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变形元件系统和具有变形元件系统的机动车

阅读：1027发布：2020-09-28

专利汇可以提供变形元件系统和具有变形元件系统的机动车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且按照本发明，用于机动车的变形元件系统具有变形元件和振动产生装置。振动产生装置设置和构造为，使得变形元件在需要时能被置于振动中，以致变形元件的变形性能和/或流动性能能被与要求条件相符地改变。，下面是变形元件系统和具有变形元件系统的机动车专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于机动车的变形元件系统(1)，其具有变形元件(3)和振动产生装置，该振动产生装置设置和构造为，使得变形元件(3)在需要时能被置于振动中，以致变形元件(3)的变形性能和/或流动性能能被与要求条件相符地改变。
2.按照权利要求1所述的变形元件系统，其中，变形元件(3)能够安装在机动车上并且构成为，使得该变形元件在机动车与行人(100)碰撞时缓冲行人(100)向机动车上的撞击。
3.按照权利要求1或2所述的变形元件系统，其中，变形元件(3)被适配成用于设置在车辆前端部和/或车辆后端部上。
4.按照权利要求3所述的变形元件系统，其中，变形元件(3)被适配成用于设置在保险杠横梁(5)上，并且变形元件(3)特别是被适配成用于设置在保险杠饰板和保险杠横梁(5)之间。
5.按照权利要求4所述的变形元件系统，其中，变形元件(3)基本上在保险杠横梁(5)的整个宽度上延伸。
6.按照权利要求1至5之一所述的变形元件系统，所述变形元件系统还具有控制装置，该控制装置被适配成用于根据车辆速度来控制振动产生装置和/或根据机动车与物体和/或行人(100)即将发生碰撞的检测来开环控制或者闭环控制振动产生装置。
7.按照权利要求6所述的变形元件系统，其中，控制单元在对于行人保护而言重要的机动车速度范围内、特别是在20km/h至50km/h之间的速度范围内激活振动产生装置，并且因此在该速度范围内提高变形元件(3)的可变形性和/或可流动性。
8.按照权利要求6或7所述的变形元件系统，其中，控制单元在检测到机动车与行人(100)即将发生碰撞时激活振动产生装置，并且因此提高变形元件(3)的可变形性和/或可流动性。
9.按照权利要求1至8之一所述的变形元件系统，其中，振动产生装置被适配成用于产生在超声范围内的振动、特别是借助至少一个压电致动器产生在超声范围内的振动。
10.按照权利要求1至9之一所述的变形元件系统，其中，振动产生装置被适配成用于使用机动车的固有振动来将变形元件(3)置于振动中。
11.按照权利要求1至10之一所述的变形元件系统，其中，变形元件(3)包括用触变材料(7)或震凝材料填充的弹性外罩(9)。
12.按照权利要求11所述的变形元件系统，其中，变形元件(3)具有至少一个开口(11)，通过所述开口，触变材料(7)或震凝材料能由于作用到变形元件(3)上的力而被排挤。
13.按照权利要求11或12所述的变形元件系统，其中，触变材料(7)或震凝材料在振动产生装置的第一运行状态下是高粘性的、特别是固体的，或者说具有主要固体材料的特性；
而触变材料(7)或震凝材料在振动产生装置的第二运行状态下是低粘性的、特别是液体的，或者说具有主要液体的特性。
14.机动车，其具有按照权利要求1至13之一所述的变形元件系统。

说明书全文

变形元件系统和具有变形元件系统的机动车

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于机动车的具有变形元件的变形元件系统以及一种具有这样的变形元件系统的机动车。

背景技术

[0002] 由DE102006026447A1已知一种用于机动车车身的具有可变刚性的碰撞缓冲器。该碰撞缓冲器具有泡沫结构，该泡沫结构的刚性能通过所谓的碰撞传感装置受控地可变地调节。泡沫包括聚合物，该聚合物的孔隙用流体介质填充。如果碰撞传感装置识别到需要进行行人保护，那么碰撞缓冲器调节到软状态或者保持在软状态。如果碰撞传感装置相反识别到车辆的硬撞击，那么将碰撞缓冲器调节到硬状态或者保持在硬状态。例如聚合物泡沫用电流变或磁流变的液体填充。借助电场或磁场可以转换聚合物泡沫中的液体的粘性和/或可压缩性。

[0003] 电场和/或磁场的产生在一些情况下可能是复杂且昂贵以及非常耗能的。另外存在所谓的磁流变液体，其由载液和包含在其中的金属颗粒组成，其中，所述颗粒遭受磨损并且可能沉淀，从而磁流变液体的功能随着时间的推移会变差。此外，已知的电流变液体仅在窄温度范围内起作用并且对环境影响敏感。

发明内容

[0004] 本发明目的在于，提供一种用于机动车的变形元件系统以及一种具有这样的变形元件系统的机动车，该变形元件系统的变形性能和/或流动性能可利用简单有效的措施长期地例如以小能量输入来改变。

