DE102005014549B4 - Reversierbar expandierbare energieabsorbierende Baugruppe unter Verwendung von Schaumstoffen mit Gedächtnisfunktion für Aufprallmanagement und Verfahren zu ihrem Betrieb - Google Patents
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Abstract
Energieabsorbierende
Baugruppe, umfassend:
eine steife Trägerstruktur, die wenigstens einen Einlaß hat,
eine flexible Abdeckung, die mit der steifen Trägerstruktur zur Begrenzung eines expandierbaren inneren Bereiches im Eingriff steht,
eine Quelle für Fluid in Fluidkommunikation mit dem wenigstens einen Einlaß, und
einen Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion, der in dem inneren expandierbaren Bereich angeordnet ist, wobei der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion angepaßt ist, sich zu einer expandierten Konfiguration im Ansprechen auf die Fluidkommunikation mit der Quelle für Fluid zu expandieren.
eine steife Trägerstruktur, die wenigstens einen Einlaß hat,
eine flexible Abdeckung, die mit der steifen Trägerstruktur zur Begrenzung eines expandierbaren inneren Bereiches im Eingriff steht,
eine Quelle für Fluid in Fluidkommunikation mit dem wenigstens einen Einlaß, und
einen Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion, der in dem inneren expandierbaren Bereich angeordnet ist, wobei der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion angepaßt ist, sich zu einer expandierten Konfiguration im Ansprechen auf die Fluidkommunikation mit der Quelle für Fluid zu expandieren.
Description
- HINTERGRUND
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine energieabsorbierende Baugruppe und insbesondere auf eine reversible energieabsorbierende Baugruppe für das Auffangen von Stößen.
- Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, verschiedene Arten von Personenschutz durch Verwendung von energieabsorbierenden Vorrichtungen, wie in Schutzhelmen, Fahrzeugen und dergleichen, vorzusehen. Diese Produkte sind im Allgemeinen dazu ausgelegt, einen signifikanten Prozentsatz der Energie aus einem Aufprall zu absorbieren. Innerhalb des Fahrzeuges können beispielsweise verschiedene Arten von Schutzeinrichtungen für Insassen für den Aufprall mit Strukturkomponenten der Karosserie wie Türholmen, Rahmen, Kopfschienen und dergleichen verwendet werden. Diese Komponenten werden typischerweise aus Stahlrohr oder Stahlprofilen hergestellt, die zur Bildung des Fahrwerks oder der zusammengebauten Karosserie für das Fahrzeug miteinander verschweißt werden, und sie können selbst Energie als Ergebnis eines Aufpralls absorbieren. Zusätzlich können auch Energieabsorber über den Türholmen, Rahmen, Kopfschienen und anderen Teilen des Fahrzeuges angeordnet werden, um die Insassen des Fahrzeuges während eines Aufprallvorganges noch weiter zu schützen. Lösungsversuche des Standes der Technik benutzten im Allgemeinen irreversibel zusammendrückbare Materialien wie Metalle, Kunststoffe oder Schaumstoffe, irreversible Luftaufblasvorrichtungen, z.B. Airbags und aufblasbare Seitenvorhänge, steife Dehnungseinrichtungen, z.B. ausdehnbare/einziehbare Kniepolster und Vorrichtungen, welche die Schlagkräfte verändern können, z.B. Dämpfungsvorrichtungen auf Basis von magnetrheologischem Material.
- Die
DE 103 05 868 A1 offenbart ein aufpralldämpfendes Element mit einer gasdichten biegeweichen Außenhülle und einem das Element ausfüllenden Fluid, wobei die Viskosität des Fluids durch Aufbringen eines elektromagnetischen Feldes verändert werden kann. - Die
DE 199 08 637 A1 betrifft einen Energieabsorber mit einer im wesentlichen gasdichten Hülle, die ein Füllmaterial enthält und mittels einer Vakuumquelle evakuierbar ist. - Die WO 02/46258 A1 offenbart einen polymerischen Schaumstoff, mit einer Glasübergangstemperatur, der oberhalb dieser Temperatur elastisch und unterhalb dieser Temperatur fest ist. Der Schaumstoff behält seine Form, wenn er oberhalb der Übergangstemperatur verformt und anschließend auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt wird. Er kehrt in seine ursprüngliche Form zurück, wenn seine Temperatur über die Übergangstemperatur hinweg erhöht wird.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine energieabsorbierende Baugruppe, bei der erfolgte Deformationen reversibel sind, sowie ein Verfahren zu deren Betrieb zu schaffen.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
- KURZE ZUSAMMENFASSUNG
- Die Erfindung ist eine energieabsorbierende Baugruppe, umfassend: eine steife Trägerstruktur, die wenigstens einen Einlaß hat, eine flexible Abdeckung, die mit der steifen Trägerstruktur zur Begrenzung eines expandierbaren inneren Bereiches im Eingriff steht, eine Quelle für Fluid in Fluidkommunikation mit dem wenigstens einen Einlaß, und einen Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion, der in dem inneren expandierbaren Bereich angeordnet ist, wobei der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion angepaßt ist, sich zu einer expandierten Konfiguration im Ansprechen auf die Fluidkommunikation mit der Quelle für Fluid zu expandieren.
