DE102012006507A1

DE102012006507A1 - Elastische Struktur für den Einsatz in einem Energieabsorptionssystem eines Kraftfahrzeuges, Energieabsorptionssystem und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE102012006507A1
Application number: DE201210006507
Authority: DE
Inventors: Ulrich Rick; Edgar Lossnitzer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elastische Struktur (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) für den Einsatz in einem Energieabsorptionssystem (200) eines Kraftfahrzeuges (100), wobei die elastische Struktur (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) mittels eines Mediums zu einem als Insassenschutz und/oder Fußgängerschutz dienenden Gebilde (10) ausdehnbar ist. Die elastische Struktur (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) weist dazu wenigstens zwei, vorzugsweise mehrere Expansionskammern (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) auf. Die Erfindung betrifft ferner ein Energieabsorptionssystem (200). Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Energieabsorptionssystems (200) sowie ein Kraftfahrzeug (100) mit einem Energieabsorptionssystem (200).

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Struktur für den Einsatz in einem Energieabsorptionssystem eines Kraftfahrzeuges, wobei die elastische Struktur mittels eines Mediums zu einem als Insassenschutz und/oder Fußgängerschutz dienenden Gebilde ausdehnbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Energieabsorptionssystem mit einer solchen elastischen Struktur sowie ein Verfahren zum Betreiben des Energieabsorptionssystems. Auch betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Energieabsorptionssystem.
Energieabsorptionssysteme ermöglichen eine Aufnahme von Aufprallenergie im Crashfall und dienen üblicherweise in oder an einem Kraftfahrzeug dem Schutz von Fahrzeuginsassen und/oder Fußgängern.
Energieabsorptionssysteme weisen üblicherweise einen Kunststoffsack oder Gewebesack auf, welcher sich bei einem Unfall schlagartig zwischen den Insassen und Teilen des Fahrzeuginnenraumes oder zwischen einem Fußgänger und einem Karosserieteil des Kraftfahrzeuges entfaltet. Dadurch wird verhindert, dass die Insassen bzw. der Fußgänger gegen Hartteile des Kraftfahrzeuges prallen.
In neueren Energieabsorptionssystemen kommen derartige Kunststoff- bzw. Gewebesäcke nicht mehr zum Einsatz. Stattdessen weisen die Energieabsorptionssysteme eine elastische Struktur auf, welche im Crashfall mittels eines gasförmigen Mediums in Art eines Luftballons aufgeblasen werden und somit ein als Insassenschutz und/oder Fußgängerschutz wirkendes Gebilde bilden. Die elastische Struktur hat gegenüber dem herkömmlichen Kunststoffsack oder Gewebesack den Vorteil, dass sie einen geringeren Bauraum benötigt, ein geringeres Gewicht aufweist und kostengünstiger ist. Auch ist die elastische Struktur wiederverwendbar, da sie sich im Wesentlichen in ihre Ausgangsform zurückbildet, wenn das gasförmige Medium entschwunden ist.
In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass bei einem Energieabsorptionssystem mit elastischer Struktur das Rückhaltevermögen im Crashfall unzureichend sein kann, insbesondere wenn sich das als Fußgängerschutz bzw. Insassenschutz wirkende ausgedehnte Gebilde über eine relativ große Fläche erstreckt. Es kann passieren, dass sich das Gebilde aufgrund äußerer mechanischer Einflüsse über einzelne Abschnitte weniger ausdehnt und damit ein geringeres Volumen im Bereich dieser Abschnitte vorliegt, so dass dort das Rückhaltevermögen verringert ist. Es besteht dann eine erhöhte Gefahr, dass der zu schützende Fußgänger bzw. Fahrzeuginsasse ungewollt auf die harte Karosseriestruktur durchschlägt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zur Verbesserung des Rückhaltevermögens eines solchen Energieabsorptionssystems zu ergreifen, insbesondere wenn das Energieabsorptionssystem im Crashfall eine relativ große Fläche der Fahrzeugkarosserie zum Schutz gegen Fußgänger und/oder Fahrzeuginsassen abzudecken hat.