[0005] 该目的通过一种具有权利要求1的特征的用于机动车的变形元件系统实现。该目的还通过一种具有这样的变形元件系统的机动车实现。

[0006] 本发明有利的扩展方案在从属权利要求中列举。

[0007] 按照本发明，用于机动车的变形元件系统具有变形元件和振动产生装置。该振动产生装置设置和构造为，使得变形元件在需要时能被置于振动中，以致变形元件的变形性能和/或流动性能能被与要求条件相符地改变。

[0008] 据此，为了调节变形元件系统的变形元件的硬度而既不需要电场也不需要磁场，并且可以弃用磁流变流体以及电流变流体。另外，变形元件在需要时可以在其硬度方面、亦即其变形性能和/或流动性能方面简单改变，从而可以根据要求条件对其进行调节。

[0009] 根据一种优选的扩展方案，变形元件具有触变材料或震凝材料。有利的是，变形元件基本上由触变材料制成或基本上由震凝材料制成。触变材料的可流动性通过机械剪应力增加，而震凝材料的可流动性通过机械剪应力减小。如果将相应材料通过振动产生装置置于振动中，则出现材料的机械剪应力并伴随着可流动性的相应变化并且因此材料可变形性或硬度的变化。通过振动产生装置的不同运行状态，变形元件在其硬度或可变形性方面可调节。

[0010] 优选变形元件能够安装在机动车上并且构成为，使得该变形元件在机动车与行人碰撞时缓冲行人向机动车上的撞击。在该情况下，所述要求条件是与行人的撞击，并且变形元件的变形性能和/或流动性能借助通过振动产生装置产生的振动来调节，使得该变形元件足够软。

[0011] 当未出现行人撞击的要求条件时，在其它情况下不将变形元件置于振动中，亦即振动产生装置可以是无效的。因此，变形元件更硬地构成，从而在较高力水平时发生变形元件通过撞击/碰撞的变形。这是有利的，因为在较高力水平时经由确定的变形区段可吸收更多碰撞能。

[0012] 根据本发明的变形元件系统的一种扩展方案，变形元件被适配成用于设置在车辆前端部和/或车辆后端部上。

[0013] 这在机动车的前部碰撞或尾部碰撞时是有利的，因为在该情况下根据碰撞的类型、例如与行人碰撞或者与其他机动车碰撞或者与坚硬物体碰撞，变形元件能符合要求地在其变形性能和/或流动性能方面进行调节。

[0014] 在变形元件设置在车辆前端部和/或车辆后端部上的情况下，变形元件特别是被适配成用于设置在保险杠横梁上。在此优选的是，变形元件被适配成用于设置在保险杠饰板和保险杠横梁之间。

[0015] 这特别是对于将变形元件适配于行人保护是有利的。设置在保险杠横梁和保险杠饰板之间能实现变形元件的不可见设置、但是依然在与行人碰撞的情况下产生大作用，因为保险杠饰板在碰撞开始时首先与行人接触，并且变形元件直接位于通常挠性实施的保险杠饰板后面。

[0016] 优选变形元件基本上在保险杠横梁的整个宽度上延伸。

[0017] 由此，变形元件可以无关于行人或物体与机动车在前部哪个部位上碰撞地发挥其作用。

[0018] 按照一种优选的扩展方案，按照本发明的变形元件系统还具有控制装置。控制装置被适配成，使得所述控制装置根据车辆速度控制振动产生装置。作为替换或补充，控制装置可以根据机动车与物体和/或行人即将发生碰撞的检测来控制振动产生装置。

[0019] 术语“控制”在此也包括“闭环控制”。

[0020] 该扩展方案在如下方面是有利的：有意义的是，变形元件仅在确定的对行人保护而言重要的车辆速度范围内切换成软的。另外有利的是，变形元件在其可变形性或可流动性方面仅在实际上即将发生碰撞的情况下改变。

[0021] 优选控制单元在对于行人保护而言重要的机动车速度范围内、例如在大约20km/h至大约50km/h之间的速度范围内激活振动产生装置。因此在该速度范围内提高变形元件的可变形性和/或可流动性。

[0022] 作为替换或补充，当检测到机动车与行人即将发生碰撞时，控制单元可以激活振动产生装置。

[0023] 按照本发明的变形元件系统的一种扩展方案，振动产生装置被适配成用于产生在超声范围内的振动。为此例如可以使用压电致动器。

[0024] 在超声范围内的振动可以特别简单地产生并且仅需要小的能量消耗并且对机动车没有负面影响。

[0025] 作为替换或补充，振动产生装置也可以被适配成，使得该振动产生装置使用机动车的固有振动来将变形元件置于振动中。机动车的固有振动例如可以来自于确定的驱动设备。

[0026] 在此情况下，进一步减小用于改变变形元件的可变形性和/或可流动性的能量输入。

[0027] 按照一种优选的扩展方案，变形元件包括用触变材料填充的、特别是对于触变材料不可透过的弹性外罩。作为替换，变形元件可以由用震凝材料填充的、特别是对于震凝材料不可透过的弹性外罩制成。