- Eine Fahrzeuginnenfläche umfaßt eine energieabsorbierende Baugruppe, umfassend eine steife Trägerstruktur, die wenigstens einen Einlaß hat, eine flexible Abdeckung, die mit der steifen Trägerstruktur zur Begrenzung eines expandierbaren inneren Bereiches im Eingriff steht, eine Quelle für Fluid in Fluidkommunikation mit dem wenigstens einen Einlaß, und einen Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion, der in dem inneren expandierbaren Bereich angeordnet ist, wobei der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion angepaßt ist, sich zu einer expandierten Konfiguration im Ansprechen auf die Fluidkommunikation mit der Quelle für Fluid zu expandieren.
- Ein Verfahren zum Betrieb einer energieabsorbierenden Baugruppe umfaßt: die Befestigung einer energieabsorbierenden Baugruppe an einer steifen Trägerstruktur, wobei die energieabsorbierende Baugruppe eine flexible Abdeckung, die mit der steifen Trägerstruktur zur Begrenzung eines expandierbaren inneren Bereiches in Eingriff steht, eine Quelle für Fluidkommunikation mit dem wenigstens einen Einlaß, und einen Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion, der in dem inneren expandierbaren Bereich angeordnet ist, umfaßt, wobei der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion angepaßt ist, sich zu einer expandierten Konfiguration im Ansprechen auf die Fluidkommunikation mit der Quelle für Fluid zu expandieren; Expandieren des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion von einer permanenten Form zu der expandierten Konfiguration mit der Quelle für Fluid bei einer Temperatur geringer als einer Umwandlungstemperatur des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion; und Erhitzen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion über die Umwandlungstemperatur, was bewirkt, daß der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion zu der permanenten Form zurückkehrt, wobei die permanente Form eine größere Dichte als die expandierte Konfiguration hat.
- Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt ein Verfahren zum Betrieb einer energieabsorbierenden Baugruppe das Fühlen eines Aufpralls eines Gegenstandes; das Expandieren eines Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion, der innerhalb der Fahrzeuginnenfläche angeordnet ist, von einer eingestellten Form zu einer expandierten Form; das Absorbieren des Aufpralls des Gegenstandes mit der expandierten Form des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion; und Erhitzen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion über eine Umwandlungstemperatur, was bewirkt, daß der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion zu der eingestellten Form zurückkehrt, wobei die eingestellte Form eine größere Dichte als die expandierte Konfiguration besitzt.
- Die oben beschriebenen und weiteren Merkmale werden durch die folgenden Figuren und die detaillierte Beschreibung beispielhaft erläutert.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- In den Figuren, welche beispielhafte Ausführungsformen zeigen und in denen gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, stellen dar:
-
1 ist eine schematische Illustration einer energieabsorbierenden Baugruppe entsprechend der vorliegenden Beschreibung; -
2 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Fahrzeuges, welche verschiedene Trägerstrukturen zeigt, die für die Verwendung der energieabsorbierenden Baugruppe geeignet sind; -
3 ist eine perspektivische Seitenansicht eines Fahrzeuges, welche verschiedene Trägerstrukturen zeigt, die zur Verwendung der energieabsorbierenden Baugruppe geeignet sind; -
4 zeigt einen Querschnitt längs einer Ebene eines Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion in einer eingestellten oder permanenten Konfiguration; und -
5 zeigt einen Querschnitt des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion von4 in einer expandierten Konfiguration. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Es werden reversible energieabsorbierende Baugruppen zur Verwendung beim Aufprallmanagement im Fahrzeuginneren gezeigt, welche rasch zu einer expandierten Konfiguration gebracht werden können, so daß kinetische Energie absorbiert wird, welche mit dem Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf eine innere Fläche verbunden ist. Vorteilhafterweise sind die energieabsorbierenden Baugruppen reversibel und verwenden Schaumstoffe mit Gedächtnisfunktion, welche plastische Deformation in der expandierten Konfiguration erfahren, so daß die Absorption von Aufprallenergie gegeben ist. Nach der Entfaltung kann die energieabsorbierende Baugruppe ihre Konfiguration vor der Entfaltung durch thermisches Erhitzen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion erneut annehmen. Obwohl diese Vorrichtungen hauptsächlich zur Verwendung im Inneren von Fahrzeugen gezeigt sind, sei darauf hingewiesen, daß diese Vorrichtungen Anwendung am Äußeren von Fahrzeugen haben könnten, wie als Fahrzeugmotorhaube für den Aufprall von Fußgängern, für andere Vorrichtungen zum Fußgängerschutz, wie Helme, Jacken, Kniepolster und dergleichen, wie auch für Sitze und Griffe von Motorrädern, für alle Landfahrzeuge, Fahrräder und dergleichen.
