-
Die
Erfindung betrifft ein Deformationselement für einen Kraftwagen,
insbesondere einen Personenkraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art.
-
Ein
solches Deformationselement ist beispielsweise bereits aus der
DE 10 2005 037 151
A1 als bekannt zu entnehmen. Dabei ist das dortige Deformationselement
als Schaumkörper ausgebildet, welcher einem Querträger
und einem Stoßfängerteil zugewandte Stützelemente
beziehungsweise Stützflächen aufweist, welche über
einen sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Zwischenkörper miteinander
verbunden sind. Der Schaumkörper hat dabei die Eigenschaft,
bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung unter Absorption von
Aufprallenergie zu deformieren beziehungsweise sich in seiner Länge
zu verkürzen, was zur Folge hat, dass der Zwischenkörper
mit zunehmender Deformation steifer wird beziehungsweise eine höhere
Deformationskraft der Unfallkraft entgegensetzt. Nach einer gewissen
Deformationslänge geht das dortige Deformationselement
dann auf Block.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Deformationselement der eingangs
genannten Art zu schaffen, welches andere Deformationseigenschaften
aufweist.
-
Diese
Aufgabe wir erfindungsgemäße durch ein Deformationselement
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen
angegeben.
-
Um
ein Deformationselement mit andersartigen Informationseigenschaften
zu schaffen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Zwischenkörper des Deformationselements in einer
ersten Phase einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung steifer ausgebildet
ist als in einer zweiten Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung.
Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
den Zwischenkörper zunächst im Wesentlichen steifer
beziehungsweise unnachgiebiger zu gestalten und dann im weiteren
Verlauf der Energiebeaufschlagung beziehungsweise Deformation entsprechend
weicher auszubilden beziehungsweise schlagartig versagend zu gestalten.
Dies hat insbesondere Vorteile im Hinblick auf den Fußgängerschutz,
da das Deformationselement aufgrund einer entsprechenden Steifigkeit
und Anordnung dafür sorgt, dass ein am Stoßfänger
anschlagender Fußgänger zunächst mit
seinen Beinen vorzeitig unter Abbau von Energie abgebremst wird. Mit
anderen Worten ist in einer ersten Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
trotz der steiferen Ausbildung die Absorption von Energie vorgesehen. Wenn
nun im weiteren Verlauf beziehungsweise in der zweiten Phase des
Fußgängeranpralls dessen Beine in die Fahrzeug-Frontstruktur
beziehungsweise in den Stoßfänger eindringen,
ist es erfindungsgemäße vorgesehen, dass durch
die weichere Ausgestaltung des Zwischenkörpers in der zweiten
Phase eine Blockbildung vermieden wird. Die Abbremsung des Fußgängers
erfolgt größtenteils über das Gesamtsystem
Stoßfänger.
-
Daher
hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als besonders
vorteilhaft gezeigt, wenn der Zwischenkörper in der zweiten
Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung zumindest im Wesentlichen
schlagartig versagend ausgebildet ist. Mit anderen Worten muss das
Deformationselement in diesem Fall praktisch schlagartig versagen,
darf also nicht mehr energieverzehrend wirken, was beispielsweise
durch geeignete Sollbruchstellen, Sollbiegestellen oder Sollknickstellen
erreicht wird. Somit ist auf besonders zuverlässige Weise
sichergestellt, dass die durch das Deformationselement der Unfallkraft
entgegenwirkende Deformationskraft schlagartig abfällt.
-
Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn der Zwischenkörper in der ersten
Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung zur Absorption von
Aufprallenergie ausgebildet ist. Hierdurch wird insbesondere eine übermäßige
Beaufschlagung der Beine des Fußgängers vermieden.
-
Zudem
vorteilhaft ist es, wenn der Zwischenkörper wenigstens
ein in Fahrzeuglängsrichtung verlaufendes Streifenteil
aufweist. Ein derartiges Streifenteil kann besonders günstig
so gestaltet werden, dass dieses in der ersten Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
entsprechend steif ist, während es in der zweiten Phase
entsprechend weicher ist beziehungsweise vorzugsweise schlagartig
nachgibt.
