Search International and National Patent Collections
Some content of this application is unavailable at the moment.
If this situation persists, please contact us atFeedback&Contact
1. (WO2017097587) PEDESTRIAN PROTECTION DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE
Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters
Fu ßgängerschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fu ßgängerschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Stoßfängerquerträger, an dem ein Deformationselement angeordnet ist.

Ein bekannter Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs hat beispielsweise einen

Stoßfängerquerträger, der an vorderen Enden von Längsträgern befestigt ist, und eine Stoßfängerverkleidung, wobei zwischen der Stoßfängerverkleidung und dem Stoßfängerquerträger zum Schutz von Fu ßgängern ein weicher, auf einem vergleichsweise niedrigen Lastniveau verformbarer Schaum angeordnet ist. Der weiche Schaum ist aufgrund eines Fußgängerschutzes angeordnet, um einen Fu ßgänger gegebenenfalls vor einer direkten unmittelbaren Kollision mit einer harten, steifen Struktur, wie beispielsweise dem Stoßfängerquerträger, zu schützen.

Des Weiteren gibt es ein Erfordernis, dass in einem sehr niedrigen

Geschwindigkeitsbereich von bis zu beispielsweise 4 km/h, in dem der

Fu ßgängerschutz aufgrund der geringen Geschwindigkeit nicht relevant ist, das Kraftfahrzeug bei einer Kollision schadensfrei bleibt.

Darüber hinaus gibt es bei einer etwas höheren Geschwindigkeit, die ebenfalls noch nicht für den Fußgängerschutz relevant ist, wie beispielsweise von über 4 km/h bis kleiner 20 km/h, das Erfordernis, dass ein Schaden bei der Kollision möglichst klein ist und beispielsweise eine Kühlerstruktur, die sich in dem Vorderwagenbereich hinter dem Stoßfängerquerträger befindet, nicht beschädigt wird.

Bei einer Kollision mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit, die für einen Fu ßgängerschutz nicht mehr relevant ist, wie beispielsweise einer Geschwindigkeit von mehr als 50 km/h, liegt ein Schwerpunkt auf der Auslegung des Kraftfahrzeugs und dessen Crashstruktur bei einem Insassenschutz. Hierfür ist der Vorderwagen bzw. ein Fahrzeugbug derart ausgelegt, dass er über eine bestimmte

Verformungsstrecke eine große Menge an Kollisionsenergie durch Verformung absorbieren kann.

Diese verschiedenen Anforderungen stehen zum Teil im Gegensatz zueinander und erfordern bisher einen vergleichsweise langen Fahrzeugüberhang und damit ein höheres Gewicht sowie eine nachteilige Beeinflussung der Fahrdynamik.

Zum Lösen der daraus entstehenden Zielkonflikte wurde beispielsweise in der DE 102010054641 A1 eine Stoßfängeranordnung mit einem Querträger vorgeschlagen, der über Crashboxen an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. In Fahrtrichtung vor dem Querträger ist ein Fu ßgängerschutzelement für einen weichen Anprall eines Fu ßgängers ausgebildet. Zusätzlich ist ein schwenkbares

Energieabsorptionselement vorgesehen, das vor das Fußgängerschutzelement verschwenkbar ist und hierdurch eine erhöhte Energieabsorption bei Kollisionen ermöglicht, bei denen eine höhere Kollisionsenergieabsorptionsfähigkeit der Crashstruktur des Kraftfahrzeugs erforderlich ist.

Die DE 1020121 12636 A1 zeigt ebenfalls eine Stoßfängeranordnung mit einem Stoßfängerquerträger und einem Fußgängerschutzelement, das von einem steifen Zustand in einen vergleichsweise weichen Zustand, der einem Fu ßgängerschutz dient, mittels eines Aktuators umgeschaltet werden kann.

Den in der DE 102010054641 A1 und der DE 1020121 12636 A1 beschriebenen Stoßfängeranordnungen ist gemeinsam, dass hierfür eine Crash- bzw. Pre-Crash-Sensorik und eine Aktor erforderlich sind, wobei auf Grundlage der

Ausgangssignale der Sensorik zwischen einem harten, steifen Zustand der

Crashstruktur mit hoher Kollisionsenergieabsorptionsfähigkeit und einem weichen Zustand der Crashstruktur mit zu Gunsten des Fußgängerschutzes geringer Kollisionsenergieabsorptionsfähigkeit aktiv umgeschaltet werden kann.