- Wie in
1 gezeigt, umfaßt eine beispielhafte reversible energieabsorbierende Baugruppe, allgemein bezeichnet mit10 , eine flexible Abdeckung12 , die an einer steifen Trägerstruktur14 befestigt ist. Die flexible Abdeckung12 und die steife Trägerstruktur14 begrenzen einen expandierbaren inneren Bereich16 . Offenzelliger Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion20 ist innerhalb des expandierbaren inneren Bereiches16 angeordnet. Die steife Trägerstruktur14 schließt wenigstens eine Einlaßöffnung22 und eine Quelle für Fluid26 in Fluidkommunikation mit der wenigstens eine Einlaßöffnung22 ein. Die Einlaßöffnung22 steht in Fluidkommunikation mit dem offenzelligen Schaumstoff20 mit Gedächtnisfunktion, so daß in die wenigstens eine Einlaßöffnung22 eingeführtes Fluid bewirkt, daß der Schaum expandiert. Die steife Trägerstruktur14 kann weiterhin wenigstens eine Auslaßöffnung24 für die Freigabe des Fluids innerhalb des expandierbaren inneren Bereiches16 einschließen, Alternativ ist die flexible Abdeckung12 ausreichend porös, so daß der Abbau des durch die Fluidexpansion bewirkten Druckes möglich wird. Alternativ sind an dem wenigstens einen Einlaß22 bzw. dem wenigstens einen Auslaß24 Ventile28 ,30 angeordnet, um selektiv Fluid in den inneren Bereich16 einzuführen oder aus diesem inneren Bereich16 abzulassen. - Für das Aufprallenergiemanagement wird es bevorzugt, daß die Expansionszeit relativ rasch ist. Dies bedeutet, daß die Quelle für Fluid gleichzeitig rasche Expansion des Schaumstoffes
20 innerhalb des inneren Bereiches16 und die Expansion nach außen der flexiblen Abdeckung12 bewirkt. Bei einer Ausführungsform ist die energieabsorbierende Baugruppe so aufgebaut, daß sie sich innerhalb von etwa 20 Millisekunden (msec) oder darunter expandiert, wenn sie zusammen mit einem Fahrzeugaufprallsensor eingesetzt wird. Bei einer anderen Ausführungsform, beispielsweise in Kombination mit einem Vor-Aufprallsensor ist die energieabsorbierende Baugruppe so konfiguriert, daß sie sich innerhalb etwa 200 Millisekunden (msec) oder darunter expandiert. Bevorzugt liefert die energieabsorbierende Baugruppe eine Volumenexpansion von größer als 50%, wobei eine Volumenexpansion größer als 100 mehr bevorzugt ist, und eine Volumenexpansion von etwa 200 bis etwa 400% noch mehr bevorzugt ist. - Die energieabsorbierende Baugruppe
10 umfaßt weiterhin wenigstens einen Sensor32 und eine Steuereinrichtung34 in operativer Kommunikation mit der Gasquelle26 und den wahlweisen Ventilen28 ,30 , um selektiv den inneren Bereich16 im Ansprechen auf ein Aktivierungssignal, das durch den wenigstens einen Sensor32 oder die Steuereinrichtung34 geliefert wird, aufzublasen. - Der Sensor
32 ist bevorzugt so konfiguriert, daß er eine Information vor dem Aufprall zu der Steuereinrichtung34 liefert, wobei diese dann die energieabsorbierende Baugruppe10 unter den vorher einprogrammierten Bedingungen, welche durch einen Algorithmus oder dergleichen definiert sein können, betätigt. Auf diese Weise kann das System10 dazu verwendet werden, einen Vorfall, wie einen Aufprall mit einem Gegenstand vorauszusehen und die Absorption der kinetischen Energie zu liefern, welche auf einen Insassen innerhalb des Fahrzeuges als Ergebnis des Aufpralles einwirkt. Falls ein nachfolgender Aufprall nicht realisiert wird, kehrt die energieabsorbierende Baugruppe zu ihrer ursprünglichen Form und Konfiguration durch Erhitzen des Schaumstoffes20 mit Gedächtnisfunktion zurück, so daß das Fluid aus dem inneren Bereich abgegeben wird. Die gezeigte energieabsorbierende Baugruppe10 ist lediglich beispielhaft und soll nicht auf irgendeine besondere Form, Größe, Konfiguration oder dergleichen beschränkt sein. - Die flexible Abdeckung
12 ist bevorzugt aus einem Material hergestellt, das elastisch (flexibel) bis zu den Grenzwerten der Ausdehnung der Baugruppe ist, so daß es zu seiner ursprünglichen Geometrie zurückkehren kann. Solche geeigneten Materialien schließen Elastomere wie Styrol-Butadienkautschuk, Polyurethane, Polyisopren, Neopren, Chlorsulfonierte Polystyrole und dergleichen ein. Andere Materialien, welche für die Verwendung als flexible Abdeckung12 geeignet sind, sind für den Fachmann auf dem Gebiet unter Berücksichtigung der gemachten Angaben offensichtlich. Bevorzugt läßt das für die flexible Abdeckung ausgewählte Material reversible Dehnungen von wenigstens etwa 500% zu, wobei Dehnungen von etwa 200 bis etwa 400% mehr bevorzugt sind. Die flexible Abdeckung12 kann dekorativ gemustert sein, oder wahlweise kann ein äußerer dekorativer Überzug (nicht gezeigt) abnehmbar über der flexiblen Abdeckung12 vorgesehen sein, z.B. ein Stretchgewebe oder dergleichen. - Die steife Trägerstruktur