-
Um
die vorbeschriebenen Eigenschaften des Streifenteils besonders gut
erreichen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung vorgesehen, dass dieses im Wesentlichen horizontal verläuft.
-
Als
weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Streifenteil durch
einen Verstärkungsstreifen verstärkt ist, welcher
sich in Fahrzeuglängsrichtung und quer zu dem Streifenteil
erstreckt. Hierdurch kann die Eigenschaft des Zwischenkörpers
zusätzlich auf einfache Weise eingestellt werden.
-
Ein
besonders einfach zu gestaltender und dennoch hochwirksamer Zwischenkörper
kann geschaffen werden, indem dieser als Blechbauteil ausgebildet
ist.
-
Bei
einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel besteht
das Deformationselement/der Zwischenkörper aus Kunststoffmaterial.
-
Sind
die Stützelement als jeweilige Stützflansche des
Zwischenkörpers ausgebildet, so ergibt sich eine besonders
günstige und lastverteilende Abstützung des Deformationselements
zum Querträger beziehungsweise zum Stoßfängerteil
hin.
-
Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform sieht darüber
hinaus die Funktionsintegration einer Sensoreinheit in das Deformationselement
vor.
-
Schließlich
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Sensoreinheit nahe
des stoßfängerseitigen Stützelements
angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders nahe Anordnung
zur Außenseite des Kraftwagens hin.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
-
1 eine
schematische Perspektivansicht auf ein Deformationselement für
einen Personenkraftwagen, welche jeweilige, als Stützflansche
ausgebildete und einem Querträger beziehungsweise einem
Stoßfängerteil zugewandte Stützelemente
aufweist, welche über einen sich in Fahrzeuglängsrichtung
erstreckenden Zwischenkörper miteinander verbunden sind,
wobei der Zwischenkörper aus einer Mehrzahl von Streifenteilen
und Verstärkungsstreifen gebildet ist, und wobei der Zwischenkörper
in einer ersten Phase einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
steifer ausgebildet ist als in einer zweiten Phase;
-
2 eine
Perspektivansicht auf ein Deformationselement gemäß einer
alternativen Ausführungsform, bei welcher durch das Deformationselement
eine Sensoreinheit nahe des stoßfängerseitigen
Stützelements aufgenommen ist; und in
-
3 jeweilige
Seitenansichten auf die Anordnung des Deformationselements gemäß 1 zwischen
einem dahinter angeordneten Querträger und einem davor
angeordneten Stoßfängerteil, wobei in den vier
Darstellungen der Verlauf einer Deformation des Deformationselements
in einer Abfolge bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in
Fahrzeuglängsrichtung dargestellt ist, wobei der Zwischenkörper
in einer ersten Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung steif
ausgebildet ist und in einer zweiten Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
zumindest im Wesentlichen schlagartig und ohne Blockbildung versagt.
-
In 1 ist
in einer schematischen Perspektivansicht ein Deformationselement 10 für
einen Personenkraftwagen dargestellt. Die Anordnung des Deformationselements 10 ist
dabei aus 3 erkennbar, welche einen im
weiteren noch näher erläuterten Verlauf eines
Unfallszenarios beziehungsweise Deformation eines Deformationselements 10 in
einer Abfolge von vier Darstellungen zeigt.
-
3 zeigt
dabei in einer jeweiligen Seitenansicht die Anordnung des Deformationselements 10 am
vorderen Ende des Personenkraftwagens. Genauer gesagt stützt
sich das Deformationselement 10 an einem dahinterliegenden
Querträger 12 ab, welcher seinerseits unter Vermittlung
einer jeweiligen Crashbox 14 an der dahinterliegenden Vorbaustruktur
des Personenkraftwagens abgestütz ist. Die Crashbox 14 ist
entsprechend so ausgelegt, dass diese bei erheblicheren beziehungsweise
schwerwiegenderen Frontalkollisionen des Personenkraftwagens anspricht.
