CN110549973A - 用于调节车辆的安全元件的变形的方法和相应的安全元件 - Google Patents

Abstract

一种用于调节车辆，特别是机动车辆的安全元件的变形的方法以及相应的安全元件，其中，安全元件具有碰撞元件和纵向支架，其中碰撞元件在冲击方向上设置和构造在纵向支架的前面，以便吸收基本上轴向的冲击力，其中在碰撞元件和纵向支架之间设置冲击波发射器，冲击波发射器根据配置反射一部分冲击波并且允许冲击波的另一部分进入纵向支架，冲击波是通过撞击到碰撞元件中产生的。

Description

用于调节车辆的安全元件的变形的方法和相应的安全元件

技术领域

本发明涉及一种用于调节车辆(特别是机动车辆)的安全元件的变形的方法，以及相应的安全元件，其中安全元件具有碰撞元件和纵向支架，其中碰撞元件在冲击方向上构造在纵向支架的前面，以便吸收基本上轴向的冲击力。

背景技术

在车辆(特别是机动车辆)中使用安全元件和碰撞箱或通常的碰撞元件是常见的。

在追尾事故中，运动能量由于碰撞箱内的材料变形而消散，以使车辆乘客和整个结构受到较小的减速力。因此，其旨在防止结构上不允许的变形(这可能意味着特别是报废)和乘客受伤。碰撞箱配置用于达到特定冲击速度的碰撞，例如15km/h。它们可以在事故发生后以相对较低的成本进行更换。

越来越多的安全要求，特别是乘用车的前端和侧面碰撞，对车辆结构的配置具有高度的影响。如上所述，在撞击期间，车辆的动能以碰撞元件中的塑性变形的形式消散。在前端碰撞的情况下，弯曲序列决定了车辆或碰撞元件中的能量吸收，并因此决定了碰撞时的安全性。为了确保车辆乘客的安全，使合算的维修成为可能并为了实现经济的设计，期望能够影响折叠顺序(弯曲序列)。

车辆中的碰撞元件的折叠取决于其几何形状、所使用的材料和冲击的速度。为了利用一个接一个地布置的多个结构影响折叠顺序，碰撞元件因此必须以这样的方式配置，使得所期望的故障或所期望的能量耗散的折叠顺序可以发生。为了在车辆撞击的情况下实现高水平的能量吸收并且能够进行合算的维修，碰撞元件或碰撞箱应首先折叠或在纵向支架之前折叠。

DE102007012962B4公开了一种用于机动车辆的安全装置，其中在保险杠横梁和纵向支架之间布置有变形元件，该变形元件在发生碰撞时可以移位到纵向支架中，其中，与变形元件相关联的致动器设置用于在固定速度范围内释放变形元件到纵向支架中的位移，并且，如果值超过或低于速度范围，则阻止变形元件移动到纵向支架中。为此，变形元件是可翻转的管状构件，其后端设置在纵向支架上，以套环的形式向外翻转，其中翻转的后端牢固地连接到邻接环，该邻接环可以通过致动器相对于纵向支架阻挡或释放。

US5,732,801A还公开了一种管状变形元件，其中具有冲压图案的管道决定压缩时管道的折叠。一个实施例涉及一种沿轴向呈两部分的管子，其中在这些部分之间设置隔膜，以防止管膨胀从一部分扩散到下一部分。

WO2015/150656A1描述了一种机动车辆的前部结构，该前部结构具有两个纵向结构轮廓、两个可变形轮廓部分、用于将可变形轮廓部分固定到相应的结构轮廓部分的部件和弯曲的横向支柱，该横向支柱固定到可变形轮廓部分的前端。用于将可变形轮廓部分中的一个固定到相应的结构轮廓部分的部件以这样的方式配置，使得它们能够使可变形轮廓部分在后端的外侧相对于结构轮廓部分的方向上横向移动，因此，在对弯曲的载体产生冲击的情况下，相应的结构轮廓部分的前端向外产生横向变形。

发明内容

在这方面，本发明的目的是提供一种用于调节车辆的碰撞元件的变形的方法和相应的碰撞元件，其中可以确定变形的顺序。

该目的通过权利要求1所述的方法或权利要求7所述的碰撞箱装置来实现。

从从属权利要求和说明书中可以理解有利的实施例。

根据本发明，已经认识到，如果在碰撞元件和纵向支架之间设置冲击波发射器，该冲击波发射器根据配置反射一部分冲击波，该冲击波是通过撞击到碰撞元件中产生的，并且允许冲击波的另一部分进入纵向支架，可以控制安全元件的变形行为。因此可以调节变形的顺序，也就是说，例如在纵向支架之前的碰撞元件，以及碰撞元件和/或纵向支架的折叠行为。

因此，车辆结构可以以这样的方式配置，使得它在期望的位置(期望的断开位置)处失效。这一方面可以保证乘客的安全，另一方面可以进行合算的维修。

有利的是以精确的方式调节由冲击波发射器引起的阻抗差异，以便稳定弯曲行为。通过选择材料(密度/弹性模量)预先确定调整的可能性。

已经确定，可以通过适当的材料选择来调节冲击波发射器的行为。因此可以选择性地影响或预先确定传输或允许通过和反射的电压值。特别地，材料选择可以基于材料的密度和/或弹性模量，因为这些是重要的。