14 ist bevorzugt ein stationärer Träger für eine innere Oberfläche eines Fahrzeuges.3 zeigt verschiedene Anwendungen der energieabsorbierenden Baugruppe10 bei einem Fahrzeug. Die energieabsorbierende Baugruppe10 kann verwendet werden, um konventionell abgedeckte innere Flächen in dem Fahrzeug50 oder beliebige Orte, bei denen Schutz von Insassen erwünscht sein kann, zu ersetzen. Beispielsweise kann die energieabsorbierende Baugruppe10 verwendet werden für die Türholme52 , die Dachkappe54 , die Türinnenseiten56 , das Armaturenbrett58 , die Sonnenblenden, die Armstützen, die Kniepolster60 und andere Bereiche, wie unter dem Teppich auf dem Fahrzeugboden62 , in der Kopfstütze64 des Sitzes, im Sitz66 selbst, bei den Sitzrücklehnen68 oder ähnlichen Flächen, wo die Absorption der durch den Aufprall eines Gegenstandes mit der Oberfläche hervorgerufene kinetische Energie erwünscht ist und/oder eine geeignete Positionierung eines Insassen während eines Aufpralles gewünscht wird. Beispielsweise kann die Anordnung der energieabsorbierenden Baugruppe10 unter dem Teppich dazu verwendet werden, um die Positionierung der Kniee eines Insassen mit Bezug auf das Kniepolster zu unterstützen. In dem Sitzbereich kann die energieabsorbierende Baugruppe strategisch angeordnet werden, um die Versteifung an einer Kante des Sitzes66 zu liefern, um Gegenmaßnahmen gegen ein Durchrutschen zu liefern und das Zurückhalten eines Insassen vor dem nach vorne gleiten im Fall eines Aufpralles zu unterstützen. Andere Bereiche des Fahrzeuges, wie die Türholme können energieabsorbierende Eigenschaften gegenüber dem Insassen im Fall des Aufpralles liefern, wodurch die mit einem Aufprall verbundenen Einwirkkräfte auf den Insassen erniedrigt werden. - Wahlweise kann der expandierbare innere Bereich
16 , der durch die flexible Abdeckung12 und die steife Struktur14 geliefert wird, mehrfach abgedichtete Abteile umfassen, worin jedes abgedichtete Abteil den Fluideinlaß in Kommunikation mit einer Gasquelle, wie zuvor beschrieben, wie auch das Schaumstoffmaterial mit Gedächtnisfunktion, das hierin angeordnet ist, einschließt. Auf diese Weise liefert das System vorteilhafterweise Redundanz, wodurch komplettes Systemversagen als Folge von Durchlochungen einer der inneren Bereiche, Fehlfunktion der Ventile, Blockieren, durch Ermüdung hervorgerufene Fehler und andere ähnliche Fehler vermieden werden. - Der Schaumstoff
20 mit Gedächtnisfunktion ist ein Material, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Polymeren mit Gedächtnisfunktion und Legierungen mit Gedächtnisfunktion besteht. In der Praxis wird der niedrigste thermodynamische Energiezustand des Schaummaterials zur Bildung der energieabsorbierenden Baugruppe verwendet, hier auch bezeichnet als permanente Form oder kollabierter Zustand. Zur Erleichterung rascher Expansion wird der Schaumstoff mit Hochdruckfluid injiziert, um Expansion des Schaumstoffes herbeizuführen.5 erläutert den Schaum in seinem expandierten Zustand. Es ist wichtig, daß die Expansion unterhalb einer kritischen Umwandlungstemperatur (Tc) für das besondere Material mit Gedächtnisfunktion stattfindet, wobei diese im Fall von Legierungen mit Gedächtnisfunktion den Temperaturübergang von Martensit zu Austenit darstellt, und im Fall von Polymeren mit Gedächtnisfunktion den Einfrierbereich (Glasübergang) darstellt. Bei dem Prozeß der Expansion werden anfänglich gekrümmte und zusammengefaltete "Ligamente" des Schaummaterials begradigt. Falls dies unterhalb Tc vorkommt, ist der Formübergang metastabil, so daß bei Freigabe des Fluiddruckes der Schaumstoff nicht kollabiert. Sobald er einmal expandiert ist, kann der Schaumstoff effektiv Aufprallenergie absorbieren. Der primäre Aufprall-Absorptionsmechanismus ist das Zusammenbiegen der Ligamente und das Kollabieren der Zellstruktur, welche dann, je nach Wunsch, erneut verwendet werden kann. Ein zweiter Aufprall-Absorptionsmechanismus wird durch kontrolliertes Abblasen von Fluid aus dem Auslaß bereitgestellt. Auf diese Weise kann die aufgeblasene Struktur benutzt werden, um zusätzliche Energieabsorption bereitzustellen. Falls ein Aufprallvorgang nicht realisiert wird, setzt ein Erhitzen über Tc die Struktur in ihre ursprüngliche Konfiguration zurück. Ein Widerstandsheizelement, eine Quelle für erhitztes Fluid oder dergleichen, welche in thermischer Kommunikation mit dem Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion angeordnet sind, können zur Wiederherstellung der ursprünglichen Form benutzt werden. Alternativ kann eine gewisse