption structure having an apparatus for adjusting a stiffness of the adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the adaptive energy absorption structure including the adaptive energy absorption structure rigidity adjusting apparatus of FIG. 8.
  • the bias of the adaptive crash structure shown in FIG. 8 is held by a latch unit.
  • This can be realized for example as a clamping roller freewheel.
  • a locking ring 106 is connected via four cables 312 with an actuator 308.
  • the actuator 308 has a winding device 310 in the form of a spindle for the cables 312.
  • the cables 312 are on the locking ring
  • the cables 312 may transmit a force to move the locking ring 106 from the actuator 308 to the locking ring 106 when the winding device 310 is rotated in a direction of rotation 902.
  • Four compression springs 110 are arranged at the four fastening points of the cables 312 between a housing 100 of the crash structure and the locking ring 106.
  • the compression springs 110 are compressed and preloaded by the force transmitted through the cables.
  • the springs 110 act against the force transmitted by the cables 312.
  • spring energy is stored in the tensioned state, which is used to move the locking ring 106 in the event of a stiffness change.
  • Figures 10, 11 and 12 show embodiments of the present invention in which the bias of the springs 110 is performed via a trajectory.
  • 10 shows a detail of a device for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to an exemplary embodiment of the present invention with a path curve adjustment.
  • 1 1 shows a detail of a device for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention with a path curve adjustment with a further position.
  • 12 shows an indicated spatial representation of a path curve adjustment from a device for adjusting a stiffness of an adaptive energy absorption structure according to an embodiment of the present invention.
  • a geared ring 1002 shown in Figures 10, 11 and 12 is rotated by an electric motor, either directly or via a gear.
  • the ring 1002 has a trajectory 1004.
  • On the ring 1002 is another, secured against rotation ring 1006 with bolts or rollers 1008 on the
  • Trajectory 1004 rest.
  • the further ring 1006 is pressed by one or more springs 110, so that the ring 1006 is translationally moved during a rotation of the first ring 1002.
  • the spring / s 110 clamp between the locking element 1006 and the housing 100.
  • the web 1004 has a trough, so that the motor 110 no longer load after tensioning the springs has to hold and can remain de-energized. So in this position, the Aus Wegmatrize supported.
  • this position of the lock member 1006 is a "hard” setting, and if the adaptive crash structure is to be smoothed, the motor slightly rotates the first ring 1002 so that the biased spring (s) 110 retracts the further anti-rotation ring 1006 This movement is ensured by the spring force and can be assisted by the motor in order to additionally gain dynamics.
  • the adjustment of the adaptive crash structure in the direction of "soft” can also be stepped by further depressions in the trajectory 1004, as shown in FIG 1 1, be realized, so that intermediate stages the stiffness of this adaptive crash structure can be adjusted.
  • the assembly with the rings can be arranged concentrically to the adaptive crash structure or distributed as multiple identical assemblies on the circumference of the crash structure. In the latter arrangement, this can be driven by a common motor via a transfer case or by multiple motors
  • Figures 13 and 14 show an embodiment of the present invention, according to which a bias of the springs 110 is performed by means of a plurality of eccentrics 1302.
  • the adjustment can also be made via a single eccentric.
  • the eccentric may be configured to provide a type of detent function with spring 110 biased between the ring 106 and the housing 100, which allows the system to assume two stable states for the high and low stiffness of the adaptive crash structure.
  • a significant advantage of this embodiment is that both positions of the ring 106 can be kept de-energized. This means that both the hard and soft state of the adaptive crash box can be kept without electrical power. This means that when a vehicle is parked, that is, when it is in the "off" state with or without occupants, the vehicle manufacturer can freely decide whether to set its adaptive crash box to "hard.” This may result in high repair costs for low-speed crashes the adaptive energy absorption structure is set to "soft", possibly resulting in a high risk of injury to occupants.
  • Predictive sensors such as radar, light and ultrasound are suitable, but also sensors such as acceleration, pressure or temperature sensors are suitable for this purpose.
  • crash sensors such as acceleration and / or pressure sensors are very suitable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur. Die Energieabsorptionsstruktur weist ein Gehäuse (100), zumindest eine Ausrückmatrize (104) zum Deformieren eines in einer Wirkrichtung durch die Ausrückmatrize geführten Deformationselements sowie ein in Wirkrichtung bewegliches Sperrelement (106) auf. Die Vorrichtung weist eine Übertragungseinrichtung (312) zum Übertragen einer Kraft zur Bewegung des Sperrelements in Wirkrichtung zwischen einer ersten Position und zumindest einer zweiten Position auf das Sperrelement auf. Das Sperrelement ist ausgebildet, um in der ersten Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer ersten Deformation deformierbar ist, und in der zweiten Position so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer zweiten Deformation deformierbar ist. Weiterhin weist die Vorrichtung ein Federelement (110) auf, das zwischen dem Sperrelement und dem Gehäuse in Wirkrichtung angeordnet ist, wobei das Federelement ausgebildet ist, um der übertragenen Kraft mit einer Gegenkraft entgegen zu wirken.

Description

Beschreibung Titel
Vorrichtung und Verfahren zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur für ein Fahrzeug, auf eine adaptive Energieabsorptionsstruktur für ein Fahrzeug, sowie auf ein Verfahren zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur für ein Fahrzeug.
Seit der Einführung der Fahrgastzelle hat sich die Fahrzeugsicherheit deutlich weiterentwickelt. Durch die aktive und passive Sicherheit konnten die Anzahl der Getöteten deutlich reduziert werden. Crashboxen liefern einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der passiven Sicherheit, reduzieren allerdings auch die Reparaturkosten bei einem Niedriggeschwindigkeitscrash.