[0028] 由此一方面确保，触变材料或震凝材料在低粘性状态下、特别是液体状态下或者类液体状态下不流出并且另外可以将变形元件通过弹性外罩足够地变形。

[0029] 有利的是，变形元件在此可以具有开口，通过所述开口，触变材料或震凝材料能由于作用到变形元件上的力而被排挤。

[0030] 所述触变材料或震凝材料特别是在其处于低粘性的或者说液体或类液体的状态下时是能被排挤的。开口可以相应地构造有阀。

[0031] 优选的是，触变材料或震凝材料在振动产生装置的第一运行状态下是高粘性的、特别是固体的或者具有至少主要固体材料的特性，并且另外优选触变材料或震凝材料在振动产生装置的第二运行状态下是低粘性的、特别是液体的或者具有至少主要液体的特性。

[0032] 表述“主要固体”和“主要液体”也包括不同的凝胶状的状态。

[0033] 触变材料具有流动特性的时相关性，在该时间相关性中，粘性基于持久的机械应力而减小并且一旦在应力结束之后又增加。振动在该情况下形成机械应力，亦即振动和因此机械应力越强烈，触变材料越粘或者越液态并且因此越软。触变材料可以是非牛顿学的液体。

[0034] 作为触变材料的替换，按照本发明也可以使用用于变形元件的震凝材料，该震凝材料具有与触变材料相反的性能。在该情况下，振动装置被适配成用于产生振动，以便使震凝材料具有更小粘性或者说更加坚固并且因此更硬。震凝材料可以是非牛顿学的液体。

[0035] 上面列举的本发明扩展方案有一般性意义，并且能够以可能的任意方式互相组合。附图说明

[0036] 接下来是附图简要说明。

[0037] 图1示出根据本发明的一个实施例的变形元件系统的示意性的剖切的侧视图。

[0038] 图2示出根据本发明的该实施例的变形元件系统在碰撞状态下的示意性的剖切的侧视图。

具体实施方式

[0039] 接下来参照图1和2描述本发明的实施例。

[0040] 图1示意性示出变形元件系统1的剖切侧视图。该变形元件系统1特别是包括变形元件3，该变形元件设置在保险杠横梁5上。变形元件3设置在未示出的保险杠饰板和保险杠横梁5之间。保险杠横梁5又安装在两个前纵梁15上，在各图的侧视图中仅可见一个纵梁15。

[0041] 变形元件3包括弹性外罩9和触变材料7，该触变材料容纳在外罩9之内。外罩9对于触变材料7不可透过。

[0042] 触变材料在正常状态下不遭受有目的的振动，并且基本上是在高粘性的状态或固体状态或者类固体的状态。

[0043] 变形元件系统1另外具有未示出的振动产生装置，该振动产生装置设置和构造为，使得该振动产生装置可以将变形元件3和特别是触变材料7置于振动中。振动产生装置优选包括多个超声压电致动器，它们与变形元件3或触变材料7接触地设置在保险杠横梁上。

[0044] 另外，变形元件系统1具有未示出的控制装置，该控制装置控制振动产生装置。以通过控制装置控制的方式，振动产生装置1将变形元件3在满足要求条件时置于振动中，使得触变材料7具有主要液体的特性或者说如液体一样。由此，当变形元件3撞到障碍物时，变形元件可以容易变形。

[0045] 控制装置特别是在需要保护与机动车经由保险杠碰撞的行人的情况下激活振动产生装置1。对此需要的是，变形元件3在确定的速度范围内可容易变形并且因此是软的，该速度范围例如是大约20km/h至大约50km/h的范围。

[0046] 与此相应，控制装置控制振动产生装置，使得仅当车辆在提到的速度范围内运动时才将变形元件3置于振动中。所述要求条件因此是提到的速度范围。

[0047] 另外按照该实施例的一种变型方案可能的是，作为附加的要求条件，仅当借助合适的传感装置检测到与行人即将发生碰撞时，控制装置才接通振动产生装置。

[0048] 在车辆慢于20km/h或者快于50km/h行驶的情况下，振动产生装置不被激活，从而变形元件3比较硬并且因此可以更好地有助于吸收碰撞能量以便保护车辆乘员。触变材料7在此处于高粘性的、固体或类固体的状态。

[0049] 在图2中示出与行人100的碰撞，该行人碰到变形元件3上，之前已通过振动产生装置将触变材料7置于低粘性的、类液体的状态，从而该触变材料可容易变形并且因此更软。在外罩9和保险杠横梁5中附加地设有开口11，触变材料在低粘性状态下可以从外罩9中通过所述开口流出，从而变形元件3在碰撞时还要更软，亦即变形元件3的可变形性还要更大。
在开口11后面，在保险杠横梁3的背离变形元件3的后侧上，设有弹性的容器13，在该容器中可以收集流出的触变材料7。

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