Beschädigung, beispielsweise aus dem Aufprall oder aus unabsichtlichen Beulen als Folge von normalem Gebrauch ebenfalls mittels dieses Mechanismus repariert werden. - Polymere mit Gedächtnisfunktion (SMPs) bezieht sich allgemein auf eine Gruppe von polymeren Materialien, welche die Fähigkeit zeigen, zu irgendeiner zuvor definierten Form zurückzukehren, wenn sie einem geeigneten thermischen Einfluß unterworfen werden, z.B. von einer expandierten Schaumstoffkonfiguration zu einer kompakten Schaumstoffkonfiguration. Polymere mit Gedächtnisfunktion sind in der Lage, Phasenumwandlungen zu erfahren, bei denen ihre Formorientierung als Funktion der Temperatur verändert wird. Im Allgemeinen sind SMPs Copolymere, bestehend aus wenigstens zwei unterschiedlichen Einheiten, welche als unterschiedliche Segmente innerhalb des Copolymeren definierend beschrieben werden können, wobei jedes Segment unterschiedlich zu den Biegemoduleigenschaften und den thermischen Umwandlungstemperaturen des Materials beiträgt. Der Ausdruck "Segment" bezieht sich auf ei nen Block, eine Pfropfung oder eine Sequenz derselben oder vergleichbaren Monomeren- oder Oligomereneinheiten, welche mit einem unterschiedlichen Segment copolymerisiert sind, um ein kontinuierliches vernetztes, sich untereinander durchdringendes Netzwerk dieser Segmente zu bilden. Diese Segmente können eine Kombination von kristallinen oder amorphen Materialien sein, und daher können sie allgemein als hartes/harte Segment/e oder weiches/weiche Segment/e bezeichnet werden, worin das harte Segment im Allgemeinen einen höheren Einfrierbereich (Tg) (Glasübergangstemperatur) oder Schmelzpunkt als das weiche Segment besitzt. Jedes Segment trägt dann zu den Gesamtbiegemoduleigenschaften des SMP und den thermischen Umwandlungen hiervon bei. Wenn Mehrfachsegmente verwendet werden, können mehrfache Wärmeumwandlungstemperaturen beobachtet werden, bei denen die thermischen Umwandlungstemperaturen des Copolymeren als Gewichtsdurchschnitte der thermischen Umwandlungstemperaturen der es ausmachenden Segmente angenähert werden können. Diese zuvor definierte oder permanente Form des SMP kann durch Blasschmelzen des Polymeren bei einer höheren Temperatur als der höchsten thermischen Umwandlungstemperatur für die Polymere mit Gedächtnisfunktion oder ihren Schmelzpunkt eingestellt werden, gefolgt von Abkühlen unterhalb dieser thermischen Umwandlungstemperatur. Wie zuvor angegeben, sind die Schaumstoffe, welche aus Polymeren mit Gedächtnisfunktion gebildet werden, bevorzugt offenzellig.
- In der Praxis werden SMP-Schaumstoffe zwischen einem von wenigstens zwei Formorientierungen abwechselnd eingestellt, so daß wenigstens eine Orientierung eine Größenreduzierung relativ zu der/den anderen Orientierung/en liefert, wenn ein geeignetes thermisches Signal angeliefert wird. Zur Einstellung einer permanenten Form muß das Polymere mit Gedächtnisfunktion bei etwa oder oberhalb seines Schmelzpunktes oder seiner höchsten Umwandlungstemperatur (auch bezeichnet als "letzte" Umwandlungstemperatur) vorliegen. Die SMP-Schaum stoffe werden bei dieser Temperatur durch Blasformen geformt oder mit einer angelegten Kraft geformt, gefolgt von Abkühlen zur Einstellung der permanenten Form. Die zur Einstellung der permanenten Form erforderliche Temperatur liegt im Allgemeinen zwischen etwa 40°C bis etwa 300°C. Nach Expansion durch Fluid wird die permanente Form wieder gewonnen, wenn die angelegte Kraft entfernt wird, und der expandierte SMP-Schaumstoff erneut auf oder über die höchste oder letzte Umwandlungstemperatur des SMP gebracht wird. Der Tg-Wert des SMP kann für eine besondere Anwendung durch Modifizieren der Struktur und Zusammensetzung des Polymeren ausgewählt werden. Umwandlungstempereaturen für geeignete SMPs reichen im Allgemeinen von etwa –63°C bis über etwa 160°C.
- Die für die Wiedergewinnung der permanenten Form erforderliche Temperatur kann auf eine beliebige Temperatur zwischen etwa –63°C und etwa 160°C oder darüber eingestellt werden. Die Ausarbeitung der Zusammensetzung und Struktur des Polymeren selbst ermöglicht die Auswahl einer bestimmten Temperatur für eine gewünschte Anwendung. Eine bevorzugte Temperatur für die Wiedererlangung der Form ist größer als oder gleich etwa –30°C, mehr bevorzugt größer als oder gleich etwa 20°C und am meisten bevorzugt eine Temperatur größer als oder gleich etwa 70°C. Ebenfalls ist eine bevorzugte Temperatur für die Wiedergewinnung der Form geringer als oder gleich etwa 250°C, mehr bevorzugt geringer als oder gleich etwa 200°C und am meisten bevorzugt geringer als oder gleich etwa 180°C.