Die EP 1 792 786 A2 beschreibt eine Crashbox, welche ein gehäuseartiges Deformationsprofil als Faltkonstruktion aus Metallblech und eine längsträgerseitige Flanschplatte aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur, eine verbesserte adaptive Energieabsorptionsstruktur, sowie ein verbessertes Verfahren zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausges- taltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Bei einer adaptiven Frontstruktur wird vor- bzw. während der Kollision die Steifig- keit der Crashboxen angepasst, so dass beispielsweise eine höhere oder niedrigere Energieaufnahme der Frontstruktur stattfindet. Dies bedeutet eine weiche Frontstruktur bei Intrusion eines Fußgängers oder aber auch eine härtere Frontstruktur bei Intrusion eines Fahrzeugs.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei einer Verstellung einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur durch eine einseitig wirkende Kraft, ein Federelement die Kraft als Gegenkraft zur Rückstellung der Energieabsorptionsstruktur speichern kann. Das Federelement kann die gespeicherte Gegenkraft sehr schnell bereitstellen. Dadurch kann eine Betätigungseinrichtung für die Energieabsorptionsstruktur einfacher und günstiger ausgeführt werden. Zusätzlich kann die Gegenkraft unabhängig von einer energieintensiven externen Betätigung von dem Federelement bereitgestellt werden, um die Energieabsorptionsstruktur autark rückzustellen. Dies ermöglicht eine schnelle, robuste und kostengünstige Lösung zur Adaption einer Crashstruktur.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur für ein Fahrzeug, wobei die Energieabsorptionsstruktur ein Gehäuse, zumindest eine Ausrückmatrize zum Deformieren eines in einer Wirkrichtung durch die Ausrückmatrize geführten Deformationselements, und ein in der Wirkrichtung bewegliches Sperrelement zum Abstützen der Ausrückmatrize gegenüber dem Gehäuse aufweist, und wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen einer Kraft auf das Sperrelement, um das Sperrelement in der Wirkrichtung zwischen einer ersten Position und zumindest einer zweiten Position zu bewegen, wobei das Sperrelement zum Einstellen der Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur ausgebildet ist, um in der ersten Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer ersten Deformation deformierbar ist, und in der zweiten Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer zweiten Deformation deformierbar ist; und ein Federelement, das zwischen dem Sperrelement und dem Gehäuse in der Wirkrichtung angeordnet ist, um der Kraft mit einer Gegenkraft entgegen zu wirken.
Mittels der Vorrichtung kann die Steifigkeit der Energieabsorptionsstruktur eingestellt werden. Über die Steifigkeit kann wiederum eingestellt werden, wie viel Bewegungsenergie durch die Energieabsorptionsstruktur absorbiert werden kann. Bewegungsenergie wird dabei durch eine Verformung oder Deformation des De- formationselements absorbiert. Ein Grad der Deformation ist somit ein Maß für die Steifigkeit. Das Deformationselement, beispielsweise ein Rohr wird bei einem Aufprallereignis durch die Matrize bewegt, wodurch das Deformationselement deformiert wird. Die Matrize kann beispielsweise eine trichterförmige Verengung eines Durchlassquerschnitts für das Deformationselement sein. Die Matrize kann beispielsweise als Ausrückmatrize gestaltet sein, so dass die Matrize von einem
Sperrelement, beispielsweise einem Ring, abgestützt werden kann, um die erforderlichen Deformationskräfte auf das Deformationselement übertragen zu können. Das Sperrelement, oder ein entsprechender Sperrkörper, können zumindest zwei Positionen einnehmen. In der ersten Position kann das Sperrelement die Matrize abstützen. In der zweiten Position stützt das Sperrelement die Matrize nicht ab, so dass die Matrize während der Deformation durch das Deformationselement weggedrückt werden kann. Dadurch kann die Matrize an zumindest einer Sollbruchstelle zerbrechen und senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Deformationselements ausrücken. Somit kann die erste Deformation eine stärke- re Verformung des Deformationselements als die zweite Deformation bewirken.
Befindet sich der Sperrelement in der zweiten Position weist die Energieabsorptionsstruktur daher eine geringere Steifigkeit auf, als wenn sich der Sperrelement in der ersten Position befindet. Um das Sperrelement zu bewegen kann über die Übertragungseinrichtung eine Kraft auf das Sperrelement übertragen werden. Beispielsweise kann das Sperrelement durch die Übertragungseinrichtung weggedrückt oder angezogen werden. In entgegengesetzter Richtung kann das Sperrelement von einem Federelement wegedrückt oder angezogen werden. Das Federelement kann somit der Übertragungseinrichtung entgegenwirken. Beispielsweise kann das Federelement keine Gegenkraft auf das Sperrelement ausüben, wenn sich das Sperrelement in der ersten Position befindet. Dagegen kann das Federelement eine Gegenkraft auf das Sperrelement ausüben, wenn sich das Sperrelement in der zweiten Position befindet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung einen Aktuator aufweisen, der gegenüber dem Gehäuse abgestützt sein kann.