Ferner beschreibt die DE60316232T2 eine Aufprallenergieübertragungsanordnung für eine Kraftfahrzeug mit einem länglichen beweglichen Element, das vor einem Stoßfängerquerträger angeordnet ist. Das bewegliche Element wird

kollisionsabhängig entweder in einen Zustand, in dem es mit einem geringen Widerstand beweglich ist, oder in einen Zustand, in dem eine Bewegung

formschlüssig blockiert wird. Die Aufprallenergieübertragungsanordnung weist ein um eine Achse schwenkbares Anschlagelement auf, das ein erstes Anschlagende und ein zweites Anschlagende aufweist. Das erste Anschlagende dient zum formschlüssigen Eingriff bei der Kollision in einem niedrigen

Geschwindigkeitsbereich eines Kraftfahrzeugs von ungefähr unter 20 km/h. Das zweite Anschlagende dient zum formschlüssigen Eingriff bei der Kollision in einem hohen Geschwindigkeitsbereich von ungefähr über 50 km/h. Dabei bewirkt der formschlüssige Eingriff jeweils einen hohen Wiederstand hinsichtlich einer

Verschiebung des länglichen beweglichen Elements.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fußgängerschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die noch einfacher aufgebaut ist, unabhängig von einer Sensorik bzw. einem Aktuator funktioniert, bei niedriger Geschwindigkeit einen Schaden am dem Kraftfahrzeug gering hält, bei mittlerer Geschwindigkeit zum Fu ßgängerschutz hinreichend weich ist und bei hoher Geschwindigkeit einen Insassenschutz verbessert.

Diese Aufgabe wird durch eine Fußgängerschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.

Die erfindungsgemäße Fußgängerschutzvorrichtung für Kraftfahrzeug,

beispielsweise für einen Kraftfahrzeugbug oder ein Kraftfahrzeugheck, mit einem Stoßfängerquerträger hat ein Deformationselement, das an dem

Stoßfängerquerträger angeordnet ist und das ein erstes Element und ein zweites Element aufweist, die bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs relativ zueinander, insbesondere in Richtung des Stoßfängerquerträgers, verschiebbar sind, und einen mechanischen Verriegelungsmechanismus. Der Verriegelungsmechanismus weist ein bewegliches, mit einer Federeinrichtung vorspannbares oder vorgespanntes Verriegelungselement auf, das an dem ersten Element oder dem zweiten Element angeordnet ist und mit einer Vertiefung oder Stufe an dem anderen von dem ersten Element und dem zweiten Element formschlüssig verrastbar ist. Der

Verriegelungsmechanismus unterbindet bei einer hohen

Verschiebegeschwindigkeit, die größer oder gleich einer vorbestimmten zweiten Verschiebegeschwindigkeit ist, eine Verschiebung des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element durch Selbsthemmung des Verriegelungselements. Ferner erlaubt der Verriegelungsmechanismus bei einer mittleren

Verschiebegeschwindigkeit, die kleiner als die vorbestimmte zweite

Verschiebegeschwindigkeit und größer als eine vorbestimmte erste

Verschiebegeschwindigkeit ist, eine Verschiebung des ersten Elements und des zweiten Elements relativ zueinander. Darüber hinaus unterbindet der

Verriegelungsmechanismus bei einer niedrigen Verschiebegeschwindigkeit, die kleiner oder gleich der vorbestimmten ersten Verschiebegeschwindigkeit ist, eine Verschiebung des ersten Elements und des zweiten Elements relativ zueinander zumindest teilweise durch die formschlüssige Verrastung des

Verriegelungselements mit der Vertiefung oder Stufe.

Hierdurch sind keine Kollisionssensorik und keine Aktuatorik notwendig, um eine Verriegelung des Verriegelungsmechanismus zu steuern. Das Deformationselement kann mit einfachen Mitteln mit nur einem Verriegelungselement unter Ausnutzung der Massenträgheit des Verriegelungselements und/oder eine auf das

Verriegelungselement wirkende Dämpfungskraft und/oder eine auf das

Verriegelungselement wirkende Reibkraft und/oder auf das Verriegelungselement wirkende Kontaktkraft zwischen einem weichen Zustand, in dem eine

Relativverschiebung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ermöglicht ist, und einem steifen Zustand, in dem eine Relativverschiebung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element unterbunden ist, abhängig von der Verschiebegeschwindigkeit, die sich durch die Kollision ergibt, bzw.

abhängig von dem damit verbundenen Impuls, geschaltet werden.

Eine Relativverschiebung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element erfolgt dabei im Wesentlichen in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, welches üblicherweise auch eine Hauptrichtung bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs ist.

