用于机动车的防事故装置、机动车以及用于借助防事故装置以受控的方式转化碰撞能量的方法与流程

用于机动车的防事故装置、机动车以及用于借助防事故装置以受控的方式转化碰撞能量的方法


背景技术：

1.当今的可电驱动或行驶的机动车、尤其是轿车具有电能量存储装置，如牵引蓄电池。为了实现相应的可电驱动机动车的特别有利的重心位置，电能量存储装置相对于机动车尽可能地向下放置，例如放置在机动车的底部上。该电能量存储装置通常具有碰撞型材，以便能够在发生碰撞时，即当机动车或电能量存储装置碰撞到事故对方元件上时特别有效地降低碰撞能量。这种碰撞型材通常横向延伸，即沿车辆横向轴线在两侧向外部延伸，大多延伸到机动车的门槛区域中。因此，在这种传统的碰撞型材或传统的门槛护板中，碰撞型材可能至少阻碍传统的门槛护板的简单安装或维护或修理。换言之，在门槛护板的特别简单或有效的安装/拆卸与电能量存储装置的碰撞型材的有利地特别远地向外部延伸的空间伸展之间存在目标冲突。如果例如门槛护板、尤其是侧门槛的紧固装置至少部分地被碰撞型材覆盖，则门槛护板只能以特别高的花费拆卸，因为为了能够特别简单地拆卸门槛护板，必须首先拆卸碰撞型材。作为替代方案，例如目前规定，为碰撞型材设置开口，该开口允许工具例如穿过，以到达门槛护板的相应紧固装置。但由此至少在该开口的区域中不利地降低了碰撞型材的稳定性。
2.de 10 2014 001 289 b3公开了一种机动车，其中电池模块与车辆底部力锁合地连接，通过侧面碰撞作用在门槛上的力至少部分地通过电池模块的移动转化为变形。
3.此外，de 10 2010 050 826 a1公开了至少一个牵引电池在电驱动机动车中的布置，其中在门槛和侧面电池箱之间使用固定在车辆或电池上的变形元件以及固定在车辆或电池上的防撞条，它们平面地分布局部出现的碰撞载荷。


技术实现要素：

4.本发明的任务是进一步提高机动车的防事故性。
5.根据本发明，所述任务通过具有权利要求1中所述特征的防事故装置、具有权利要求9中所述特征的机动车以及具有权利要求10中所述特征的变形方法来解决。根据本发明的防事故装置的特征、优点和有利实施方式应被视为根据本发明的机动车或根据本发明的变形方法的特征、优点和有利方式，反之亦然。根据本发明的机动车的特征、优点和有利实施方式应被视为根据本发明的用于以受控的方式转化碰撞能量的方法的特征、优点和有利实施方式，反之亦然。本发明的有利实施方式是从属权利要求和说明书的技术方案。
6.根据本发明的防事故装置设置用于机动车，该机动车尤其是构造为轿车。尤其是机动车至少部分地可电驱动或行驶或加速，因此机动车具有电能量存储装置，该电能量存储装置具有电力牵引蓄电池(“高压存储器”)。在机动车的电驱动单元的电动机运行中，电力牵引蓄电池为电驱动单元的电动机提供电能，该电能可由电动机使用，以加速可电驱动的机动车或维持当前行驶速度。在电驱动单元的发电机运行中，电动机为电力牵引蓄电池提供电能，借助该电能可以对电力牵引蓄电池进行(再)充电。
7.防事故装置还包括两个单独的防事故体，它们彼此间隔开预定距离并且可彼此相
对置地固定在机动车的机动车白车身上。这意味着，在防事故装置完全固定在机动车上的状态中，所述防事故体彼此间隔开预定距离并且彼此相对置地固定在机动车白车身上。在此情况下，两个防事故体设置或可设置在一个共同的机动车侧，即右侧或左侧并相互面对。因此，如果要在机动车右侧和左侧装备这样的防事故装置，则沿车辆横向轴线总共应设置至少四个这样的防事故体，其中第一对防事故体设置或可设置在机动车左侧并且第二对防事故体设置或可设置在机动车右侧。