Der Aktuator kann ausgebildet sein, um die Kraft bereitzustellen. Beispielsweise kann der Aktuator ein elektrischer Aktuator, wie ein Elektromotor sein. Der Aktuator kann selbsthemmend ausgeführt sein. Dadurch kann der Aktuator einen eingestellten Zustand halten, solange keine anderslautende Information an den Ak- tuator übermittelt wird. Der Aktuator kann an einem Abtrieb kraftschlüssig mit der
Übertragungseinrichtung verbunden sein. Durch den Aktuator kann die erforderliche Bewegungsenergie zum Bewegen des Sperrelements bereitgestellt werden und somit die Steifigkeit der Energieabsorptionsstruktur eingestellt werden. Dabei kann der Aktuator eine schaltbare Rücklaufsperre aufweisen. Der Aktuator kann ausgebildet sein, um in einem ersten Zustand der Rücklaufsperre die Kraft bereitzustellen, und in einem zweiten Zustand der Rücklaufsperre die Kraft nicht bereitzustellen. Unter einer schaltbaren Rücklaufsperre kann eine einseitig blockierbare Einrichtung verstanden werden, die eine Bewegung in einer Antriebs- richtung ermöglicht und eine Bewegung entgegen der Antriebsrichtung unterbindet, wobei die Bewegung entgegen der Antriebsrichtung ansprechend auf ein Signal oder eine Betätigung freigegeben werden kann. Beispielsweise kann eine schaltbare Rücklaufsperre ein schaltbarer Klemmrollenfreilauf oder ein schaltbarer Klemmkörperfreilauf sein. Dabei kann die Rücklaufsperre den Aktuator selbsthemmend machen. Zusätzlich oder unabhängig davon kann der Aktuator eine schaltbare Kupplung aufweisen, die in einer ersten Stellung einen Antriebsteil des Aktuators an den Abtrieb kuppelt, und in einer zweiten Stellung den Antriebsteil von dem Abtrieb abkuppelt. Durch die Rücklaufsperre und/oder die Kupplung kann die Übertragungseinrichtung kraftlos geschalten werden, um das Sperrelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen. Weiterhin kann eine Kupplung eine, einer Bewegung entgegen gerichtete Trägheit des Antriebsteils von dem Übertragungselement entkoppeln, um die Bewegung schneller ausführen zu können. Ferner kann die Vorrichtung einen Sekundäraktuator aufweisen. Der Sekundä- raktuator kann ausgebildet sein, um in einem ersten Schaltzustand das Sperr- element an einer Bewegung zu hindern, und in einem zweiten Schaltzustand die Bewegung des Sperrelements freizugeben. Unter einem Sekundäraktuator kann eine Einrichtung zum Halten oder Freigeben des Sperrelements verstanden werden. Beispielsweise kann ein Sekundäraktuator ein Verriegelungselement sein, das in dem ersten Schaltzustand das Sperrelement an der Bewegung hindert, und in dem zweiten Schaltzustand die Bewegung ermöglicht. Ebenso kann der Sekundäraktuator das Federelement blockieren oder freigeben. Durch den Sekundäraktuator kann die Übertragungseinrichtung entlastet werden, wenn das Sperrelement an der Bewegung gehindert wird. Dadurch kann eine verbesserte Haltbarkeit der Übertragungseinrichtung erreicht werden, und das Sperrelement kann schneller zwischen den Positionen bewegt werden, wenn der Sekundäraktuator den zweiten Schaltzustand einnimmt.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Mehrzahl von Übertragungseinrichtungen und zusätzlich oder alternativ einer Mehrzahl von Federelementen aufweisen. Dabei können zumindest die Federelemente gleichmäßig über einen Umfang der Ausrückmatrize verteilt sein. Durch eine Mehrzahl von Federelementen kann das Sperrelement gleichmäßig über eine Gesamtausdehnung des Sperrelements von der Gegenkraft gestützt werden. Durch eine Mehrzahl von Übertragungseinrichtungen kann die Kraft gleichmäßig auf das Sperrelement verteilt werden. Wenn die Vorrichtung gleich viele Federelemente, wie Übertragungseinrichtungen aufweist, können asymmetrische Belastungen am Sperrelement vermieden werden. Dadurch kann ein Verkanten des Sperrelements verhindert werden, und eine hohe Betriebssicherheit erreicht werden.
Ferner kann das Sperrelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position und zumindest einer weiteren Position beweglich sein, wobei das Sperrelement ausgebildet ist, um in der weiteren Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer weiteren Deformation deformierbar ist. Unter einer weiteren Position kann eine Position zwischen der ersten Position und der zweiten Position verstanden werden. Das Sperrelement kann durch die von der Übertragungseinrichtung übertragene Kraft in die weitere Position bewegt werden. Unter einer weiteren Deformation kann eine Deformation verstanden werden, die geringer als bei der ersten Deformation und stärker als bei der zweiten Deformation ausfällt. Durch die Einstellmöglichkeit zumindest ei- ner weiteren Deformationsstärke kann die Steifigkeit der Energieabsorptionsstruktur besser an die tatsächliche Aufprallenergie angepasst werden.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Sperrkörper zumindest einen Wälzpunkt aufweisen. Die Übertragungseinrichtung kann eine Bahnkurve zum Abstützen des Wälzpunkts aufweisen, wobei die Bahnkurve einen ersten Extrempunkt aufweist, der ausgebildet ist, um den Wälzpunkt in der ersten Position abzustützen, und die Bahnkurve einen zweiten Extrempunkt aufweist, der ausgebildet ist, um den Wälzpunkt in der zweiten Positi- on abzustützen. Dabei kann die Übertragungseinrichtung ausgebildet sein, um eine Relativbewegung zum Wälzpunkt auszuführen, um eine einseitig wirkende Druckkraft auf das Sperrelement auszuüben. Unter einem Wälzpunkt kann ein Anlagepunkt oder ein Kontaktpunkt zwischen dem Sperrkörper und der Übertragungseinrichtung verstanden werden. Über den Wälzpunkt kann die Kraft zum Bewegen auf das Sperrelement übertragen werden. Der Wälzpunkt kann als