-
Im
vorliegenden Fall besteht die Anordnung aus wenigstens zwei Deformationselementen 10, welche
seitlich voneinander beabstandet am vorderen Bereich des Querträgers 12 abgestützt
sind.
-
Auf
der im Querträger 12 gegenüberliegenden
Seite des Deformationselements 10 ist ein Stoßfängerteil 16 lediglich äußerst
schematisch erkennbar. Das Stoßfängerteil 16 steht
im vorliegenden Fall bereits in der undeformierten Anordnung in
Kontakt mit dem Deformationselement 10. Als im Rahmen der
Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass hier gegebenenfalls
auch ein kleiner Abstand zwischen dem Deformationselement 10 und
dem Stoßfängerteil 16 vorhanden sein
könnte.
-
Aus 1 ist
nun erkennbar, dass das Deformationselement 10 ein dem
Querträger 12 zugewandtes Stützelement 18 sowie
ein dem Stoßfängerteil 16 zugewandtes
Stützelement 20 umfasst, welche beide als jeweilige
Stützflansche ausgebildet sind.
-
Zwischen
den beiden Stützelementen beziehungsweise Stützflanschen 18, 20 erstreckt
sich ein Zwischenkörper 22 des Deformationselements 10, welcher
vorliegend im Wesentlichen aus zwei in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufenden Streifenteilen 24, 26 sowie durch
zwei Verstärkungsstreifen 28, 30 gebildet
ist, welche sich in Fahrzeuglängsrichtung und quer zu den
Streifenteilen 24, 26 erstrecken. Jeder der Verstärkungsstreifen 28, 30 bildet
dabei eine entsprechende Verstärkung des zugeordneten Streifenteils 24 beziehungsweise 26,
so dass sich insgesamt durch den jeweiligen Verstärkungsstreifen 28, 30 und
das jeweilige Streifenteil 24, 26 jeweils eine im
Querschnitt etwa T-förmige Struktur ergibt. Die Streifenteile 24, 26 wie
auch die Verstärkungsstreifen 28, 30 bestehen
dabei vorliegend aus einem entsprechenden Blech. Zudem ist insbesondere
aus 1 erkennbar, dass die Streifenteile 24, 26 in
ihrer Breite an die beiden Stützelement beziehungsweise
Stützflansche 18, 20 angepasst sind.
Dabei wäre es gegebenenfalls auch denkbar, einige der Teile
einteilig zu gestalten in Form eines Blechbiegeteils. Gleichfalls wäre
es natürlich auch denkbar, das Deformationselement 10 zumindest
teilweise aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise einem Kunststoff,
zu gestalten.
-
In
Zusammenschau mit 3 ist nun erkennbar, in welcher
Weise das Deformationselement 10 bei einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung funktioniert, wie diese beispielsweise bei einem
Frontalaufprall des Personenkraftwagens mit einem Fußgänger
zustande kommt. Die vier Darstellungen gemäß 3 zeigen
dabei die Abfolge des Verlaufs der Deformation zum Zeitpunkt t =
0 ms, t = 3 ms, t = 6 ms und t = 9 ms.
-
Zum
Zeitpunkt t = 0 ms tritt der Fußgänger dabei mit
seinen Beinen mit dem Stoßfängerteil 16 in Kontakt.