- Geeignete Polymere mit Gedächtnisfunktion können thermoplastische Materialien, sich durchdringende Netzwerke, sich halbdurchdringende Netzwerke oder gemischte Netzwerke sein. Die Polymere können ein einzelnes Polymeres oder eine Mischung von Polymeren sein. Die Polymere können lineare oder verzweigte thermoplastische Elastomere mit Seitenketten oder dendritischen Strukturelementen sein. Geeignete Polymerkompo nenten zur Bildung eines Polymeren mit Gedächtnisfunktion schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: Polyphosphazene, Poly(vinylalkohole), Polyamide, Polyesteramide, Poly(aminosäuren), Polyanhydride, Polycarbonate, Polyacrylate, Polyalkylene, Polyacrylamide, Polyalkylenglycole, Polyalkylenoxide, Polyalkylenterephthalate, Polyorthoester, Polyvinylether, Polyvinylester, Polyvinylhalogenide, Polyester, Polylactide, Polyglycolide, Polylsiloxane, Polyurethane, Polyether, Polyetheramide, Polyetherester und Copolymere hiervon. Beispiele von geeigneten Polyacrylaten schließen ein: Poly(methylmethacrylat), Poly(ethylmethacrylat), Poly(butylmethacrylat), Poly(isobutylmethacrylat), Poly(hexylmethacrylat), Poly(isodecylmethacrylat), Poly(laurylmethacrylat), Poly(phenylmethacrylat), Poly(methylacrylat), Poly(isopropylacrylat), Poly(isobutylacrylat) und Poly(octadecylacrylat). Beispiele von anderen geeigneten Polymeren schließen ein: Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylphenol, Polyvinylpyrrolidon, chloriertes Polybutylen, Poly(octadecylvinylether), Ethylen-Vinylacetat, Polyethylen, Poly(ethylenoxid)-poly(ethylenterephthalat), Polyethylen/Nylon (Pfropfcopolymeres), Polycaprolactone-Polyamid (Blockcopolymeres), Poly(caprolacton)-dimethacrylat-n-butylacrylat, Poly(norbornyl-polyhedraloligomeres-silsesquioxan), Polyvinylchlorid, Urethan/Butadiencopolymere, Polyurethanblockcopolymere, Styrol-Butadien-Styrolblockcopolymere und dergleichen.
- Die Durchführung der Polymerisation von unterschiedlichen Monomersegmenten mit einem Blähmittel kann verwendet werden, um Polymerschaumstoff mit Gedächtnisfunktion zu bilden. Das Blähmittel kann vom Zersetzungstyp (entwickelt ein Gas bei chemischer Zersetzung) oder einem Verdampfungstyp (welches ohne chemische Reaktion verdampft) sein. Beispielhafte Blähmittel vom Zersetzungstyp schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: Natriumbicarbonat, Azidverbindungen, Ammoniumcarbonat, Ammoniumnitrit, Leichtmetalle, welche Wasserstoff bei Reaktion mit Wasser entwickeln, Azodicarbonamid, N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin und dergleichen. Beispielhafte Blähmittel vom Verdampfungstyp schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: Trichlormonofluormethan, Trichlortrifluorethan, Methylenchlorid, komprimiertes Stickstoffgas und dergleichen. Das Material kann dann zu der permanenten Form durch Erhitzen des Materials über seinen Tg-Wert, jedoch unterhalb der höchsten thermischen Umwandlungstemperatur oder des Schmelzpunktes umgewandelt werden. Auf diese Weise ist es durch Kombination von Mehrfachweichsegmenten möglich, mehrfache temporäre Formen zu demonstrieren, und mit Mehrfachhartsegmenten kann es möglich sein, Mehrfachpermanentformen zu demonstrieren.
- Wie zuvor diskutiert, schließen andere geeignete Materialien mit Gedächtnisfunktion zur Herstellung der Schaumstoffe ebenfalls Legierungszusammensetzungen mit Gedächtnisfunktion ein. Legierungen mit Gedächtnisfunktion existieren in mehreren unterschiedlichen temperaturabhängigen Phasen. Die am häufigsten verwendeten dieser Phasen sind die sogenannten Martensit- und Austenitphasen. In der folgenden Diskussion bezieht sich Martensitphase allgemein auf die stärker deformierbare Niedertemperaturphase, während die Austenitphase sich allgemein auf die steifere Hochtemperaturphase bezieht. Wenn die Legierung mit Gedächtnisfunktion in der Martensitphase vorliegt und erhitzt wird, beginnt sie sich in ihre Austenitphase zu verwandeln. Die Temperatur, bei welcher diese Erscheinung startet, wird oftmals als Austenitstarttemperatur (As) bezeichnet. Die Temperatur, bei welcher diese Erscheinung abgeschlossen ist, wird als Austenitendtemperatur (Af) bezeichnet. Wenn die Legierung mit Gedächtnisfunktion in der Austenitphase vorliegt und abgekühlt wird, beginnt sie sich in die Martensitphase zu verändern, und die Temperatur, bei welcher diese Erscheinung startet, wird als die Martensitstarttemperatur (Ms) bezeichnet. Die Temperatur, bei wel cher Austenit aufhört, sich in Martensit umzuwandeln, wird als Martensitendtemperatur (Mf) bezeichnet. Im Allgemeinen sind Legierungen mit Gedächtnisfunktion weicher und leichter deformierbarer in ihrer Martensitphase, und sie sind härter, steifer und/oder fester in der austenitischen Phase. Im Hinblick auf die zuvor genannten Eigenschaften erfolgt die Expansion der Legierung mit Gedächtnisfunktion bevorzugt bei oder unterhalb der Austenitumwandlungstemperatur (bei oder unter As). Anschließendes Erhitzen über die Austenitumwandlungstemperatur bewirkt, daß der expandierte Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion zu seiner permanenten Form zurückkehrt. So ist ein geeignetes Aktivierungssignal zur Verwendung mit Legierungen mit Gedächtnisfunktion ein thermisches Aktivierungssignal, das eine Größenordnung besitzt, um Umwandlungen zwischen den Martensit- und Austenitphasen zu bewirken.