Der Verriegelungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt unabhängig von einer Kollisionssensorik selbsttätig durch beispielsweise

Ausnutzung der Massenträgheit des Verriegelungselements. Ferner wirkt der Verriegelungsmechanismus unabhängig von einer Aktuatorik - mit anderen Worten wird der Verriegelungsmechanismus nicht durch einen Aktor angetrieben, der eine Verschiebbarkeit des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element erlaubt oder unterbindet.

Erfindungsgemäß ist die Struktur des Vorderwagens bzw. des Hinterwagens des Kraftfahrzeugs bei der niedrigen Verschiebegeschwindigkeit und damit einer niedrigen Kollisionsgeschwindigkeit hinreichend steif ausgebildet, so dass keine strukturelle Beschädigung beispielsweise der Stoßfängerverkleidung oder dergleichen durch zu starke Verformung erfolgt. Hierdurch können Reparaturkosten bei Kollisionen bei sehr niedriger Geschwindigkeit wie beispielsweise bei sogenannten Parkremplern minimiert werden und lediglich auf das Ausbessern von beispielsweise Lackschäden begrenzt werden.

Bei der mittleren Verschiebegeschwindigkeit, und damit einer mittleren

Kollisionsgeschwindigkeit, bei der ein Fu ßgängerschutz relevant ist, ist der

Verriegelungsmechanismus entriegelt und das Deformationselement kann mit einer verhältnismäßig geringen Kraft zum Schutz von Fußgängern in seiner Länge verändert werden, d.h. durch Relativverschiebung des ersten Elements und des zweiten Elements zueinander zusammengeschoben werden.

Bei der hohen Verschiebegeschwindigkeit, und damit einer hohen

Kollisionsgeschwindigkeit, bei der ein Insassenschutz relevant ist, ist der

Verriegelungsmechanismus gehemmt und das Deformationselement kann nur durch plastische Verformung oder sprödes Versagen in seiner Länge verändert werden, so dass hinreichend Kollisionsenergie durch das Deformationselement absorbierbar ist. Eine Selbsthemmung erfolgt durch eine Kontaktkraft zwischen dem

Verriegelungselement und dem ersten Element bzw. dem zweiten Element, wobei die Kontaktkraft ein Verkanten des Verriegelungselements bewirkt.

Vorteilhaft sind das Verriegelungselement und die Federeinrichtung derart zusammenwirkend ausgebildet, dass mit einer Verschiebung des ersten Elements und des zweiten Elements relativ zueinander das Verriegelungselement mittels der Federeinrichtung vorspannbar ist.

Hierdurch ist es besonders einfach möglich eine Selbsthemmung des

Verriegelungselements zu erzielen. Die Federeinrichtung drückt das

Verriegelungselement gegen eine äu ßere Kontur von einem von dem ersten Element und dem zweiten Element und bewirkt dadurch Kontaktkräfte, die ein Verkanten des Verriegelungselements bewirken, so dass dieses nicht weiter beweglich ist und damit die Bewegung des ersten Elements und des zweiten Elements zueinander gehemmt werden kann.

Ferner kann die Federeinrichtung in einer Ausgangsstellung im Wesentlichen entspannt sein. Mit Ausgangsstellung ist die Position der

Fu ßgängerschutzvorrichtung vor einer Kollision des Kraftfahrzeugs bezeichnet.

Dies hat den Vorteil, dass die Federeinrichtung ihre Federspannkraft im

Normalzustand nicht verliert.

Gemäß einer Weiterbildung der Fußgängerschutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist der Verriegelungsmechanismus eine Kontaktfläche auf, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass bei einer Bewegung des ersten Elements und des zweiten Elements relativ zueinander das Verriegelungselement entlang der Kontaktfläche in Kontakt mit der Kontaktfläche gegen die Federkraft der

Federeinrichtung bewegbar und damit vorspannbar ist, bevor das

Verriegelungselement den Formschluss mit der Vertiefung oder der Stufe erreicht. Die Kontaktfläche ist damit in Verschieberichtung vor der Vertiefung bzw. der Stufe Dabei wirken die Federeinrichtung, das Verriegelungselement und die Kontaktfläche derart zusammen, dass

bei der hohen Verschiebegeschwindigkeit bei Eingriff des

Verriegelungselements mit der Kontaktfläche eine Bewegung des

Verriegelungselements entlang der Kontaktfläche durch die Selbsthemmung des

Verriegelungselements und damit eine Verschiebung des ersten Elements und des zweiten Elements relativ zueinander unterbunden ist,