Diese Aufgabe wird mit einer elastischen Struktur gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Ferner wird die Aufgabe mit einem Energieabsorptionssystem mit den Merkmalen des Anspruches 12 sowie mit einem Verfahren zum Betreiben eines Energieabsorptionssystems mit den Merkmalen des Anspruches 14 gelöst. Auch wird zur Lösung der Aufgabe ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Eine erfindungsgemäße elastische Struktur für den Einsatz in einem Energieabsorptionssystem eines Kraftfahrzeuges ist mittels eines Mediums, insbesondere eines gasförmigen Mediums oder eines flüssigen Mediums, zu einem als Insassenschutz und/oder Fußgängerschutz dienenden Gebilde ausdehnbar.
Erfindungsgemäß weist die elastische Struktur dazu wenigstens zwei, vorzugsweise mehrere Expansionskammern auf.
Durch diese Maßnahme ist im Crashfall das Rückhaltevermögen des durch Ausdehnung erzeugten Gebildes besonders gut, da durch die mehreren Expansionskammern eine optimale Verteilung des für die Expansion verantwortlichen Mediums erreicht ist, welche bei einem Aufprall eines Fußgängers oder Fahrzeuginsassen auch weitgehend beibehalten bleibt. Die zu schützende Fläche an dem Kraftfahrzeug kann mittels des aus mehreren Expansionskammern bestehenden Gebildes durchgängig mit ausreichendem Volumen des Gebildes überdeckt werden, so dass ein Durchschlagen eines Fußgängers bzw. eines Fahrzeuginsassens gegen Hartteile der Fahrzeugkarosserie vermieden ist. Durch die mehreren Expansionskammern ist somit ein sicherer Aufprallschutz über eine große Fläche des Kraftfahrzeuges zu realisieren. Die mehreren Expansionskammern bieten zudem den Vorteil, dass bei Ausfall einer Expansionskammer noch immer die anderen Expansionskammern eine Schutzwirkung entfalten und als Insassenschutz und/oder Fußgängerschutz dienen.
Im Zuge der Erfindung ist unter der Expansionskammer ein ausdehnbarer Hohlraum zu verstehen, welcher durch wenigstens einen Materialabschnitt der elastischen Struktur gebildet ist. Die Expansionskammer kann durchgängig aus elastischem Material bestehen oder zumindest teilweise bzw. abschnittsweise aus elastischem Material bestehen.
Die elastische Struktur selbst kann aus einem formstabilen elastischen Material gebildet sein, so dass im Ausgangszustand, also bei noch nicht ausgelöstem Energieabsorptionssystem, die Expansionskammern bereits jeweils einen Hohlraum bilden können. Denkbar ist es auch, dass die elastische Struktur aus einem flexiblen elastischen Material besteht, also eine Formstabilität des Materials nicht oder weitgehend nicht vorliegt. In diesem Fall kann es sein, dass im Ausgangszustand die Expansionskammern jeweils einen Hohlraum noch nicht aufweisen, sondern beispielsweise in Art eines Luftballons die Wandungen der elastischen Struktur zusammengezogen aneinander liegen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass von den Expansionskammern wenigstens zwei zueinander benachbarte Expansionskammern aneinander angrenzen. Dadurch stützen sich die benachbarten Expansionskammern gegenseitig und gegeneinander ab, wenn das Energieabsorptionssystem ausgelöst wurde und die elastische Struktur zudem als Fußgängerschutz bzw. Insassenschutz wirkendes Gebilde ausgedehnt ist. Durch die auf diese Weise erzeugte Stützwirkung ist das Rückhaltevermögen des als Fußgängerschutz bzw. Insassenschutz wirkenden Gebildes erhöht.
Es bietet sich an, dass wenigstens zwei der Expansionskammern miteinander strömungsverbunden sind. Dadurch lassen sich die mehreren Expansionskammern in technisch einfacher Weise mit dem Medium befüllen, da dazu lediglich wenigstens ein Einlass notwendig ist.