8.防事故装置的所述防事故体之一可固定在机动车白车身的底部元件上或在装配有防事故装置的机动车上固定在底部元件上。底部元件尤其是机动车或机动车白车身的电能量存储装置的壳体，通过该壳体至少电力牵引蓄电池固定或可固定在机动车白车身上。
9.现在为了借助防事故装置确保机动车的防事故性，例如特别有利的变形特性，根据本发明规定，所述防事故体中的至少一个具有接纳元件，该接纳元件与相应另一个防事故体对应并且构造用于在机动车发生事故或碰撞时阻止所述防事故体相互偏离。这意味着，在事故对方元件碰撞到防事故装置上时，所述防事故体借助接纳元件这样相互接纳或相互锁定，使得防止防事故体相互偏离。因此，例如可以防止防事故体基于碰撞而从彼此旁边经过、相对转动等。
10.因此，有利地确保防事故装置的能量吸收轴线和碰撞轴线不会以不希望的方式偏离并且能量吸收轴线不会在碰撞时以不希望的方式折弯。因此实现符合希望的特别长的预定变形距离，碰撞能量可沿该变形距离至少部分地以受控的方式减少，即可以以受控的方式转化为变形功。相应地，可以特别有效地降低在碰撞时出现的不利的高或猛的加速，从而最终借助防事故装置改善了乘员保护和部件保护。
11.本发明还涉及一种具有防事故装置的机动车，所述防事故装置包括两个单独的防事故体，它们彼此间隔开预定距离并且彼此相对置地固定在机动车白车身上。在此所述防事故体之一固定在机动车白车身的底部元件上，例如固定在机动车的电能量存储装置的壳体上。
12.现在为了进一步改善机动车的防事故性，根据本发明，所述防事故体之一具有接纳元件，该接纳元件与另一个防事故体对应并且构造用于在机动车发生事故时阻止所述防事故体相互偏离。
13.此外，本发明还涉及一种用于在装备有这种防事故装置的机动车中借助防事故装置将碰撞能量以受控的方式转化为变形功的方法。在该方法中，事故对方元件和防事故装置的位于外部的防事故体相互碰撞。这意味着，防事故装置在机动车的外侧上具有防事故装置的防事故体之一并且防事故装置的另一个防事故体朝向车辆中心方向与外部防事故体间隔开预定距离。
14.基于事故对方元件和位于外部的防事故体的相互碰撞，外部防事故体至少基本上平移地朝向防事故装置的相对置的防事故体移动。相对置的防事故体和外部防事故体相互面对，所述相对置的防事故体——在相互碰撞之前——相对于外部防事故体形成内部防事故体。当外部防事故体朝向内部防事故体移动时，所述防事故体之间的预定距离减小。在此碰撞能量至少部分地通过在机动车白车身和/或防事故体上以受控的方式做变形功而转化，直至所述防事故体直接接触。
15.当预定距离通过碰撞完全消除时或在此之前防事故体已经借助接纳元件相互接
纳，由此防止防事故体相互偏离。为此至少一个防事故体具有与相应另一个防事故体对应的接纳元件。
16.在碰撞或事故的进一步过程中，至少另一部分碰撞能量通过在相互接纳的防事故体上以可控的方式做变形功而转化。由于防事故体借助接纳元件相互接纳或相互锁定，因此确保防事故装置的能量吸收轴线不会以不希望的方式折弯，因此由防事故装置提供符合希望的特别长的预定变形距离。
17.上面结合根据本发明的防事故装置提出的优点同样适用于根据本发明的机动车以及根据本发明的方法，因此在此不再赘述。
18.本发明的其它特征由权利要求书、附图和附图说明得出。上述在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在后续说明中提到和/或仅在附图中显示的特征和特征组合不仅可在相应给出的组合中而且也可在其它组合中使用或可单独使用。
附图说明
19.现在借助一种优选实施例并参考附图详细阐述本发明。附图如下：