bei der mittleren Verschiebegeschwindigkeit bei Eingriff des

Verriegelungselements mit der Kontaktfläche eine Bewegung des

Verriegelungselements entlang der Kontaktfläche ermöglicht ist und das

Verriegelungselement bei einem Verlassen der Kontaktfläche aufgrund einer Massenträgheit des Verriegelungselement über die Vertiefung oder Stufe springt, damit nicht formschlüssig einrastet und eine weitere Verschiebung des ersten Elements und des zweiten Elements zueinander ermöglicht ist, und wobei

bei der langsamen Verschiebegeschwindigkeit bei Eingriff des

Verriegelungselements mit der Kontaktfläche eine Bewegung des

Verriegelungselements entlang der Kontaktfläche ermöglicht ist und das

Verriegelungselement bei der langsamen Verschiebegeschwindigkeit mit der Vertiefung oder Stufe formschlüssig einrastet.

Durch das Vorspannen des Verriegelungselements im Verlauf der Kollision - bei der niedrigen und der mittleren Verschiebegeschwindigkeit - wird vorteilhaft die

Kollisionslast für eine Vorspannung der Federeinrichtung genutzt. Hierdurch ist ein selbsttätiger, passiver Mechanismus geschaffen, der lediglich Reibkräfte zwischen dem Verriegelungselement und der Kontaktfläche und/oder eine Massenträgheit des Verriegelungselements und/oder eine Dämpfungswirkung des Federelements für seine Funktion nutzt. Demnach erfolgt bei der niedrigen Verschiebegeschwindigkeit und damit der niedrigen Kollisionsgeschwindigkeit ein Einrasten und das

Deformationselement wirkt demnach steif. Bei der mittleren

Verschiebegeschwindigkeit und damit der mittleren Kollisionsgeschwindigkeit rastet das Verriegelungselement durch seine Massenträgheit und die anderen genannten Einflussgrößen nicht ein - bei der mittleren Verschiebegeschwindigkeit gelangt das Verriegelungselement vielmehr während der Relativbewegung des ersten Elements und des zweiten Elements zueinander ohne Eingriff über die Vertiefung bzw. die Stufe - und eine weitere Verschiebung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ist ermöglicht, wodurch das Deformationselement insgesamt weich wirkt. Bei der hohen Verschiebegeschwindigkeit ist eine Bewegung des

Verriegelungselements durch hohe wirkende Kontaktkräfte gehemmt, so dass

wiederum im Wesentlichen keine Verschiebung des ersten Elements gegenüber dem zweiten Element ermöglicht ist.

Die Kontaktfläche ist bevorzugt schräg zu einer Verschieberichtung des ersten Elements und des zweiten Elements relativ zueinander ausgebildet. Dabei weist die Kontaktfläche in die Verschieberichtung des Verriegelungselements eine Steigung auf.

Durch die schräge Ausbildung der Kontaktfläche bzw. die Steigung kann das Verriegelungselement fortschreitend mit der Federeinrichtung vorgespannt werden. Ferner kann hierdurch vorteilhaft eine Kontaktkraft während der Kollision auf das Verriegelungselement wirken.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das

Deformationselementangepasst angepasst, in einem Zustand des

Verriegelungsmechanismus, in dem eine Verschiebung des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element durch Selbsthemmung oder Verrastung zumindest teilweise unterbunden ist/wird, Kollisionsenergie durch plastische Verformung und/oder sprödes Versagen des Deformationselements über eine vorgegebene Deformationsstrecke, beispielsweise in einem Bereich von 60 mm bis 1 10 mm, zu absorbieren.

Je nach Kollisionslast und der Geschwindigkeit bei der Kollision kann das

Deformationselement demnach hinreichend steif reagieren und die Kollisionslast auf die dahinter liegende Crashstruktur des Fahrzeugs übertragen, oder ein

Lastschwellwert des selbstgehemmten oder verriegelten Deformationselements ist überschritten, so dass es verformt wird und damit Kollisionsenergie zum Schutz anderer Bauteile und der Fahrzeuginsassen absorbieren kann.

Bevorzugt ist eine Energieabsorption des Deformationselements im Fall der mittleren Verschiebegeschwindigkeit, in dem der Verrieglungsmechanismus weder selbstgehemmt noch verrastet ist, geringer als eine Energieabsorption des

Deformationselements im Fall der niedrigen und hohen Verschiebegeschwindigkeit.

Bevorzugt können bei der mittleren Verschiebegeschwindigkeit das erste Element und das zweite Element relativ zueinander über eine Strecke von 60 bis 1 10mm bewegbar sein.