Wälzkörper ausgeführt sein. Der Wälzkörper kann eine Einrichtung zum Verringern der Reibung, wie beispielsweise eine Beschichtung oder eine Rolle aufweisen. Eine Bahnkurve kann mit dem Wälzpunkt ein Kurvengetriebe ausbilden, indem der Wälzpunkt von dem Federelement auf die Bahnkurve gedrückt wird und die Bahnkurve relativ zum Wälzpunkt bewegt werden kann. Durch Erhebungen der Bahnkurve kann der Wälzpunkt senkrecht zu einer Bewegungsrichtung der Übertragungseinrichtung oder Bahnkurve ausgelenkt werden. Ebenso kann die Bahnkurve in mehrere Nocken oder Exzenter geteilt sein. Die Relativbewegung kann senkrecht zur Wrkrichtung oder drehend um die Wrkrichtung erfolgen. Da- durch kann der Sperrkörper besonders einfach in Wirkrichtung bewegt werden und die Steifigkeit der Energieabsorptionsstruktur eingestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Bahnkurve zumindest eine Flachstelle aufweisen, die ausgebildet ist, den Wälzpunkt in der weiteren Position abzu- stützen. Unter einer Flachstelle kann ein Bereich der Bahnkurve verstanden werden, der während eines Teils der Relativbewegung keine Verschiebung des Wälzpunkts in Wrkrichtung bewirkt. Dadurch kann die Steifigkeit der Energieabsorptionsstruktur in festgelegten Stufen eingestellt werden. Weiterhin kann der Wälzpunkt ohne Haltekraft des Übertragungselements auf der Flachstelle auflie- gen und die eingestellte Steifigkeit eingestellt halten. Gemäß einer Ausführungsform kann die Übertragungseinrichtung ein Seil zum Übertragen einer einseitig wirkenden Zugkraft sein. Der Aktuator kann eine Aufwickeleinrichtung zum Aufwickeln des Seils aufweisen. Unter einem Seil kann ein Übertragungsmittel für eine Zugkraft entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Seils verstanden werden. Beispielsweise kann das Seil auch ein Kabel oder eine Schnur sein. Eine Aufwickeleinrichtung kann eine Einrichtung zum aufrollen des Seils sein. Beispielsweise kann die Aufwickeleinrichtung eine Trommel oder eine Spindel sein. Über ein Seil kann die Zugkraft von einem entfernten Aktuator auf das Sperrelement übertragen werden. Das Seil kann auch über Umlenkpunkte, wie Umlenkrollen in der Haupterstreckungsrichtung abgelenkt werden. Mehrere Seile können gemeinsam auf einer Aufwickeleinrichtung aufgewickelt werden, um die Kraft auf mehrere Seile zu übertragen. Durch das Seil kann die Kraft auch von einem entfernt angeordneten Aktuator auf das Sperrelement übertragen werden.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine adaptive Energieabsorptionsstruktur, mit folgenden Merkmalen: einem Gehäuse; zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Ausrückmatrize zum Deformieren eines Deformationselements wenn das Deformationselement in einer Wirkrichtung durch die Ausrückmatrize geführt wird; einem in der Wrkrichtung beweglichen Sperrelement zum Abstützen der Ausrückmatrize gegenüber dem Gehäuse; und eine Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß dem erfindungsgemäßen Ansatz.
Die adaptive Energieabsorptionsstruktur kann beispielsweise als Crashbox für ein Fahrzeug eingesetzt werden. Im verbauten Zustand kann die Wrkrichtung einer Aufprallrichtung des Fahrzeugs auf ein Hindernis entsprechen. Beispielsweise kann die Wirkrichtung parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sein. Ferner kann die adaptive Energieabsorptionsstruktur auch beispielsweise im mittleren bzw. hinteren Bereich der Fahrzeugfrontstruktur eingebaut werden. In diesem Fall weist ein Teil des Längsträgers unterschiedliche Kraftniveaus auf. Des Weiteren umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Einstellen einer
Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur für ein Fahrzeug, wobei die Energieabsorptionsstruktur ein Gehäuse, zumindest eine Ausrückmatrize zum Deformieren eines in einer Wirkrichtung durch die Ausrückmatrize geführten Deformationselements, und ein in der Wirkrichtung bewegliches Sperrelement zum Abstützen der Ausrückmatrize gegenüber dem Gehäuse aufweist, wobei das
Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Übertragen einer Kraft auf das Sperrelement, um das Sperrelement in der Wirkrichtung zwischen einer ersten Position und zumindest einer zweiten Position zu bewegen, wobei das Sperrelement zum Einstellen der Steifigkeit der adaptiven
Energieabsorptionsstruktur ausgebildet ist, um in der ersten Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer ersten Deformation deformierbar ist, und das Sperrelement in der zweiten Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer zweiten Deformation deformierbar ist; und
Bereitstellen einer Gegenkraft durch ein zwischen dem Sperrelement und dem Gehäuse in Wirkrichtung angeordnetes Federelement, um der Kraft entgegenzuwirken.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit einem verriegelten Sekundäraktuator;
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit einem entriegelten Sekundäraktuator;
Fig. 5 eine Darstellung einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur in einer
Einstellung hoher Steifigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Darstellung einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur in einer Einstellung niedriger Steifigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 eine Darstellung einer Ausrückmatrize mit Sollbruchstellen zur Verwendung in einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Darstellung einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur mit einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur mit einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ein Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit ei- ner adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Bahnkurvenverstellung;
Fig. 1 1 ein Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungs- beispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Bahnkurvenverstellung mit einer weiteren Position; Fig. 12 eine angedeutet räumliche Darstellung einer Bahnkurvenverstellung aus einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 eine Darstellung einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Exzenterverstellung; und