-
Zum
Zeitpunkt t = 3 ms ist eine erste Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
bei einer Frontalkollision des Personenkraftwagens mit dem Fußgänger
erkennbar, wobei insbesondere erkennbar ist, dass in dieser ersten
Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung das Deformationselement 10 beziehungsweise
dessen Zwischenkörper 22 relativ steif ausgebildet
ist. Aufgrund dieser Steifigkeit und Anordnung des Deformationselements 10 in
einer vorverlagerten Position am Fahrzeug wird erreicht, dass der
zunächst mit seinen Beinen anschlagende Fußgänger
frühzeitig unter Abbau von Energie abgebremst wird. Mit
anderen Worten findet also trotz der steifen Ausgestaltung des Zwischenkörpers 22 eine
hinreichende Energieabsorption und Deformation des Deformationselements 10 statt,
so dass die Extremitäten des Fußgängers
nicht übermäßig belastet werden. Gleichzeitig
soll jedoch der erwünschte Impuls auf die Beine des Fußgängers
ausgeübt werden.
-
Zum
Zeitpunkt t = 6 ms ist eine zweite Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
gezeigt, bei welcher der Zwischenkörper 22 eine
geringere Steifigkeit aufweist als in der oben beschriebenen ersten Phase.
Im vorliegenden Fall soll die Steifigkeit mehr oder weniger schlagartig
nachlassen und somit der Zwischenkörper zumindest im Wesentlichen
schlagartig versagen. Dies wird beispielsweise über Sollbruchstellen,
Sollbiegestellen oder Sollknickstellen in den jeweiligen Streifenteilen 24, 26 oder
Verstärkungsteilen 28, 30 erreicht. Ein
weiterer Beitrag wird dadurch geleistet, dass die Streifenteile 24, 26 wie auch
die Verstärkungsstreifen 28, 30 im Wesentlichen
eben ausgebildet sind und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen,
also in derjenigen Richtung, in welcher das Deformationselement 10 beziehungsweise
Zwischenkörper 22 vornehmlich mit Unfallkraft beaufschlagt
wird. Somit sind die Streifenteile 24, 26 beziehungsweise
Verstärkungsstreifen 28, 30 zunächst
bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in Fahrzeuglängsrichtung
von vorne her relativ steif, wobei diese in ihrer Deformationsfähigkeit
beziehungsweise Steifigkeit schlagartig nachlassen, sobald sie entsprechend
knicken, brechen oder einbiegen.
-
Zum
Zeitpunkt t = 9 ms ist ein weiterer Fortschritt der zweiten Phase
der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Deformationselements 10 erreicht,
wobei die Besonderheit nun darin liegt, dass die Streifenteile 24, 26 beziehungsweise
die Verstärkungsstreifen 28, 30 über
eine überwiegende Länge des Deformationselements 10 beziehungsweise
des Zwischenkörpers 22 nicht auf Block gehen.
Wenn nämlich im weiteren Verlauf des Fußgängeranpralls das
Bein des Fußgängers in die Fahrzeug-Frontstruktur
eindringt, muss das Deformationselement 10 so gezielt versagen,
um eine Blockbildung zu vermeiden. Die Abbremsung des Fußgängers
erfolgt dann über andere Bauteile wie beispielsweise die
Motorhaube.
-
In 2 ist
schließlich in einer alternativen Ausführungsform
das Deformationselement 10 gezeigt, wobei wiederum die
beiden Streifenteile 24, 26 vorgesehen sind, welche
vordere Stützelemente 32 nahe des Stoßfängerteils 16 mit
einem hinteren Stützelement 34 verbinden. Darüber
hinaus sind die beiden Streifenteile 24, 26 über
einen Zwischensteg 36 miteinander verbunden.
-
Aus 2 ist
nun erkennbar, dass am vorderen Ende nahe der stoßfängerseitigen
Stützelemente 32 eine Sensoreinheit 38 durch
das Deformationselement 10 aufgenommen ist. Die Sensoreinheit 38 ist somit
nahe des Stoßfängerteils 16 angeordnet,
so dass dieses besonders günstig am vorderen Ende des Kraftwagenbugs
angeordnet ist. Die Sensoreinheit 38 kann somit beispielsweise
als Nahbereichsensor oder dergleichen eingesetzt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005037151
A1 [0002]