Damit erfolgt die Verformung des Deformationselements bei der mittleren

Verschiebegeschwindigkeit zumindest über die dafür vorgesehene Strecke zum Schutz von einem Fußgänger auf einem verhältnismäßig geringen Lastniveau.

Das erste Element kann ein zylinderförmiges Element sein, das in einer entsprechenden Führung des zweiten Elements verschiebbar ist. Das

Verriegelungselement kann an dem ersten Element oder an dem zweiten Element gelagert sein. Insbesondere kann das erste Element ein hohlzylindrisches Element sein. Das erste Element kann dabei einen kreisförmigen Querschnitt haben.

Bevorzugt kann das erste Element einen mehreckigen, insbesondere einen regelmäßig mehreckigen, Querschnitt aufweisen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Fußgängerschutzvorrichtung kann ein Deformationsbereich des Deformationselements zwischen einer

Stoßfängerverkleidung und dem Stoßfängerquerträger ausgebildet sein.

Bevorzugt ist das zweite Element an dem Stoßfängerquerträger fixiert oder ist integraler Bestandteil des Stoßfängerquerträgers.

Ferner kann das erste Element in eine Öffnung des Stoßfängerquerträgers hinein verschiebbar sein.

Hierdurch kann ein„weicher" Deformationsbereich des Deformationselements vergrößert werden.

Die Federeinrichtung kann zusätzlich mit einer Dämpfungseinrichtung versehen sein, die eine Bewegung des Verriegelungselements geeignet dämpft. Damit ist ein Einrasten/Nichteinrasten des Verriegelungselements geeignet steuerbar.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Fu ßgängerschutzvorrichtung ist ein Deformationsbereich des Deformationselements an einer Außenseite des Stoßfängerquerträgers angeordnet. Bei einem vorderen Stoßfängerquerträger ist die Außenseite die Vorderseite des Stoßfängerquerträgers. Bei einem hinteren

Stoßfängerquerträger ist die Au ßenseite des Stoßfängerquerträgers die Hinterseite des Stoßfängerquerträgers. Insbesondere ist der Deformationsbereich des

Deformationselements zwischen einer Stoßfängerverkleidung und dem

Stoßfängerquerträger ausgebildet.

Ein Vorteil der Anordnung des Deformationselements an der Außenseite des Stoßfängerquerträgers ist, dass insbesondere im Hinblick auf den Fußgängerschutz das Deformationselement den Fußgänger durch die weiche Struktur unmittelbar schützt. Andernfalls müsste der Stoßfängerquerträger entsprechend weich gelagert sein, wobei zudem eine Massenträgheit des Stoßfängerquerträgers einer unmittelbare weichen Nachgiebigkeit entgegensteht.

Bevorzugt ist das Verriegelungselement linear beweglich, insbesondere

ausschließlich linear beweglich, gelagert.

Vorstehend aufgeführte Weiterbildungen der Erfindung können soweit möglich und sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden.

Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Fu ßgängerschutzvorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vor einer Kollision des Kraftfahrzeugs in einem Ausgangszustand eines

Deformationselements.

Fig. 2 zeigt schematisch die Fußgängerschutzvorrichtung gemäß dem

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Verlauf der Kollision des Kraftfahrzeugs mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder einer mittleren Geschwindigkeit mit einer vorgespannten Federeinrichtung des

Deformationselements.

Fig. 3 zeigt schematisch die Fußgängerschutzvorrichtung gemäß dem

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Verlauf der Kollision des Kraftfahrzeugs mit der niedrigen Geschwindigkeit in einem verriegelten Zustand des Deformationselements.

Fig. 4 zeigt schematisch die Fußgängerschutzvorrichtung gemäß dem

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Verlauf der Kollision des Kraftfahrzeugs mit der mittleren Geschwindigkeit in einem entriegelten Zustand des Deformationselements.

Fig. 5 zeigt schematisch die Fußgängerschutzvorrichtung gemäß dem

Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Verlauf der Kollision des Kraftfahrzeugs mit der hohen Geschwindigkeit in einem

selbstgehemmten Zustand des Deformationselements.

Figuren 1 bis 5 zeigen eine Fußgängerschutzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vor einer Kollision des Kraftfahrzeugs und während einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit

verschiedenen Geschwindigkeiten.