Fig. 14 eine weitere Darstellung der Vorrichtung zum Einstellen der Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Exzenterverstellung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur mit einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Energieabsorptionsstruktur weist ein Gehäuse 100 und ein Deformationselement 102 auf. Das Deformationselement 102 wird bei einem Aufprall, dessen Energie durch die Energieabsorptionsstruktur absorbiert werden soll, in einer Wirkrichtung, die parallel zu einer Längsachse des Deformationselements 102 verläuft, relativ zu dem Gehäuse bewegt. Innerhalb des Gehäuses 100 ist eine Matrize 104 angeordnet, die ausgebildet ist, um das Deformationselement 102 bei der Bewegung in Wirkrichtung zu deformieren. Die Matrize 104 wird durch ein Sperrelement 106 gegenüber dem Gehäuse 100 abgestützt. Das Sperrelement 106 ist beweglich angeordnet und kann durch die Vorrichtung zum Einstellen der Steifigkeit zwischen unterschiedlichen Positionen hin und her bewegt werden. Je nach Position wird die Matrize unterschiedlich stark durch das Sperrelement 106 abgestützt und kann demnach das Deformationselement 102 unterschiedlich stark deformieren. Zum Bewegen des Sperrelements 106 weist die Vorrichtung zum Einstellen der Steifigkeit eine Übertragungseinrichtung 108 und ein Federelement 1 10 auf. Die Übertragungseinrichtung 108 ist ausgebildet, um eine Kraft zur Bewegung des Sperrelements 106 auf das Sperrelement 106 zu übertragen. Das Federelement 1 10 ist ausgebildet, um eine der durch die Übertragungseinrichtung 108 ausgeübten Kraft entgegengesetzte Kraft auf das Sperrelement 106 auszuüben. Durch das Federelement 1 10 kann das Sperrelement 106 vorgespannt werden. Wird das Sperrelement 106 in einer solchen vorgespannten Position gehalten, so kann das Sperrelement anschließend, beispielsweise ansprechend auf einen erkannten oder prognostizierten Aufprall, durch die Federkraft des Federelements schnell in eine andere Position bewegt werden.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren weist einen Schritt 202 des Übertragens einer Kraft auf ein Sperrelement der adaptiven Energieabsorptionsstruktur auf. Weiterhin weist das Verfahren einen Schritt 204 des Bereitstellens einer Gegenkraft durch ein Federelement auf. Im Schritt 202 des Übertragens wird das Sperrelement von der Kraft bewegt und somit in seiner Position verändert. Je nach Position stützt das Sperrelement eine Ausrückmatrize der adaptiven Energieabsorptionsstruktur unterschiedlich stark ab, so dass die Ausrückmatrize ein durch die Ausrückmatrize geführtes Deformationselement unterschiedlich stark deformieren kann.
Fig. 3 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Ausschnitts einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die adaptive Energieabsorptionsstruktur weist ein Gehäuse 100 auf, das als Ab¬
Stützung dient. Ferner weist die Energieabsorptionsstruktur ein Sperrelement 106 auf, das hier als Platte ausgeführt ist. Zwischen dem Gehäuse 100 und dem Sperrelement 106 ist eine Feder 110 angeordnet. Ebenso am Gehäuse 100 angeordnet ist ein Aktuator 308, hier ein E-Motor. Der Aktuator betätigt eine Aufwi- ckeleinrichtung 310, hier eine Spindel. Ein Ende eines Seils 312 oder eines Kabels ist auf der Aufwickeleinrichtung 310 aufgewickelt. Das andere Ende des Seils 312 ist mit dem Sperrelement 106 verbunden. Das Seil 312 überträgt eine Zugkraft zur Bewegung des Sperrelements 106 von dem Aktuator 308 auf das Sperrelement 106. Dadurch wird das Sperrelement 106 zu dem Gehäuse 100 hin bewegt und die Feder 110 zwischen dem Gehäuse 100 und dem Sperrelement
106 zusammengedrückt. In dieser, in Fig. 3 gezeigten Position wird das Sperr- element 106 von einem Sekundäraktuator 314 mechanisch blockiert. Der Sekun- däraktuator dient als Auslösevorrichtung für die Energieabsorptionsstruktur, um die Steifigkeit der Energieabsorptionsstruktur zu verändern. Zu dem in Fig. 3 gezeigten Zeitpunkt t0 ist die Auslösevorrichtung vierriegelt.
Fig. 4 zeigt den in Fig. 3 gezeigten Ausschnitt einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur zu einem späteren Zeitpunkt t1 , in dem die Auslösevorrichtung 314 entriegelt ist. Es ist also ein Zustand nach einer Auslösung des Sekundäraktua- tors 314 dargestellt. Der Sekundäraktuator 314 hat die Blockade des Sperrele- ments 106 aufgehoben, indem der Sekundäraktuator 314, wie durch einen Pfeil gekennzeichnet quer zu einer Bewegungsrichtung des Sperrelements 106 von dem Sperrelement 106 wegbewegt wurde. Durch die in der Feder 110 gespeicherte Energie wurde das Sperrelement 106 um einen vorbestimmten Weg 316 x(t) von dem Gehäuse 100 weg bewegt. Dabei ist das Seil 312 etwas von der Aufwickeleinrichtung 310 abgewickelt worden. Dazu kann der Aktuator 308 entweder abgekuppelt worden sein oder der Aktuator 308 hat das Abwickeln aktiv oder passiv mitgeführt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird aufbauend auf dem Federprinzip eine schnelle Aktuatorvorrichtung benutzt.
Die Aktuatorvorrichtung besteht dabei aus einer Feder 110, die auf ein mechanisches Bauteil 106 der adaptiven Energieabsorptionsstruktur wirkt und somit die Steifigkeitsänderung realisiert. Diese Feder 1 10 wird je nach Art auf Zug oder Druck vorgespannt und speichert somit die Energie, die notwendig ist, um die
Steifigkeitsänderung zu realisieren.
Ferner ist ein Aktuator 308, z.B. ein Elektromotor vorgesehen, der die Reversibilität garantiert. Die Feder 110 wird von dem Aktuator 308 vorgespannt. Geschieht eine Fehlauslösung, also eine unerwünschte Verstellung der Steifigkeit, so kann der Aktuator 308 die Feder 110 und somit auch das mechanische Adaptionselement 106 wieder in die Ursprungsposition zurückbringen.
Weiterhin ist eine Auslösevorrichtung 314 vorgesehen, die die vorgespannte Feder 110 entriegelt und somit die Adaption zulässt. Die Auslösevorrichtung 314 kann separat ausgebildet werden, z.B. als Sekundäraktuator für eine mechani- sehe Blockierung der Feder, die dann entfernt wird. Alternativ kann eine Auslöseeinrichtung direkt im Aktuator 308 integriert sein, z.B. in Form einer Getriebeentriegelung im Elektromotor, oder eine Drehrichtung des E-Motors für die Vorspannung und die andere Drehrichtung für die Entriegelung.