Es bietet sich ferner an, dass wenigstens zwei der Expansionskammern jeweils wenigstens einen Einlass aufweisen, wobei der wenigstens eine Einlass der einen Expansionskammer getrennt von dem wenigstens einen Einlass der anderen Expansionskammer mit dem Medium oder einem Medium beaufschlagbar ist. Dadurch können die wenigstens zwei Expansionskammern getrennt voneinander befüllt werden, so dass für die einzelnen Expansionskammern das Rückhaltevermögen bzw. deren Dämpfungsverhalten individuell eingestellt werden kann. Beispielsweise kann eine der Expansionskammern gezielt in der Weise bei Auslösung des Energieabsorptionssystems mittels des Mediums oder eines Mediums beaufschlagt werden, dass die Kammer gewollt zum Bersten gebracht wird, wohingegen bei der wenigstens einen anderen Expansionskammer die Befüllung bereits vor dem Bersten beendet wird.
Auch ist es dadurch möglich, dass mehrere Expansionskammern separat mittels des Mediums oder eines Mediums beaufschlagt werden, wohingegen andere Expansionskammern über deren separaten Einlass ohne Beaufschlagung bleiben.
Es ist beispielsweise eine Ausgestaltung möglich, bei der im Zuge der Ausdehnung der Expansionskammern mittels des Mediums es zugleich zu einer Ausdehnung der nicht beaufschlagten Expansionskammer kommt, wobei durch deren Einlass dann Außenluft angesaugt werden kann, um die Ausdehnung der Expansionskammer nicht zu stören. Beispielsweise kann der Einlass der unbeaufschlagten Expansionskammer in Art eines Rückschlagventils ausgebildet sein, so dass bei einem Auftreffen eines Insassen oder Fußgängers gegen das ausgedahnte Gebilde die in der Expansionskammer befindliche Umgebungsluft nicht entweichen kann und so auch diese Expansionskammer ein Rückhaltevermögen gegenüber den Insassen bzw. dem Fußgänger entgegenbringt.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise darin bestehen, dass wenigstens drei Expansionskammern vorgesehen sind, von denen wenigstens zwei der Expansionskammern miteinander strömungsverbunden, insbesondere innerhalb der elastischen Struktur strömungsverbunden sind und wenigstens zwei der Expansionskammern jeweils wenigstens einen Einlass aufweisen, wobei der wenigstens eine Einlass der einen Expansionskammer getrennt von dem wenigstens einen Einlass der anderen Expansionskammer mit dem Medium oder einem Medium beaufschlagbar ist. Dadurch sind die Vorteile der miteinander strömungsverbundenen Expansionskammern vereint mit den Vorteilen der mit jeweils eigenem Einlass versehenen Expansionskammern.
Die Expansionskammern können auf vielfältige Art und Weise gebildet sein. Beispielsweise kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung die elastische Struktur mehrere elastische Schichten aufweisen oder daraus bestehen, von denen jeweils wenigstens zwei benachbarte Schichten die Wandungen einer der Expansionskammern bilden. Dadurch ist die elastische Struktur in ihrem Ausgangszustand, also wenn eine Ausdehnung der elastischen Struktur noch nicht erfolgt ist, besonders kompakt bauend, da die Schichten sogar lose aneinander liegen können. Erst durch das Einströmen des Mediums oder eines Mediums in die Expansionskammern bildet sich deren Hohlraum. Die Schichten sind bei dieser Ausgestaltung bevorzugt aus einem flexiblen elastischen Material gebildet. Selbstverständlich können die Schichten auch aus einem formstabilen elastischen Material gebildet sein.