- Die Temperatur, bei welcher die Legierung mit Gedächtnisfunktion sich an ihre Hochtemperaturform erinnert, wenn sie erhitzt wird, kann mit geringen Veränderungen in der Zusammensetzung der Legierung und durch die Hitzebehandlung eingestellt werden. Bei Nickel-Titanlegierungen mit Gedächtnisfunktion kann sie beispielsweise von oberhalb etwa 100°C bis unterhalb etwa –100°C verändert werden. Der Vorgang der Wiedergewinnung der Form erfolgt über einen Bereich von gerade einmal ein wenigen Graden, und der Start oder das Ende der Umwandlung kann innerhalb eines Bereiches oder zwei Bereichen in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung und der Legierungszusammensetzung gesteuert werden. Die mechanischen Eigenschaften der Legierung mit Gedächtnisfunktion variieren stark über dem Temperaturbereich, der ihre Umwandlung überspannt, wobei typischerweise Formgedächtniseffekte, superelastische Effekte und Hochdämpfungskapazität geliefert werden.
- Geeignete Legierungsmaterialien mit Gedächtnisfunktion zur Herstellung der Schaumstoffe schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: Legierungen auf Basis Nickel-Titan, Legierungen auf Basis Indium-Titan, Legierungen auf Basis Nickel-Aluminium, Legierungen auf Basis Nickel-Gallium, Legierungen auf Kupferbasis (z.B. Kupfer-Zinklegierungen, Kupfer-Aluminiumlegierungen, Kupfer-Gold- und Kupfer-Zinnlegierungen), Legierungen auf Basis Gold-Cadmium, Legierungen auf Basis Silber-Cadmium, Legierungen auf Basis Indium-Cadmium, Legierungen auf Basis Mangan-Kupfer, Legierungen auf Basis Eisen-Platin, Legierungen auf Basis Eisen-Palladium und dergleichen. Die Legierungen können binär, ternär oder von einer beliebigen höheren Ordnung sein, sofern die Legierungszusammensetzung einen Formgedächtniseffekt zeigt, z.B. eine Veränderung der Formorientierung, Veränderungen der Streckgrenze, und/oder Biegemoduleigenschaften, Dämpfungskapazität, Superelastizität und dergleichen. Eine bevorzugte Legierung mit Gedächtnisfunktion ist eine Legierung auf Basis Nickel-Titan, kommerziell erhältlich unter der Markenbezeichnung NITINOL von Shape Memory Applications, Inc.. Auswahl einer geeigneten Legierung mit Gedächtnisfunktion hängt von dem Temperaturbereich, in welchem die Komponente arbeiten soll, ab.
- Die Quelle für Fluid
26 kann in dem Fahrzeug als ein Gas in einem Druckgasbehälter oder aus einem Akkumulator aufbewahrt werden, oder sie kann pyrotechnisch erzeugt werden. Alternativ kann die Quelle für Fluid eine Flüssigkeit sein, und sie kann in den Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion unter Herbeiführung der Expansion hiervon injiziert werden. Geeignete Fluide schließen Inertgase, Luft, Wasser und dergleichen ein. Bevorzugt ist das Fluid nicht entflammbar. Die Quelle für Fluid kann nach der Expansion der Baugruppe wieder aufgefüllt werden. Beispielsweise kann ein im Fahrzeug befindlicher Kompressor benutzt werden. Alternativ kann Ersatz der Fluidquelle durchgeführt werden, oder eine Reparatur kann zum Wiederauffüllen der Fluidquelle durchgeführt werden. - Beim Betrieb wird, sobald ein Aufprallvorgang oder die Wahrscheinlichkeit eines Aufprallereignisses mittels Sensor
32 festgestellt wurde, das Druckventil für den Fluideinlaß28 geöffnet, was bewirkt, daß Fluid in den inneren Bereich16 einströmt und gleichzeitig die flexible Abdeckung12 und den Schaumstoff20 mit Gedächtnisfunktion expandiert, wie durch die gestrichelte Linienstruktur in1 gezeigt ist. Ein Drucksensor18 kann verwendet werden, um die Stärke der Entfaltung zu überwachen, wobei diese zu der Steuereinrichtung34 rückgemeldet wird. Die Expansion wird fortgeführt, bis der Rückdruck innerhalb des inneren Bereiches16 einen vorbestimmten Druck erreicht (bevorzugt bei etwa 1,38–6,90 bar [etwa 20 bis etwa 100 psi], bezogen auf eine Kombination von Sensoreingaben und anderen Typen von Eingaben des Vorfalles, wie beispielsweise Eingaben hinsichtlich des Gewichtes des Insassen (Kind gegenüber Erwachsenem), ob der Insasse angegurtet oder nicht angegurtet ist, und dergleichen), zu welchem Zeitpunkt die Fluidströmung in den inneren Bereich16 unterbrochen wird, oder das Druckaufhebungsventil30 sich öffnet, um den vorbestimmten Druck aufrechtzuerhalten. Alternativ kann die Expansion für eine vorbestimmte Zeitspanne fortgeführt werden, um eine ausreichende Expansion bereitzustellen. - Die energieabsorbierende Baugruppe
10 kann an einer beliebigen festen Trägerstruktur14 angebracht sein, wo beabsichtigt ist, daß sie eine Reduktion der kinetischen Energie, die mit einem Aufprall eines Insassen und/oder eines Gegenstandes auf die Trägerstruktur verbunden ist, und/oder eine geeignete Positionierung eines Insassen liefert. Als solches ist das System sehr vielseitig. Wegen der kurzen Expansionszeiten ist dieser Typ von energieabsorbierender Baugruppe besonders geeignet zur Verwendung mit Aufprallnachweissystemen unter Verwendung von Aufprallnachweismitteln plus Algorithmen für die Triggerentfaltung, d.h. Systeme vergleichbar zu demjenigen, das in konventionellen Airbag-Rückhaltesystemen angewandt wird. Die Wiederherstellung der Vorrichtung in ihrer ursprünglichen Geometrie würde kein solches Erfordernis für eine rasche Wirkung haben, und daher könnte sie in effektiver Weise durch thermische Aktivierung des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion zu seiner permanenten oder eingestellten Konfiguration, wie in4 gezeigt ist, bewerkstelligt werden. - Während die Beschreibung mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform erläutert wurde, ist dies so zu verstehen, daß der Fachmann auf dem Gebiet verschiedene Abänderungen durchführen kann, und daß Äquivalente für Elemente hiervon eingesetzt werden können, ohne daß vom Umfang der Beschreibung abgewichen wird. Zusätzlich können viele Modifikationen zur Anpassung an eine besondere Situation oder eines Materials bei den Angaben der Beschreibung ohne Abweichen von dem essentiellen Umfang hiervon durchgeführt werden. Daher ist dies so zu verstehen, daß die Beschreibung nicht auf die besondere Ausführungsform beschränkt ist, welche als beste Ausführungsform für die Durchführung dieser Beschreibung angegeben ist, sondern daß die Beschreibung alle Ausführungsformen, welche unter den Umfang der Ansprüche fällt, einschließt.