Die Fußgängerschutzvorrichtung 1 ist an einem Frontend eines

Kraftfahrzeugvorderwagens, insbesondere einem Kraftfahrzeugbug, mit einem Stoßfängerquerträger 23 montiert. Insbesondere ist die Fußgängerschutzvorrichtung 1 in einem Raum zwischen einer Fahrzeugau ßenhaut, das heißt einer

Stoßfängerverkleidung 21 , und dem Stoßfängerquerträger 23 angeordnet. Wie in Figur 1 gezeigt ist, hat die Fu ßgängerschutzvorrichtung ein Deformationselement 1 mit einem ersten Element 3 und einem zweiten Element 5. Das erste Element 3 und das zweite Element 5 sind prinzipiell zueinander verschiebbar bzw. verlagerbar ausgebildet. Insbesondere ist das erste Element 3 in das zweite Element 5 einschiebbar. Das zweite Element 5 ist an dem Stoßfängerquerträger 23 fixiert und mit diesem starr verbunden. Das Deformationselement 1 weist zudem einen Verriegelungsmechanismus auf, der eine Verschiebung des ersten Elements 3 in Bezug auf das zweite Element 5 einschränken kann. Der

Verriegelungsmechanismus hat ein Verriegelungselement 7, das mittels einer Feder 9 in Querrichtung vorspannbar und verschiebbar ist. Mit anderen Worten ist das Verriegelungselement 7 quer zu einer Fahrzeuglängsrichtung verlagerbar in/an dem ersten Element 3 gelagert. Der Verriegelungsmechanismus weist ferner eine Kontaktfläche 13 auf, die an einer Innenseite des zweiten Elements 5 ausgebildet ist, sowie eine Ausnehmung 1 1 , die ebenfalls in dem zweiten Element 5, das heißt an dessen Umfang, ausgebildet ist. Die Kontaktfläche 13 ist in

Fahrzeuglängsrichtung, das heißt in Verschieberichtung des ersten Elements 3 bzw. des Verriegelungselements 7 mit einer Steigung versehen und ist damit schräg, insbesondere mit einem sehr spitzen Winkel, zu der Fahrzeuglängsrichtung ausgebildet.

Die Funktion des Deformationselements 1 und insbesondere des

Verriegelungsmechanismus ist im Folgenden unter Bezugnahme auf Figuren 2 bis 5 beschrieben.

Die Funktion und Wirkung der Fußgängerschutzvorrichtung 1 bei einer

Frontalkollision des Kraftfahrzeugs mit einer mittleren oder niedrigen

Kollisionsgeschwindigkeit ist im Folgenden beschrieben.

Figur 2 zeigt einen Zustand des Deformationselements im Verlauf einer frontalen Kollision des Kraftfahrzeugs bei einer niedrigen oder einer mittleren

Kollisionsgeschwindigkeit. Dabei wirkt eine Kollisionslast über die

Stoßfängerverkleidung 21 auf das erste Element 3, wodurch das erste Element 3 in Richtung des zweiten Elements 5 und damit des Stoßfängerquerträgers 23 verschoben wird. Hierbei kommt das Verriegelungselement 7 mit der Kontaktfläche 13, die an der Innenseite des zweiten Elements 5 ausgebildet ist, in Kontakt.

Bei der mittleren und niedrigen Kollisionsgeschwindigkeit, die wiederum eine mittlere bzw. niedrige Verschiebegeschwindigkeit des ersten Elements 3 gegenüber dem zweiten Element 5 bewirkt, sind die später in Bezug auf die hohe

Kollisionsgeschwindigkeit beschriebenen Kontaktkräfte geringer und führen daher zu keiner Selbsthemmung in Form einer Verkantung. Damit wird durch ein

Zusammenwirken zwischen dem Verriegelungselement 7 und der Kontaktfläche 13

das Verriegelungselement 7 im Verlaufe der Verschiebung des ersten Elements 3 in Querrichtung bewegt und somit gegen die Federeinrichtung 9 gedrückt, so dass diese Federeinrichtung 9 vorgespannt wird. In Figur 2 ist der Zustand gezeigt, in dem das Verriegelungselement um eine maximale Strecke in Querrichtung verschoben ist und damit eine maximale Vorspannung der Federeinrichtung 9 erreicht ist.