钢和铝特别适合作为冲击波发射器的材料。

由于其行为基本上受密度和弹性模量的影响，因此特定合金具有次要的重要性。

约0.5至4mm，特别是约2mm的厚度可以被认为是材料厚度。

也可以使用例如塑料涂覆金属的混合板。

可以使用钢/铝组合来防止接触腐蚀，例如，通过混合板或冲击波发射器的涂层(E涂层)。

另外，已经确定可以配置冲击波发射器的材料的反射或传输行为，以便能够被主动改变。

因此例如可以通过改变密度和/或弹性模量、改变施加的电压、外部磁场或根据需要施加的压力为冲击波发射器选择其反射或传输行为可以被改变的材料。

该材料例如可以是形状记忆合金、压电聚合物或磁流变材料。特别地，可以选择一种其刚度可以进行主动改变的材料。

使用可以以这种主动方式进行改变的材料，根据车辆的冲击速度改变该特性是有利的，以根据冲击速度的区域实现冲击波发射器的行为的改变并因此改变安全元件的行为。

为此，可以通过车辆控制系统(例如车载计算机、ECU等)选择性地改变车辆传感器，车辆控制系统以选择性方式改变参数，例如，改变施加到冲击波发射器的电压。

冲击波发射器优选地安装在固定板(在碰撞箱侧)和安装板(在纵向支架侧)之间。通常，由于提供了碰撞管理系统的部分替换，因此拧紧连接。

此外，还可以相对于车辆选择不对称结构(左纵向支架与右纵向支架不同地构造)，由于马达轴承纵向支架通常不对称地构造并且因此具有其他折叠载荷。也就是说，可以使用每个纵向支架或安全元件的不同冲击波发射器。

附图说明

参考附图，从以下实施例的描述中将理解本发明的进一步细节，其中：

图1是车辆中的传统安全元件的侧面示意图；

图2是根据本发明的安全元件的侧面示意图；

图3是根据本发明的具有安全元件的前保险杠车辆结构的示意图。

具体实施方式

在图1中，示出了通常标记为1的安全元件。

安全元件1包括位于行进方向前方的碰撞箱2和设置在其后方的纵向轮廓3。碰撞箱2和纵向轮廓3通过连接板4(凸板)牢固地彼此连接。纵向轮廓3牢固地固定在车辆中。

如果基本上轴向的冲击力F现在作用在碰撞箱2上，则整个结构1被压缩并产生变形5。

在所示的传统示例中，压缩或变形和折叠可以在纵向轮廓3的区域中发生。

这是不期望的，因为实际上碰撞箱2首先要变形。

为了支持这一点，根据本发明提供，冲击波发射器6布置在连接板4之间。这由与制成碰撞箱2或纵向轮廓3的钢不同的材料制成，也就是说，由厚度为2mm的铝制成。为了防止接触腐蚀，冲击波发射器6涂有塑料材料。

在这种情况下，各部件通过夹紧螺钉连接彼此固定。也可以想到使用其他方法的连接，例如惰性气体焊接。

冲击波发射器6导致由作用在碰撞箱2上的冲击力F产生的冲击波只允许部分进入纵向轮廓3，并且以使得碰撞箱2经受变形5的方式反射冲击波。

因此，除了结构特性之外，可以确保实际上碰撞箱首先根据需要变形以便转换能量。

还可以使用冲击波发射器6来影响变形5或折叠如何按顺序发生，以便例如获得折叠的优选顺序而不是弯曲。

在图3中，这种安全元件1分别布置在前保险杠车辆结构10的左侧和右侧(在行进方向上)，在前弯曲的横向支架11的后面。

如上所述，每个安全元件1包括冲击波发射器16。

与上述相反，该冲击波发射器16包括压电材料，该压电材料可以借助于施加的电压在其反射和传输行为方面进行调节。

为此，相应的冲击波发射器16连接到车载计算机17，车载计算机17参考速度控制施加的电压，为此目的，车载计算机17连接到相应的速度传感器系统18。

因此，可以在低速下对冲击波发射器16进行修整以进行反射，从而基本上使碰撞箱2变形。

Claims (10)

1.一种用于调节车辆，特别是机动车辆的安全元件的变形的方法，其中，所述安全元件具有碰撞元件和纵向支架，其中所述碰撞元件在冲击方向上设置和构造在所述纵向支架的前面，以便吸收基本上轴向的冲击力，其特征在于，在所述碰撞元件和所述纵向支架之间设置冲击波发射器，所述冲击波发射器根据配置反射一部分冲击波并且允许所述冲击波的另一部分进入所述纵向支架，所述冲击波是通过撞击到所述碰撞元件中产生的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过适当的材料选择来调节所述冲击波发射器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述材料选择基于所述材料的密度和/或弹性模量。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，主动地改变所述冲击波发射器的所述材料的反射或传输行为。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述材料是主动改变的材料，例如形状记忆合金、压电聚合物或磁流变材料，在刚度方面主动改变。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在发生撞击的情况下，参考所述车辆的速度调节所述材料的所述反射或传输行为。

7.一种车辆，特别是机动车辆的安全元件，其中，安全元件具有碰撞元件和纵向支架，其中所述碰撞元件在冲击方向上设置和构造在所述纵向支架的前面，以便吸收基本上轴向的冲击力，其特征在于，在所述碰撞元件和所述纵向支架之间设置冲击波发射器。

8.根据权利要求7所述的安全元件，其特征在于，所述冲击波发射器的材料能够主动改变反射或透射行为。

9.根据权利要求8所述的安全元件，其特征在于，所述材料是形状记忆合金、压电聚合物或磁流变材料，在刚度方面进行主动改变。

10.根据权利要求8或9所述的安全元件，其特征在于，在发生撞击的情况下，参考车辆的速度传感器调节材料的所述反射或传输行为，为此所述冲击波发射器连接到车辆控制系统。