20.图1示出具有护板元件的机动车的示意和透视图；
21.图2示出具有传统的防事故装置的机动车的剖视图；
22.图3示出具有与传统的防事故装置相比改进的防事故装置的机动车的透视和剖视图；
23.图4示出具有改进的防事故装置的机动车的剖视图；
24.图5示出具有改进的防事故装置的机动车的示意图；和
25.图6示出具有改进的防事故装置的机动车在发生事故时的示意和剖视图。
具体实施方式
26.相同或功能相同的元件在附图中设有相同的附图标记。
27.在下文中一起描述改进的防事故装置1、装备它的机动车2以及用于借助防事故装置1以受控的方式转化碰撞能量的方法。
28.机动车2沿车辆横向方向y具有两个门槛护板3，它们在车辆宽度上彼此间隔开。这意味着，所述门槛护板3之一设置在机动车2的左侧并且门槛护板3中的另一个设置在机动车2的右侧。此外，机动车2具有底部4，至少一个底部元件5(在图3中首次示出)设置或固定在该底部上。
29.图2以剖视图示出传统的防事故装置101，其固定在传统的机动车102上。传统的机动车102具有传统的门槛护板103和传统的底部104，传统的底部元件105固定在该底部上。传统的防事故装置101具有一个防事故元件106，该防事故元件在车辆横向方向y上侧向，即朝向外侧107或朝向传统机动车102的门槛护板103延伸。在传统机动车102的侧面碰撞中——在其中传统的门槛护板103和(图2中未示出的)事故对方元件相互碰撞，变形距离108特别小，因为该变形距离通过防事故元件106定义并且该防事故元件仅延伸到传统门槛护板103的紧固装置109，因为如果防事故元件106进一步向传统门槛护板103方向或进一步向外侧107方向延伸超过紧固装置109，则紧固装置109将被防事故元件106覆盖并因此被阻挡。这导致了特别长的不可用距离110，沿该距离碰撞或事故的碰撞能量只能通过传统的门
槛护板103和/或通过传统机动车102的白车身按预定转化成变形功。
30.图3以透视和剖视图示出机动车2，该机动车装备有与传统的防事故装置101相比改进的防事故装置1。可以看出，(改进的)防事故装置1具有两个分开的防事故体6、7，所述防事故体可设置在、在当前示例中设置在机动车2的机动车白车身8上。这两个防事故体6、7在当前示例中分别构造成条形并且彼此间隔开预定距离9地保持在机动车白车身8上。在此这两个防事故体6、7至少基本上平行于车辆纵向方向x延伸，距离9平行于车辆横向方向y延伸，此外，这两个防事故体6、7彼此相对置或者说相互面对并且设置在机动车2的一个共同的外侧10上。
31.尤其是构造为轿车的机动车2可电驱动或电行驶。这意味着，机动车2具有电能量存储装置11，该电能量存储装置包括至少一个(未示出的)电力牵引蓄电池。由于能量存储装置11基于电力牵引蓄电池通常特别重，因此至少能量存储装置11的电力牵引蓄电池设置在机动车2的底部4上，以确保机动车2的有利的特别低的重心位置。为此电能量存储装置11在当前示例中具有壳体12，该壳体容纳电力牵引蓄电池并且电力牵引蓄电池通过该壳体保持在机动车2的底部4上。就此而言，底部元件5至少部分地由电能量存储装置11形成，因为——如图3所示——可固定在底部元件5上的防事故体7设置或固定在电能量存储装置11的壳体12上。这意味着，防事故装置1至少部分地具有用于电能量存储装置11的碰撞结构。