Eine besonders kompakt ausgebildete elastische Struktur liegt vor, wenn die Schichten flach bzw. eben ausgebildet sind. Auch kann lediglich wenigstens eine der Schichten flach ausgebildet sein.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Schichten gewellt ausgebildet sind. Bevorzugt sind die Schichten in diesem Fall durch ein formstabiles elastisches Material gebildet, so dass aufgrund der Welligkeit bereits im Ausgangszustand die Expansionskammern einen Hohlraum aufweisen. Es bietet sich dazu an, dass bei benachbarten Schichten die Wellentäler der einen Schicht und die Wellenberge der anderen Schicht einander gegenüberliegen.
Eine wiederum andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schichten jeweils eine geschlossene Umfangskontur, insbesondere in einer gemeinsamen Richtung, bilden und vorzugsweise konzentrisch angeordnet sind. Die Schichten können beispielsweise in Art von Hohlzylindern ausgebildet sein, welche konzentrisch bezüglich ihrer Mittelachse ausgebildet sind. Die Schichten können bei dieser Ausgestaltung sowohl aus einem formstabilen elastischen Material als auch aus einem flexiblen elastischen Material bestehen. Durch die geschlossene Umfangskontur ist das ausgedehnte Gebilde, welches als Fußgängerschutz bzw. Insassenschutz dient, schlauchartig zu realisieren. Durch die konzentrische Anordnung der einzelnen Schichten ist ein besonders gutes Rückhaltevermögen eines derartigen Gebildes erreicht, da selbst bei Ausfall einer der durch den Zwischenraum zwischen den Schichten gebildeten Expansionskammer die verbleibenden Expansionskammern über den Umfang dämpfend wirken und somit ein Durchschlagen des Fußgängers bzw. Insassen wirkungsvoll verhindern.
Ein als Fußgängerschutz bzw. Insassenschutz wirkendes Gebilde mit besonders hohem Rückhaltevermögen ist realisiert, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung wenigstens zwei der konzentrischen Schichten eine flache Umfangskontur aufweisen und dazwischen eine der konzentrischen Schichten angeordnet ist, welche eine gewellte Umfangskontur hat.
Die Schichten können an der elastischen Struktur angeformt sein, so dass die elastische Struktur einteilig ausgebildet ist. Alternativ können zumindest einzelne Schichten auch separat gebildet sein, so dass die elastische Struktur ein mehrteilig aufgebautes Bauteil darstellt.
Ergänzend oder alternativ zu den mehreren Schichten der elastischen Struktur zur Ausbildung der Expansionskammern kann es vorgesehen sein, dass die elastische Struktur aus mehreren elastischen Schlauchelementen gebildet ist, welche gemeinsam von einem elastischen Schlauchelement umhüllt sind. Die Schlauchelemente sind bevorzugt separate Bauteile, welche die elastische Struktur bilden.
Ein besonders hohes Rückhaltevermögen hat die elastische Struktur, sofern nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Schlauchelemente um eine gemeinsame Achse verteilt angeordnet sind. Zur weiteren Verbesserung des Rückhaltevermögens kann es vorgesehen sein, dass ein weiteres Schlauchelement im Zentrum angeordnet ist. Das Zentrum ist vorliegend durch den Innenraum gebildet, welcher sich durch die über den Umfang verteilt angeordneten Schlauchelemente entsteht.
Die Schlauchelemente können gebunden und/oder geflochten sein.
Nach einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung ein Energieabsorptionssystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer elastischen Struktur der vorstehend beschriebenen Art.
Es bietet sich an, dass das Energieabsorptionssystem einen Gasgenerator zum Erzeugen und/oder Fördern eines Mediums für die Expansionskammern und eine den Betrieb des Gasgenerators steuernde Steuereinheit aufweist. Dadurch ist das Energieabsorptionssystem sowohl für den Fußgängerschutz im Außenbereich eines Kraftfahrzeuges als auch für den Insassenschutz im Innenraum des Kraftfahrzeuges einsetzbar und kann auf die jeweils zu schützenden Bereiche im oder am Fahrzeug flexibel angepasst werden.