Auch wenn zusätzlich zu der Feder 110 ein Aktuator 308 benötigt wird, um die Reversibilität zu gewährleisten, entstehen geringe Kosten. Die Feder 110 ist ein Standardteil, das in allen Variationen in Großserie hergestellt wird und somit günstig ist. Die Anforderungen an den Aktuator 308 hinsichtlich der Dynamik sind gering. Für das Zurückschalten bzw. das Zurückspannen der Feder 110 stehen mehrere hundert Millisekunden bis wenige Sekunden zur Verfügung. Dadurch kann z.B. ein Elektromotor klein dimensioniert werden und nur wenig Leistung benötigen. Elektromotoren sind kostengünstig und werden in großen Stückzahlen hergestellt.
Bei diesem Aktuatorkonzept nach dem Federprinzip zur Änderung der Steifigkeit für adaptive Crash strukturen ist die Reversibilität als einer der Hauptvorteile anzusehen. Der Auslösealgorithmus kann sehr empfindlich gestaltet werden um eine schnelle Einstellentscheidung zu bewirken. Ein Risiko eventueller Fehlauslö- sungen kann durch die Reversibilität in Kauf genommen werden. Mit Fehlauslösung ist hier eine unerwünschte Verstellung des Aktuators bezeichnet, die beispielsweise durch ein Schlagloch in der Straße, oder eine leichte Kollision mit einer Mülltonne oder einem Garagentor ausgelöst werden kann. Da das System reversibel ist, stellt sich der Aktuator nach der Fehlauslösung wieder in seine Ur- Sprungsposition zurück. Der Fahrer merkt davon nichts. Das Federprinzip lässt sich auf verschiedene mechanische Wirkprinzipien, wie Schälen, Abschaben, Schneiden, Verjüngungen, Aufweiten, oder Umstülpen anwenden, also bei allen Crashboxen bei denen ein mechanisches Teil zur Adaption der Steifigkeit benötigt wird. Einfachheitshalber wird hier eine adaptive Crashbox auf Verjüngungs- basis als Basis beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur in einer Einstellung hoher Steifigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 zeigt eine Darstellung der adaptiven Energieabsorptionsstruktur in einer Einstellung niedriger Steifigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 zeigt eine Darstellung einer Ausrückmatrize mit Sollbruchstellen zur Verwendung in einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ein Deformationselement 102, hier ein Rohr mit einer stumpfkegeligen Verjün- gung an einem unteren Ende, ist in einem Kragen eines Gehäuses einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur geführt. In Verlängerung des Kragens ist innerhalb des Gehäuses eine feststehende Matrize 504 angeordnet, die das Deformationselement 102 im Fall eines Aufpralls mit einer niedrigen plastischen Deformation deformiert, wenn das Deformationselement 102 in einer Aufprallrichtung durch die feststehende Matrize 504 geschoben wird. Anschließend an die feststehende Matrize 504 ist im Gehäuse eine zerbrechbare Ausrückmatrize 104 angeordnet. Wenn bei einem Aufprall mit hoher Geschwindigkeit ein Sperrelement 106, hier ein Ring von einer Feder 1 10 gehalten wird und die Ausrückmatrize 104 am Zerbrechen gehindert wird, so deformieren die feststehende Matrize 504 und die Ausrückmatrize 104 das Deformationselement 102 mit einer hohen plastischen Deformation, wenn das Deformationselement 102 durch die feststehende Matrize 504 und die abgestützte Ausrückmatrize 104 geschoben wird. Diese Einstellung ist in Fig. 5 dargestellt. Wenn ein Aktuator 308 eine Kraft auf das Sperrelement 106 ausübt, wie in Fig. 6 dargestellt, so wird das Sperrelement 106 ent- gegen der Federkraft der Feder 110 in eine Position gedrückt, in der das Sperrelement 106 die Matrize 104 nicht mehr abstützt. In dieser Position kann die Ausrückmatrize 104 zerbrechen, wenn das Deformationselement 102 in die Energieabsorptionsstruktur gedrückt wird. Damit wirkt ausschließlich die feststehende Matrize 504. Um das Sperrelement 106 nach einer vorsorglichen Einstellung der Steifigkeit der Energieabsorptionsstruktur wieder in die Ausgangslage zu versetzen, wird eine Kraft zum Vorspannen der Feder 110 durch ein hier nicht dargestelltes Übertragungselement vom Aktuator 308 auf das Sperrelement 106 übertragen, um es erneut hinter die Ausrückmatrize 104 zu bewegen. Die Figuren 5 und 6 zeigen das Grundprinzip der Adaption der Steifigkeit. Ein
Ring als Sperrelement 106 oder Sperrring ist wie in Fig. 5 per Voreinstellung so eingestellt, dass die Crashbox immer auf die höchstmögliche Steifigkeit eingestellt ist. Die in Fig. 7 dargestellte Ausrückmatrize 104, die mit Sollbruchstellen versehen ist, kann nicht brechen, da sie vom Sperrring 106 festgehalten wird. Im Falle eines Niedriggeschwindigkeitscrashs wird, wie in Fig. 6 dargestellt, der Ring
106 sehr früh wegbewegt, so dass die Ausrückmatrize 104 keine Unterstützung durch den Sperrring 106 mehr hat, was zum Brechen des Bauteils 104 führt. In diesem Fall ist nur die feste Matrize aktiv. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Adaption der Steifigkeit mit der Ringposition zusammen hängt. Der Aktuator 308 gewährleistet die korrekte Ringposition bzw. Ringbewegung.
Eine weitere mögliche Umsetzung des hier vorgestellten Ansatzes auf eine auf Verjüngung basierende adaptive Crashstruktur zeigen die Figuren 8 und 9.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur mit einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 9 zeigt eine Schnittdarstellung der adaptiven Energieabsorptionsstruktur mit der Vorrichtung zum Einstellen der Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur aus Fig. 8.