Figur 3 zeigt einen weiteren Verlauf der Kollision bei einer geringen

Verschiebegeschwindigkeit des ersten Elements 3 und damit der geringen

Kollisionsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Nach einer maximalen Vorspannung der Federeinrichtung 9 bzw. des Verriegelungselements 7 und einem Verlassen der Kontaktfläche 13 wird das Verriegelungselement 7 in Querrichtung in Richtung der Außenwand des zweiten Elements 5 gedrückt. Dabei greift das

Verriegelungselement 7 mit einer Ausnehmung bzw. Vertiefung 1 1 in der Wand des zweiten Elements 5 ein. In diesem Zustand ist das Verriegelungselement 7 in formschlüssigen Eingriff sowohl mit dem ersten Element 3 als auch mit dem zweiten Element 5, so dass eine weitere Verschiebung des ersten Elements 3 relativ zu dem zweiten Element 5 durch das Verriegelungselement 7 blockiert ist. Sobald der in Figur 3 gezeigte Zustand erreicht ist, wirkt das Deformationselement 1 als steifes Element. In diesem Zustand kann das Deformationselement 1 Kollisionslasten von dem Kollisionsgegner direkt auf den Stoßfängerquerträger 23 und die dahinter liegende Crashstruktur des Kraftfahrzeugs übertragen. Wird eine bestimmte Kollisionslast überschritten, versagt das Deformationselement 1 durch plastisches Verformen oder sprödes Versagen und absorbiert somit Kollisionsenergie über eine vorgegebene Versagensstrecke von maximal der Länge des Deformationselements 1 im verriegelten Zustand.

Das Deformationselement 1 ist insbesondere derart ausgelegt, dass es bei Kollisionsgeschwindigkeiten von beispielsweise weniger als 4 km/h eine

Kollisionslast ohne Verformung auf die Crashstruktur übertragen kann.

Bei einer größeren Kollisionsgeschwindigkeit, die jedoch für einen Fußgängerschutz noch nicht relevant ist, wie beispielsweise einer Geschwindigkeit zwischen 4 km/h und 20 km/h, wird das Deformationselement 1 bei einem bestimmten Lastniveau

verformt, so dass das Deformationselement 1 zum Abbau von Kollisionsenergie beiträgt, ohne dass beispielsweise hinter dem Stoßfängerquerträger 23 vorhandene Bauelemente, wie beispielsweise ein Kühler, beschädigt werden.

Figur 4 zeigt einen weiteren Verlauf der Kollision im Fall einer mittleren

Verschiebegeschwindigkeit des ersten Elements 3 und damit der mittleren

Kollisionsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. In dem in Figur 4 gezeigten Zustand ist kein formschlüssiger Eingriff des Verriegelungselements 7 und damit des ersten Elements 3 mit dem zweiten Element 5 erfolgt und demnach wurde das erste Element 3 weiter in Richtung des Stoßfängerquerträgers 23 relativ zu dem zweiten Element 5 mit verhältnismäßig wenig Widerstand verschoben. Das

Verriegelungselement 7 hat die Ausnehmung 1 1 übersprungen. Beispielsweise kann das Deformationselement 1 so konstruiert sein, so dass ab einer

Kollisionsgeschwindigkeit von ungefähr 20 km/h keine Verrastung zwischen dem ersten Element 3 und dem zweiten Element 5 erfolgt und das Deformationselement 1 damit insgesamt über eine längere Verformungsstrecke deutlich weicher reagiert, als das bei dem in Figur 3 gezeigten verriegelten Zustand bzw. eingerasteten Zustand bei der niedrigen Kollisionsgeschwindigkeit der Fall ist. Ebenso reagiert das Deformationselement 1 bei der mittleren Kollisionsgeschwindigkeit weicher als bei der später in Bezug auf Fig. 5 beschriebenen hohen Kollisionsgeschwindigkeit.

Aufgrund einer Massenträgheit des Verriegelungselements 7 benötigt das

Verriegelungselement 7 eine gewisse Zeit, bis es durch die Federeinrichtung 9 hinreichend weit in Querrichtung bewegt wird. Bei der mittleren

Verschiebegeschwindigkeit des ersten Elements 3 führt dies dazu, dass das Verriegelungselement 7 nicht in die Ausnehmung 1 1 des zweiten Elements 5 eingreifen kann, so dass das erste Element 3 weiter in Richtung der

Stoßfängerquerträgers 23 verschoben werden kann und das Verriegelungselement 7 mit einer Innenseite des zweiten Elements 5 in Kontakt kommt und entlang der Innenseite verschoben werden kann. Es kommt zu keinem formschlüssigen Eingriff zwischen dem Verriegelungselement 7 und dem zweiten Element 5.

Bei der mittleren Kollisonsgeschwindigkeit von beispielsweise mehr als 20 km/h und weniger als 50 km/h ist es wichtig, dass das Frontend des

Kraffahrzeugvorderwagens, und insbesondere die Stoßfängerverkleidung in Verbindung mit dem Deformationselement 1 hinreichend weich bei einem geringen Verformungskraftniveau reagiert.