Das erfindungsgemäße Energieabsorptionssystem kann bereits vorab in technisch einfacher Weise und mit wenig Aufwand auf die jeweils zu erfüllenden Anforderungen eingestellt werden. Auch ist es mittels des erfindungsgemäßen Energieabsorptionssystems möglich, dass noch nachträglich, beispielsweise in verbautem Zustand im oder am Fahrzeug, das Energieabsorptionssystem auf die jeweilige Anforderung eingestellt wird oder im Nachhinein etwaige Änderungen in den Einstellungen vorgenommen werden. Darüber hinaus ist mittels der Steuereinheit auch noch ein Ansteuern des Energieabsorptionssystems im Zuge seiner Aktivierung, beispielsweise bei einem Fahrzeugcrash, möglich.
Um das Rückhaltevermögen bzw. Dämpfungsvermögen des als Fußgängerschutz bzw. Insassenschutz wirkenden Gebildes möglichst wirkungsvoll einstellen bzw. verändern zu können, bietet es sich an, dass der Gasgenerator mit wenigstens zwei der Expansionskammern strömungsverbunden ist und die Steuereinheit zum Ansteuern des Gasgenerators zu einer der Expansionskammern getrennt voneinander ausgebildet ist.
Bevorzugt sind die von dem Gasgenerator angeströmten Expansionskammern zueinander nicht strömungsverbunden, Dadurch kann die jeweilige Expansionskammer durch die individuelle Befüllung mittels des Mediums flexibel auf räumliche Gegebenheiten der zu schützenden Flächen wie auch auf die jeweilige Dämpfungseigenschaft bzw. das jeweilige Rückhaltevermögen der einzelnen Expansionskammern eingestellt werden.
Eine besonders hohe Flexibilität des Energieabsorptionssystems ist besonders dann erreicht, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Steuereinheit zum Ansteuern des Gasgenerators ausgebildet ist, um die Expansionskammern getrennt voneinander oder gemeinsam in Abhängigkeit von der Befüllmenge, des Befüllvolumens, der Dauer der Befüllung und/oder des Innendruckes wenigstens einer der Expansionskammern mit einem Medium bzw. dem Medium zu befüllen. Unter dem Innendruck ist bevorzugt der in einer oder allen Expansionskammern herrschende Überdruck zu verstehen.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Energieabsorptionssystems der vorstehend beschriebenen Art, welches wenigstens eine elastische Struktur der vorstehend beschriebenen Art aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nach Auslösen des Energieabsorptionssystems die Expansionskammern getrennt voneinander oder gemeinsam mit Medium befüllt und zwar in Abhängigkeit von der Menge an Medium, der Dauer der Befüllung und/oder des Innendruckes wenigstens einer der Expansionskammern. Dadurch ist gewährleistet, dass bei ausgelöstem Energieabsorptionssystem und ausgedehnter elastischer Struktur dessen Gebilde als Fußgängerschutz bzw. Insassenschutz wirkt, durchgängig ein ausreichendes Rückhaltevermögen realisiert und ein Durchschlagen des Insassen bzw. Fußgängers sicher vermieden ist. Indem mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Expansionskammern individuell in ihrer Befüllung auf verschiedene Anforderungen und mögliche Gegebenheiten voreingestellt werden können, ist zudem ein sicherer Aufprallschutz auch über einen großen Flächenabschnitt an dem Kraftfahrzeug sicher gewährleistet.
Schließlich umfasst die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Energieabsorptionssystem der vorstehend beschriebenen Art, welches vorzugsweise nach einem Verfahren der vorstehend beschriebenen Art betrieben wird.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
Es zeigen:
1 ein mögliches Ausführungsbeispiel einer möglichen Ausführungsform eines Energieabsorptionssystems, welches zum Zwecke des Fußgängerschutzes an einem Kraftfahrzeug eingesetzt ist, in einer perspektivischen Teildarstellung,
2, 3, 4a, 4b, 5a und 5b mögliche Ausführungsformen einer elastischen Struktur eines Energieabsorptionssystems gemäß der 1, welche mittels eines Mediums zu einem als Fußgängerschutz und/oder Insassenschutz dienenden Gebilde ausdehnbar ist, in Schnittdarstellung.