Die in Fig. 8 gezeigte Vorspannung der adaptiven Crashstruktur wird mit einer Verriegelungseinheit gehalten. Diese kann beispielsweise als Klemmrollenfreilauf realisiert werden. Dazu ist ein Sperrring 106 über vier Kabel 312 mit einem Aktuator 308 verbunden. Der Aktuator 308 weist eine Aufwickeleinrichtung 310 in Form einer Spindel für die Kabel 312 auf. Die Kabel 312 sind an dem Sperrring
106 an vier gleichmäßig über den Sperrring 106 verteilten Punkten befestigt. Die Kabel 312 können eine Kraft zum Bewegen des Sperrrings 106 vom Aktuator 308 auf den Sperrring 106 übertragen, wenn die Aufwickeleinrichtung 310 in einer Drehrichtung 902 gedreht wird. Vier Druckfedern 110 sind an den vier Befes- tigungspunkten der Kabel 312 zwischen einem Gehäuse 100 der Crashstruktur und dem Sperrring 106 angeordnet. Die Druckfedern 110 werden durch die über die Kabel übertragene Kraft komprimiert und vorbelastet. Die Federn 110 wirken entgegen der Kraft, die von den Kabeln 312 übertragen wird. In den Federn 110 ist im gespannten Zustand Federenergie gespeichert, die im Fall einer Steifig- keitsänderung zur Bewegung des Sperrrings 106 verwendet wird. Die Federn
110 sind in diesem Ausführungsbeispiel in gespannter Position dargestellt und stützen in diesem Ausführungsbeispiel eine Ausrückmatrize 104 der Energieabsorptionsstruktur in einer„steifen" Einstellung. Ebenso kann der Ring 106 in der gespannten Position die Energieabsorptionsstruktur in einer„weichen" Einstel- lung stützen, was für eine Anwendung des hier vorgestellten Ansatzes keinen Unterschied macht. In der„weichen Einstellung wirkt lediglich eine feste Matrize 504 und deformiert ein Deformationselement 102.
Die Figuren 10, 11 und 12 zeigen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin- dung, bei denen die Vorspannung der Federn 110 über eine Bahnkurve ausgeführt wird. Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Bahnkurvenverstellung. Fig. 1 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Bahnkurvenverstellung mit einer weiteren Position. Fig. 12 zeigt eine angedeutet räumliche Darstellung einer Bahnkurvenverstellung aus einer Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ein in den Figuren 10, 11 und 12 gezeigter Ring 1002 mit Zahnrad wird von einem Elektromotor entweder direkt oder über ein Getriebe gedreht. Der Ring 1002 weist eine Bahnkurve 1004 auf. Auf dem Ring 1002 liegt ein weiterer, gegen Verdrehung gesicherter Ring 1006 mit Bolzen oder Rollen 1008 auf, die auf der
Bahnkurve 1004 aufliegen. Der weitere Ring 1006 wird durch eine oder mehrere Federn 110 angedrückt, so dass der Ring 1006 bei einer Verdrehung des ersten Rings 1002 translatorisch bewegt wird. Gleichzeitig mit der Anhebung des verdrehgesicherten Rings 1006 spannen sich die Feder/n 110 zwischen dem Sperr- element 1006 und dem Gehäuse 100. In einer oberen Lage weist die Bahn 1004 eine Mulde auf, so dass der Motor nach Spannen der Federn 110 keine Last mehr halten muss und stromlos bleiben kann. So wird in dieser Position die Ausrückmatrize abgestützt. In diesem Ausführungsbeispiel ist diese Stellung des Sperrelements 1006 eine„harte" Einstellung. Soll die adaptive Crashstruktur weich geschaltet werden, so dreht der Motor den ersten Ring 1002 etwas weiter, so dass die vorgespannte/n Feder/n 110 den weiteren verdrehgesicherten Ring 1006 zurück in Richtung Ausgangslage schieben. Diese Bewegung wird durch die Federkraft gewährleistet und kann durch den Motor unterstützt werden um zusätzlich an Dynamik zu gewinnen. Die Verstellung der adaptiven Crashstruktur in Richtung„weich" kann auch stufenweise durch weitere Mulden in der Bahnkurve 1004, wie in Fig. 1 1 dargestellt, realisiert werden, so dass Zwischenstufen der Steifigkeit dieser adaptiven Crash struktur eingestellt werden können. Die Baugruppe mit den Ringen kann konzentrisch zur adaptiven Crashstruktur angeordnet oder als mehrere identische Baugruppen am Umfang der Crashstruktur verteilt vorliegen. Bei letzterer Anordnung kann diese durch einen gemeinsamen Motor über ein Verteilergetriebe oder durch mehrere Motoren angetrieben werden
Die Figuren 13 und 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, gemäß dem eine Vorspannung der Federn 110 mittels mehrerer Exzenter 1302 durchgeführt wird. Die Einstellung kann ebenso über einen einzigen Exzenter erfolgen. Der Exzenter kann so ausgebildet sein, dass eine Art Rastfunktion bei zwischen dem Ring 106 und dem Gehäuse 100 vorgespannter Feder 110 entsteht, die ermöglicht, dass das System zwei stabile Zustände für die hohe und die niedrige Steifigkeit der adaptiven Crashstruktur annehmen kann.
Ein wesentlicher Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, dass beide Positionen des Rings 106 stromlos beibehalten werden können. Das heißt, dass sowohl der harte als auch der weiche Zustand der adaptiven Crashbox ohne elektrischen Strom gehalten werden können. Das bedeutet, dass wenn ein Fahrzeug geparkt ist, also im Zustand Zündung aus und ohne oder mit Insassen, der Fahrzeughersteller frei entscheiden kann, ob seine adaptive Crashbox auf„hart" gestellt werden soll. Dadurch können bei Niedriggeschwindigkeitscrashs eventuell hohe Reparaturkosten entstehen. Ebenso kann die adaptive Energieabsorptionsstruktur auf„weich" gestellt werden, was eventuell ein hohes Verletzungsrisiko für Insas- sen bergen kann.