Dies ist erfindungsgemäß durch den beschriebenen Verriegelungsmechanismus verwirklicht, der auf Grundlage einer Massenträgheit des Verriegelungselements 7 in Zusammenwirkung mit der Federkraft des Federelements 9 sowie Reibkräften funktioniert.

Somit kann ein Zielkonflikt gelöst werden, der zum Einen bei der niedrigen

Kollisionsgeschwindigkeit eine hinreichend große Steifigkeit des

Deformationselements 1 bzw. ein hinreichend großes Verformungskraftniveau des Deformationselements 1 erfordert, bei der mittleren Kollisionsgeschwindigkeit einen hinreichenden Fu ßgängerschutz durch ein niedriges Verformungskraftniveau gewährleistet und bei der hohen Kollisionsgeschwindigkeit wiederum ein hinreichend großes Verformungskraftniveau des Deformationselements 1 erfordert.

Figur 5 zeigt einen Verlauf der Kollision bei einer hohen Verschiebegeschwindigkeit des ersten Elements 3 und damit der hohen Kollisionsgeschwindigkeit des

Kraftfahrzeugs.

Erfolgt die Frontalkollision des Kraftfahrzeugs mit der hohen

Kollisionsgeschwindigkeit, insbesondere einer hohen Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Kollisionsgegner, wird das erste Element 3 mit einer hohen Verschiebegeschwindigkeit gegenüber dem zweiten Element 5 verschoben. In diesem Fall der hohen Verschiebegeschwindigkeit kommt das Verriegelungselement 7 zunächst wie bei der Kollision mit der niedrigen und der mittleren Geschwindigkeit mit der Kontaktfläche 13 in Kontakt oder ist bereits in der Ausgangsposition mit der Kontaktfläche 13 in Kontakt. Bei der hohen

Verschiebegeschwindigkeit wirken hohe Kontaktkräfte an der Kontaktposition zwischen dem Verriegelungselement 7 und der Kontaktfläche 13 sowie zwischen dem Verriegelungselement 7 und dem ersten Element 3, d.h. im Bereich einer Lagerung des Verriegelungselements 7 an dem ersten Element 3. Durch die hohen Kontaktkräfte wird das Verriegelungselement 7 gehemmt bzw. blockiert und bewegt sich nicht oder wenig in die Querrichtung. Es erfolgt eine Verkantung des

Verriegelungselements 7 im Bereich der Lagerung. Insgesamt erfolgt demnach bei der hohen Kollisionsgeschwindigkeit eine Selbsthemmung des

Verriegelungsmechanismus mit dem Verriegelungselement 7.

Demnach blockiert der Verriegelungsmechanismus bei der hohen

Kollisionsgeschwindigkeit eine Bewegung bzw. Verschiebung des ersten Elements 3 gegenüber dem zweiten Element 5, so dass ein Zusammendrücken des

Deformationselements 1 nur über ein plastisches und/oder sprödes Versagen des Deformationselements 1 möglich ist. Damit ist das Deformationselement 1 im Wesentlichen über seine gesamte ursprüngliche Länge auf einem hohen

Kraftniveau durch das plastische und/oder spröde Versagen verformbar, so dass über im Wesentlichen die gesamte Länge des Deformationselements 1

verhältnismäßig viel Kollisionsenergie abgebaut werden kann. Das Frontend des Kraftfahrzeugvorderwagens, und insbesondere die Stoßfängerverkleidung 23 in Verbindung mit dem Deformationselement 1 hat damit eine hinreichende Festigkeit, wobei es bei einem hohen Verformungskraftniveau versagt.

Die hohe Kollisionsgeschwindigkeit, bei der die Verschiebung des ersten Elements 3 gegenüber dem zweiten Element 5 gehemmt ist, kann beispielsweise 50 km/h oder mehr betragen. Ab der Geschwindigkeit von beispielsweise 50 km/h tritt ein Fu ßgängerschutz gegenüber einem Insassenschutz in den Hintergrund. Für den Insassenschutz ist es wiederum vorteilhaft, wenn über die zur Verfügung stehende Verformungslänge möglichst viel Kollisionsenergie abgebaut werden kann, was durch die erfindungsgemäße Fußgängerschutzvorrichtung 1 somit gewährleistet ist. Es steht neben der übrigen Crashstruktur des Vorderwagens somit auch der Bereich zwischen der Stoßfängerverkleidung 21 und dem Stoßfängerquerträger 23 zum hinreichenden Abbau von Kollisionsenergie zur Verfügung.

Das Verriegelungselement 7 kann auf an dem zweiten Element beweglich gelagert sein und entsprechend mit dem ersten Element eingreifen.