32.门槛护板3形成机动车2、尤其是侧门槛的护板元件13。在当前示例中，防事故体6集成在护板元件13或门槛护板3中。此外，防事故体6可借助护板元件13或借助门槛护板3保持或固定在机动车白车身8上。在如图3所示的防事故装置1固定在机动车白车身8上的状态中，防事故体6通过门槛护板3保持或固定在机动车白车身8上。在该状态中，机动车2和防事故装置1各自的纵向轴线x、横向轴线y和竖直轴线z重合。护板元件13或门槛护板3包括第一护板部分14和第二护板部分15，它们相互固定，例如可以构造成彼此一体的。在此护板部分14、15之一，在当前示例中为护板部分15固定在机动车白车身8的底部4上，而相应的另一护板部分14，尤其是在底部4以外，例如固定在机动车白车身8的侧壁上。因此，护板部分15在两个相对置或相互面对的防事故体6、7之间延伸穿过，使得防事故体6设置在由机动车白车身8和护板元件13或门槛护板3围成的空间内。这又意味着，防事故体6、7通过护板部分15彼此分离。
33.为了使防事故体6、7在机动车2发生事故时或在防事故装置1和事故对方元件16(参见图6)之间发生碰撞时不会相互偏离，防事故装置1具有接纳元件17，该接纳元件构造在防事故体6、7之一，在当前防事故体7上。接纳元件17与相应另一防事故体6、7对应，即在当前示例中接纳元件17与防事故体6对应。就此而言，接纳元件17的几何形状和尺寸与防事故体6的至少一部分对应，例如一致。
34.在下文中进一步描述接纳元件17。对此，图4以剖视图示出具有改进的防事故装置1的机动车2。可以看出，防事故体6在横截面中具有第一腿18和第二腿19，它们彼此成直角设置并且分别平行于车辆纵向轴线x延伸。防事故体6通过下述方式与接纳元件17对应，即，腿18具有配合到接纳元件17的接纳空间20中的外部轮廓。这意味着，防事故体7上的接纳元件17和防事故体6的配合元件21，即其腿18彼此对应，用以闭合防事故体6、7之间的形锁合连接。换言之，所述腿18或配合元件21形成第一形锁合元件，而接纳元件17的接纳空间20形成第二形锁合元件。所述形锁合元件彼此间隔开例如预定距离9，使得至少只要防事故装置
1没有受到碰撞，则不形成形锁合连接。接纳空间20在朝向相对置的防事故体的一侧上敞开。
35.在当前，接纳空间20或接纳元件17具有两个彼此间隔开的接纳壁22，它们沿机动车2的纵向轴线y或沿防事故装置1的纵向轴线y彼此平行间隔开距离23。距离23和腿18或配合元件21的厚度24相同或距离23大于厚度24。此外，接纳壁22平行于腿18或配合元件21或防事故体6设置。
36.此外，接纳壁22沿防事故装置1的横向轴线y或沿机动车2的横向轴线y彼此倾斜地设置。因此，接纳元件17在朝向相对置的防事故体6的方向上构造成扩宽的。就此而言，接纳空间20在朝向防事故体6的方向上扩宽，使得——例如在碰撞时——当防事故体6朝向防事故体7方向运动并且经由接纳空间20的开口侧进一步插入接纳空间中时，防事故体6的腿18被接纳壁22引导。由于接纳壁22在横向方向y上会聚，因此接纳壁22还形成对中元件，借助其可以将防事故体6和防事故体7相互对中。
37.基于接纳元件17，阻止了两个防事故体6、7在机动车2发生事故或碰撞时相互偏离。通过使防事故体6、7在发生事故或碰撞时相向移动，防事故体6的腿18插入防事故体7上的接纳元件17的接纳空间20中，被接纳壁22相对于防事故体7引导并且必要时也对中并且最终与防事故体7锁定。通过使接纳元件17以接纳壁22至少部分地包围防事故体6的腿18，闭合形锁合连接，通过该形锁合连接防止了防事故体6、7彼此偏离。例如基于形锁合连接防止防事故体6围绕车辆纵向轴线x旋转。此外，也防止防事故体6围绕车辆竖直轴线z和围绕车辆横向轴线y的转动或旋转。在此假设在事故或碰撞期间，碰撞力25(在图6中首次示出)持续地施加在防事故装置1或防事故体6上。