Zur Triggerung der Aktivierung können alle bekannten Sensorprinzipien eingesetzt werden, die in der Lage sind einen Crash zu erkennen. Es eignen sich vorausschauende Sensoren wie Radar, Licht und Ultraschall, aber auch Sensoren wie Beschleunigungs-, Druck oder Temperatursensoren sind hierfür geeignet.
Aus Kostengründen und Performancegründen sind Crashsensoren wie Beschleunigungs- und/oder Drucksensoren sehr geeignet.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Claims

Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur für ein Fahrzeug, wobei die Energieabsorptionsstruktur ein Gehäuse (100), zumindest eine Ausrückmatrize (104) zum Deformieren eines in einer Wirkrichtung durch die Ausrückmatrize geführten Deformationselements (102), und ein in der Wirkrichtung bewegliches Sperrelement (106) zum Abstützen der Ausrückmatrize gegenüber dem Gehäuse aufweist, und wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: eine Übertragungseinrichtung (108; 312; 1004) zum Übertragen einer Kraft auf das Sperrelement (106; 1006), um das Sperrelement in der Wrkrichtung zwischen einer ersten Position und zumindest einer zweiten Position zu bewegen, wobei das Sperrelement zum Einstellen der Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur ausgebildet ist, um in der ersten Position die Ausrückmatrize (104) so abzustützen, dass das Deformationselement (102) mit einer ersten Deformation deformierbar ist, und in der zweiten Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer zweiten Deformation deformierbar ist; und ein Federelement (110), das zwischen dem Sperrelement und dem Gehäuse in der Wrkrichtung angeordnet ist, um der Kraft mit einer Gegenkraft entgegen zu wirken.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , mit einem Aktuator (308), der gegenüber dem Gehäuse (100) abgestützt ist, und ausgebildet ist, um die Kraft bereitzustellen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der der Aktuator (308) eine schaltbare Rücklaufsperre aufweist, wobei der Aktuator ausgebildet ist, um in einem ersten Zustand der Rücklaufsperre die Kraft bereitzustellen, und in einem zweiten Zustand der Rücklaufsperre die Kraft nicht bereitzustellen. Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Se- kundäraktuator (314), der ausgebildet ist, um in einem ersten Schaltzustand das Sperrelement (106; 1006) an einer Bewegung zu hindern, und in einem zweiten Schaltzustand die Bewegung des Sperrelements freizugeben.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Sperrelement (106; 1006) zwischen der ersten Position und der zweiten Position und zumindest einer weiteren Position beweglich ist, wobei das Sperrelement ausgebildet ist, um in der weiteren Position die Ausrückmatrize (104) so abzustützen, dass das Deformationselement (102) mit einer weiteren Deformation deformierbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Sperrelement (106; 1006) zumindest einen Wälzpunkt (1008) aufweist, und die Übertragungseinrichtung (108) eine Bahnkurve (1004) zum Abstützen des Wälzpunkt aufweist, wobei die Bahnkurve einen ersten Extrempunkt aufweist, der ausgebildet ist, um den Wälzpunkt in der ersten Position abzustützen, und die Bahnkurve einen zweiten Extrempunkt aufweist, der ausgebildet ist, um den Wälzpunkt in der zweiten Position abzustützen, wobei die Übertragungseinrichtung ausgebildet ist, eine Relativbewegung zum Wälzpunkt auszuführen, um eine einseitig wirkende Druckkraft auf das Sperrelement auszuüben.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5 und 6, bei der die Bahnkurve (1004) zumindest eine Flachstelle aufweist, die ausgebildet ist, den Wälzpunkt (1008) in der weiteren Position abzustützen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Übertragungseinrichtung (108) ein Seil (312) zum Übertragen einer einseitig wirkenden Zugkraft ist, und der Aktuator (308) eine Aufwickeleinrichtung (310) zum Aufwickeln des Seils aufweist.
Adaptive Energieabsorptionsstruktur, mit folgenden Merkmalen: einem Gehäuse (100); zumindest einer in dem Gehäuse angeordneten Ausrückmatrize (104) zum Deformieren eines Deformationselements (102) wenn das Deformationselement in einer Wirkrichtung durch die Ausrückmatrize geführt wird; einem in der Wirkrichtung beweglichen Sperrelement (106; 1006) zum Abstützen der Ausrückmatrize gegenüber dem Gehäuse; und eine Vorrichtung zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
0. Verfahren zum Einstellen einer Steifigkeit einer adaptiven Energieabsorptionsstruktur für ein Fahrzeug, wobei die Energieabsorptionsstruktur ein Gehäuse (100), zumindest eine Ausrückmatrize (104) zum Deformieren eines in einer Wrkrichtung durch die Ausrückmatrize geführten Deformationselements (102), und ein in der Wrkrichtung bewegliches Sperrelement (106) zum Abstützen der Ausrückmatrize gegenüber dem Gehäuse aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Übertragen (202) einer Kraft auf das Sperrelement, um das Sperrelement in der Wrkrichtung zwischen einer ersten Position und zumindest einer zweiten Position zu bewegen, wobei das Sperrelement zum Einstellen der Steifigkeit der adaptiven Energieabsorptionsstruktur ausgebildet ist, um in der ersten Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer ersten Deformation deformierbar ist, und das Sperrelement in der zweiten Position die Ausrückmatrize so abzustützen, dass das Deformationselement mit einer zweiten Deformation deformierbar ist; und
Bereitstellen (204) einer Gegenkraft durch ein zwischen dem Sperrelement und dem Gehäuse in Wirkrichtung angeordnetes Federelement (110), um der Kraft entgegenzuwirken.
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