1 zeigt – in schematischer Darstellung – einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeuges 100 im Bereich seines Daches 110, der Windschutzscheibe 120 und der Motorhaube 130. 1 zeigt ferner einen Seitenbereich des Kraftfahrzeuges 100 mit seiner A-Säule 140 und der A-Säulenwurzel 150.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, befindet sich im Bereich der A-Säule 140 bis hin zu der A-Säulenwurzel 150 ein bereits expandiertes Gebilde 10 eines Energieabsorptionssystems 200, welches in vorliegendem Fall dem Fußgängerschutz dient, also einen Fußgänger vor einem Aufprall gegen die Hartteile des Kraftfahrzeuges verhindern soll. Das Gebilde 10 dient dazu der Absorption der Aufprallenergie eines Fußgängers, um ein Durchschlagen des Fußgängers gegen die Hartteile der Fahrzeugkarosserie zu verhindern.
In der 1 ist das Energieabsorptionssystem 200 in einem Zustand gezeigt, in welchem das Energieabsorptionssystem 200 bereits ausgelöst wurde und sich danach das Gebilde 10 aus einer im Ausgangszustand befindlichen elastischen Struktur durch Ausdehnung gebildet hat.
Dazu kann das Energieabsorptionssystem 200 einen (in der 1 nicht dargestellter) Gasgenerator aufweisen, um ein Medium, insbesondere gasförmiges Medium, gegen die elastische Struktur zu drücken und dadurch das Gebilde 10 durch Ausdehnung zu erzeugen.
2, 3, 4a, 4b, 5a und 5b zeigen in Schnittdarstellung mögliche Ausführungsformen einer solchen elastischen Struktur (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) für ein Energieabsorptionssystem, wie es beispielsweise in der 1 zum Einsatz kommt.
Danach weist die in den 2 bis 5b jeweils dargestellte elastische Struktur 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und 1f jeweils mehrere Expansionskammern 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f auf.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, kann die elastische Struktur 1a dazu aus mehreren elastischen Schichten 3 bestehen, von denen jeweils wenigstens zwei benachbarte Schichten 3.1 und 3.2 die Wandungen einer der Expansionskammern 2a bilden. Die Schichten 3 bzw. 3.1 und 3.2 sind dazu bevorzugt flach, insbesondere eben ausgebildet und weisen eine flächige Struktur auf.
Die Schichten 3 können aus einem formstabilen oder einem flexiblen elastischen Material bestehen.
Auch die in der 3 gezeigte elastische Struktur 1b weist mehrere elastische Schichten 4 auf, von denen jeweils wenigstens zwei benachbarte Schichten 4.1 und 4.2 die Wandungen einer der Expansionskammern 2b bilden. Die elastische Struktur 1b gemäß der 3 unterscheidet sich von der elastischen Struktur 1a gemäß der 2 unter anderem dadurch, dass die Schichten 4 gewellt ausgebildet sind. Vorzugsweise sind dort bei den benachbarten Schichten 4.1 und 4.2 die Wellentäler der einen Schicht 4.1 und die Wellenberge der anderen Schicht 4.2 einander gegenüberliegend angeordnet, so dass dadurch bereits die Expansionskammern 2b gebildet sind. Bevorzugt ist die elastische Struktur 1b zumindest im Bereich der Schichten 4 bzw. 4.1 und 4.2 durch ein formstabiles elastisches Material gebildet, so dass die Expansionskammern 2b im Ausgangszustand, in dem das Energieabsorptionssystem noch nicht ausgelöst ist, jeweils einen Hohlraum aufweisen.
Die elastische Struktur 1c der 4a unterscheidet sich von den elastischen Strukturen 1a und 1b der 2 und 3 unter anderem dadurch, dass die elastische Struktur 1c Schichten 5 aufweist, welche jeweils eine geschlossene Umfangskontur bilden und konzentrisch angeordnet sind. Es bilden dabei jeweils zwei benachbarte konzentrische Schichten 5.1 und 5.2 die Wandungen einer der Expansionskammern 2c. Bevorzugt ist durch die innenliegende Schicht im Zentrum eine weitere Expansionskammer 2c' gebildet.