38.为了避免必须从机动车2的底部4移除底部元件5或电力牵引蓄电池的壳体12，以便能够按预定要求到达紧固装置26以拆卸护板元件13或门槛护板3，在另一种有利的实施方式中，护板元件13构造成两件式的，防事故体6集成在该护板元件中。这意味着，护板部分14和护板部分15彼此单独制造并且护板部分14、15例如借助连接装置27可非破坏性地可逆地相互固定并且可彼此分离地构造。这意味着，在如图4所示的状态中，其中防事故装置1连同护板元件13固定在机动车白车身8上，护板部分14、15则借助连接装置27可逆地相互固定。因此，护板部分14、15可以非破坏性地彼此分离，“非破坏性”意味着不必进行材料分离或材料加工，例如切割或锯切等。以这种方式，为了拆卸护板元件13或门槛护板3和尤其是防事故体6，护板部分15可以保持固定在机动车白车身8上。
39.在图4中还可以看出，紧固装置26至少部分地被防事故体6、7之一、在当前被防事故体7覆盖，借助该紧固装置将护板元件13或门槛护板3固定在机动车白车身8上。
40.为此，图5以示意图示出具有改进的防事故装置1的机动车2，其中，防事故体7在外棱边28上具有维护辅助开口29。这意味着，防事故体7在相应紧固装置26的区域中具有构造为相应材料凹口的维护辅助开口29。由此，例如可以借助工具头(werkzeugkopf)按预定要求到达紧固装置26，而不必首先从机动车白车身8的底部4移除防事故体7或与其连接的底部元件5。因此，防事故装置1构造得特别易于维护，因为护板元件13、门槛护板3和/或防事故体6的拆卸和因此更换可以特别简单地或以很少的花费来实现。
41.外棱边28仅局部地被维护辅助开口29中断，从而确保防事故装置1的功能。
42.最后，如果装备有防事故装置1的机动车2发生事故，可借助防事故装置1将至少一
部分碰撞能量以可控的方式转化为变形功。在这方面，图6示出具有改进的防事故装置1的机动车2在发生事故时的示意和剖视图。如果事故对方元件16和防事故体6——其在当前构造为外部防事故体——相互碰撞，则碰撞力25通过事故对方元件16首先施加到护板元件13上，该护板元件基于碰撞力25发生变形。
43.在碰撞或相互碰撞的进一步过程中，碰撞力25作用在位于外部的防事故体6上，该防事故体构造为具有足够的硬度或刚性，从而不会立即因碰撞力25而变形。取而代之，外部防事故体6基于作用在其上的碰撞力25沿车辆横向方向y朝向防事故体7移动，防事故体在当前示例中形成内部防事故体。碰撞力25的相应作用方向因事故而异，但至少在碰撞期间需要沿能量吸收方向30减少或吸收或转化碰撞力25，所述能量吸收方向在机动车2或防事故装置1的制造中被确定。该能量吸收方向30至少在很大程度上例如由防事故体6、7和机动车白车身8的内部结构、外部几何形状、材料选择等决定。
44.现在为了确保在发生碰撞时防事故体6、7不彼此偏离，而是取而代之至少基本上沿能量吸收方向30运动和/或变形，防事故装置1具有接纳元件17。由于在碰撞时防事故体6进一步基于碰撞力25在克服距离9的情况下朝向防事故体7运动，使得防事故体6至少部分地、尤其是以其腿18插入接纳元件17的接纳空间20中。在防事故体6运动时，第一部分的碰撞能量或碰撞力25已经通过在机动车白车身8上以受控的方式做变形功而转化，直到防事故体6、7彼此直接接触。
45.如果现在防事故体6的腿18插入接纳元件17的接纳空间20中，则基于接纳壁22的倾斜位置，腿18相对于防事故体7定心，从而已经防止防事故体6例如围绕车辆纵向轴线x旋转。当防事故体6、7之间的形锁合连接完全闭合时，防事故体6、7完全相互接纳或完全相互锁定。在这种状态中，腿18尽可能深地插入接纳元件17的接纳空间20中，使得腿18至少部分地被接纳壁22包围。此外，腿18通过前表面支撑在接纳空间20的底面上，使得最迟在此后阻止或防止防事故体6围绕轴线x、y、z旋转。
46.在碰撞或事故的进一步过程中，至少另一部分碰撞能量或碰撞力25随后通过在相互接纳或相互锁定的防事故体6、7上和/或机动车白车身8上以受控的方式、即沿能量吸收方向30做变形功而转化。
47.总体而言，本发明示出如何改进在当前构造成可电驱动的机动车2的防事故性，尤其是借助防事故装置1。开头所述的防事故体6、7，即碰撞型材的特别易于安装/维护的设计和防事故体的特别大的侧向延伸之间的目标冲突得到了解决。在此基本思想是将高压存储器或电力牵引蓄电池的碰撞型材分成至少两个部件，即防事故体6、7。在当前示例中，防事故体7形成固定在高压存储器上的内部部件，这样构造防事故体7，使得防事故体至少在车辆竖直方向z上接纳外部防事故体6。为此防事故体7设有接纳元件17。此外，防事故体6集成在护板元件13或门槛护板3中。在此这样构造门槛护板3，使得它在机动车2或防事故装置1发生碰撞的情况下紧贴内部防事故体7、尤其是接纳元件17。为了避免防事故体6围绕车辆纵向轴线x转动，该防事故体6在当前示例中构造成l形的，腿19足以使防事故体6和事故对方元件16在特别大的平面上相互接触，由此进一步防止防事故体6转动。事故对方元件16例如可以构造为桩或柱，在此情况下，相应的机动车事故被称“桩碰撞”(pfahlaufprall)。此外，如前所述，外部防事故体6具有足够的刚性或硬度，以对转化碰撞能量做出重大贡献，特别是在维护辅助开口29的区域中。
48.附图标记列表
[0049]1ꢀꢀꢀꢀ
防事故装置
[0050]2ꢀꢀꢀꢀ
机动车
[0051]3ꢀꢀꢀꢀ
门槛护板
[0052]4ꢀꢀꢀꢀ
底部
[0053]5ꢀꢀꢀꢀ
底部元件
[0054]6ꢀꢀꢀꢀ
防事故体
[0055]7ꢀꢀꢀꢀ
防事故体
[0056]8ꢀꢀꢀꢀ
机动车白车身
[0057]9ꢀꢀꢀꢀ
距离
[0058]
10
ꢀꢀꢀ
外侧
[0059]
11
ꢀꢀꢀ
能量存储装置
[0060]
12
ꢀꢀꢀ
壳体
[0061]
13
ꢀꢀꢀ
护板元件
[0062]
14
ꢀꢀꢀ
护板部分
[0063]
15
ꢀꢀꢀ
护板部分
[0064]
16
ꢀꢀꢀ
事故对方元件
[0065]
17
ꢀꢀꢀ
接纳元件
[0066]
18
ꢀꢀꢀ
腿
[0067]
19
ꢀꢀꢀ
腿
[0068]
20
ꢀꢀꢀ
接纳空间
[0069]
21
ꢀꢀꢀ
配合元件
[0070]
22
ꢀꢀꢀ
接纳壁
[0071]
23
ꢀꢀꢀ
距离
[0072]
24
ꢀꢀꢀ
厚度
[0073]
25
ꢀꢀꢀ
碰撞力
[0074]
26
ꢀꢀꢀ
紧固装置
[0075]
27
ꢀꢀꢀ
连接装置
[0076]
28
ꢀꢀꢀ
外棱边
[0077]
29
ꢀꢀꢀ
维修辅助开口
[0078]
30
ꢀꢀꢀ
能量吸收方向
[0079]
101
ꢀꢀ
传统的防事故装置
[0080]
102
ꢀꢀ
传统的机动车
[0081]
103
ꢀꢀ
传统的门槛护板
[0082]
104
ꢀꢀ
传统的底部
[0083]
105
ꢀꢀ
传统的底部元件
[0084]
106
ꢀꢀ
防事故元件
[0085]
107
ꢀꢀ
外侧
[0086]
108
ꢀꢀ
变形距离
[0087]
109
ꢀꢀ
紧固装置
[0088]
110
ꢀꢀ
不可用距离
[0089]
x
ꢀꢀꢀꢀ
纵向轴线
[0090]yꢀꢀꢀꢀ
横向轴线
[0091]zꢀꢀꢀꢀ
竖直轴线。