Die elastische Struktur 1d gemäß der 4b weist ebenfalls – wie die elastische Struktur 1c gemäß der 4a – flache Schichten 6 auf, welche jeweils in einer gemeinsamen Richtung eine geschlossene Umfangskontur bilden und konzentrisch angeordnet sind. Die elastische Struktur 1d gemäß der 4b unterscheidet sich von der elastischen Struktur 1c gemäß der 4a unter anderem dadurch, dass zwischen den Schichten 6 mit ihrer flachen Umfangskontur jeweils eine konzentrische Schicht 7 angeordnet ist, welche eine gewellte Umfangskontur hat.
Die Schicht 7 mit der gewellten Umfangskontur liegt mit ihren Wellenbergen und den Wellentälern gegen jeweils eine der Schichten 6 mit flacher Umfangskontur an, so dass dadurch in den Zwischenräumen die Expansionskammern 2d gebildet sind. Durch die eine der flachen Schichten 6, welche im Zentrum liegt, ist eine weitere Expansionskammer 2d' gebildet.
Die Schichten 6 und 7 können jeweils aus einem formstabilen elastischen Material oder einem flexiblen elastischen Material gebildet sein. Auch ist es denkbar, dass die flachen Schichten 6 aus einem flexiblen elastischen Material und die gewellten Schichten 7 aus einem formstabilen elastischen Material gebildet sind. Denkbar ist ferner die umgekehrte Kombination, wonach die flachen Schichten 6 aus einem formstabilen elastischen Material und die gewellten Schichten 7 aus einem flexiblen elastischen Material gebildet sind. Selbstverständlich können die Schichten 6 und 7 auch aus einem gemeinsamen Material gebildet sein.
Die elastische Struktur 1e gemäß der 5a besteht aus mehreren Schlauchelementen 8, wobei die einzelnen Schlauchelemente 8 jeweils eine der Expansionskammern 2e bilden. Bevorzugt ist im Zentrum ein weiteres Schlauchelement 8 angeordnet, welches eine zentrale Expansionskammer 2e' bildet.
Die Schlauchelemente 8 sind bevorzugt um eine gemeinsame Achse verteilt angeordnet, wobei jeweils benachbarte Schlauchelemente in Anlage gegeneinander vorliegen.
Bei der Ausführungsform der elastischen Struktur 1e gemäß der 5a ist darüber hinaus ein weiteres Schlauchelement 8'' vorgesehen, welches in Art eines Hüllschlauches die Schlauchelemente 8 umhüllt und damit zusammenhält.
Die Schlauchelemente 8, 8' und 8'' sind bevorzugt separate Bauteile, so dass die elastische Struktur 1e gemäß der 5a bevorzugt mehrteilig ist.
Die elastische Struktur 1f gemäß der 5b weist mehrere, nämlich drei Schlauchelemente 9 auf, welche jeweils eine Expansionskammer 2f bilden. Die Schlauchelemente 9 sind dabei von einem als Füllschlauch dienenden Schlauchelement 9'' umhüllt.
Bezugszeichenliste

1a: elastische Struktur
1b: elastische Struktur
1c: elastische Struktur
1d: elastische Struktur
1e: elastische Struktur
1f: elastische Struktur
2a: Expansionskammern
2b: Expansionskammern
2c: Expansionskammern
2d: Expansionskammern
2e: Expansionskammern
2f: Expansionskammern
2c: Expansionskammer im Zentrum
2d': Expansionskammer im Zentrum
2e': Expansionskammer im Zentrum
3: Schichten
3.1: benachbarte Schicht
3.2: benachbarte Schicht
4: Schichten
4.1: benachbarte Schicht
4.2: benachbarte Schicht
5: Schichten
5.1: benachbarte Schicht
5.2: benachbarte Schicht
6: flache Schichten
7: gewellte Schichten
8: Schlauchelemente
8': Schlauchelement im Zentrum
8'': Schlauchelement als Füllschlauch
9: Schlauchelemente
9'': Schlauchelement als Füllschlauch
100: Kraftfahrzeug
110: Dach
120: Windschutzscheibe
130: Motorhaube
140: A-Säule
150: A-Säulenwurzel
200: Energieabsorptionssystem

Claims

Elastische Struktur (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) für den Einsatz in einem Energieabsorptionssystem (200) eines Kraftfahrzeuges (100), wobei die elastische Struktur (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) mittels eines Mediums zu einem als Insassenschutz und/oder Fußgängerschutz dienenden Gebilde (10) ausdehnbar ist und dazu wenigstens zwei, vorzugsweise mehrere Expansionskammern (2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f) aufweist.
Elastische Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von den Expansionskammern (2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f) wenigstens zwei zueinander benachbarte Expansionskammern aneinander angrenzen.
Elastische Struktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Expansionskammern (2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f) miteinander strömungsverbunden sind.
Elastische Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Expansionskammern (2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f) jeweils wenigstens einen Einlass aufweisen, wobei der wenigstens eine Einlass der einen Expansionskammer getrennt von dem wenigstens einen Einlass der anderen Expansionskammer mit dem Medium oder einem Medium beaufschlagbar ist.
Elastische Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Struktur (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) mehrere elastische Schichten (3; 4; 5; 6, 7) aufweist, von denen jeweils wenigstens zwei benachbarte Schichten (3.1, 3.2; 4.1, 4.2; 5.1, 5.2; 6, 7) die Wandungen einer der Expansionskammern (2a; 2b; 2c; 2d) bilden.
Elastische Struktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (3; 5) flach ausgebildet sind.
Elastische Struktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (4) gewellt ausgebildet sind und vorzugsweise bei benachbarten Schichten (4.1, 4.2) die Wellentäler der einen Schicht (4.1) und die Wellenberge der anderen Schicht (4.2) einander gegenüber liegen.
Elastische Struktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (5; 6, 7) jeweils eine geschlossene Umfangskontur bilden und konzentrisch angeordnet sind.
Elastische Struktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der konzentrischen Schichten (6) eine flache Umfangskontur aufweisen und dazwischen eine der konzentrischen Schichten (7) angeordnet ist, welche eine gewellte Umfangskontur hat.
Elastische Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Struktur (1e; 1f) aus mehreren elastischen Schlauchelementen (8, 9) gebildet ist, welche gemeinsam von einem elastischen Schlauchelement (8''; 9'') umhüllt sind.
Elastische Struktur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchelemente (8; 9) um eine gemeinsame Achse verteilt angeordnet sind, insbesondere ein weiteres Schlauchelement (8') im Zentrum angeordnet ist.
Energieabsorptionssystem (200) für ein Kraftfahrzeug (100) mit wenigstens einer elastischen Struktur (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Energieabsorptionssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasgenerator zum Erzeugen und/oder Fördern eines Mediums für die Expansionskammern (2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f) und eine den Betrieb des Gasgenerators steuernde Steuereinheit vorgesehen sind.
Verfahren zum Betreiben eines Energieabsorptionssystems (200) nach Anspruch 12 oder 13, welches wenigstens eine elastische Struktur (1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist, bei dem nach Auslösen des Energieabsorptionssystems (200) die Expansionskammern (2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f) getrennt voneinander oder gemeinsam mit Medium befüllt werden und zwar in Abhängigkeit von der Menge an Medium, der Dauer der Befüllung und/oder des Innendruckes wenigstens einer der Expansionskammern (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f).
Kraftfahrzeug (100) mit wenigstens einem Energieabsorptionssystem (200) nach Anspruch 12 oder 13, welches vorzugsweise mit einem Verfahren nach dem Anspruch 14 betrieben wird.