Claims (27)
- Energieabsorbierende Baugruppe, umfassend: eine steife Trägerstruktur, die wenigstens einen Einlaß hat, eine flexible Abdeckung, die mit der steifen Trägerstruktur zur Begrenzung eines expandierbaren inneren Bereiches im Eingriff steht, eine Quelle für Fluid in Fluidkommunikation mit dem wenigstens einen Einlaß, und einen Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion, der in dem inneren expandierbaren Bereich angeordnet ist, wobei der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion angepaßt ist, sich zu einer expandierten Konfiguration im Ansprechen auf die Fluidkommunikation mit der Quelle für Fluid zu expandieren.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 1, weiter umfassend Einrichtungen zum Erwärmen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion in der expandierten Konfiguration.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 1, weiter umfassend einen Aufprallsensor und einen Drucksensor in elektrischer Verbindung mit einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung in operativer Kommunikation mit dem wenigstens einen Einlaß steht, und worin der Drucksensor angepaßt ist, einen Druck innerhalb des inneren Bereiches zu überwachen.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 1, in welcher der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion ein Material ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Polymeren mit Gedächtnisfunktion und einer Legierung mit Gedächtnisfunktion bestehen.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 4, worin die Legierung mit Gedächtnisfunktion umfaßt: Legierungen auf Basis Nickel-Titan, Legierungen auf Basis Indium-Titan, Legierungen auf Basis Nickel-Aluminium, Legierungen auf Basis Nickel-Gallium, Legierungen auf Kupferbasis, Legierungen auf Basis Gold-Cadmium, Legierungen auf Basis Eisen-Platin, Legierungen auf Basis Eisen-Palladium, Legierungen auf Basis Silber-Cadmium, Legierungen auf Basis Indium-Cadmium, Legierungen auf Basis Mangan-Kupfer oder Kombinationen, welche wenigstens eine der vorgenannten Legierungen umfassen.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 4, in welcher das Polymere mit Gedächtnisfunktion umfaßt: Polyphosphazene, Poly(vinylalkohole), Polyamide, Polyester-amide, Poly(aminosäuren), Polyanhydride, Polycarbonate, Polyacrylate, Polyalkylene, Polyacrylamide, Polyalkylenglycole, Polyalkylenoxide, Polyalkylenterephthalate, Polyorthoester, Polyvinylether, Polyvinylester, Polyvinylhalogenide, Polyester, Polylactide, Polyglycolide, Polysiloxane, Polyurethane, Polyether, Polyetheramide, Polyetherester, Poly(methylmethacrylat), Poly(ethylmethacrylat), Poly(butylmethacrylat), Poly(isobutylmethacrylat), Poly(hexylmethacrylat), Poly(isodecylmethacrylat), Poly(laurylmethacrylat), Poly(phenylmethacrylat), Poly(methylacrylat), Poly(isopropylacrylat), Poly(isobutylacrylat) und Poly(octadecylacrylat), Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylphenol, Polyvinylpyrrolidon, chloriertes Polybutylen, Poly(octadecylvinylether), Ethylenvinylacetat, Polyethylen, Poly(ethylenoxid)-poly(ethylenterephthalat), Polyethylen/Nylon (Pfropfcopolymeres), Polycaprolactone-Polyamid (Blockcopolymeres), Poly(caprolacton)- dimethacrylat-n-butylacrylat, Poly(norbornyl-polyhedraloligomeres-silsesquioxan), Polyvinylchlorid, Urethan/Butadiencopolymere, Polyurethanblockcopolymere, Styrol-Butadien-Styrolblockcopolymere oder Copolymere hiervon.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 1, in welcher die steife Trägerstruktur einen Fahrzeugtürholm, eine Fahrzeug-Dachkappe, eine Fahrzeugtürinnenseite, ein Fahrzeugarmaturenbrett, eine Sonnenblende, eine Armstütze, ein Fahrzeugkniepolster, einen Fahrzeugboden, eine Fahrzeugkopfstütze, einen Fahrzeugsitz oder eine Fahrzeugsitzrücklehne umfaßt.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 1, in welcher die flexible Abdeckung, welche abgedichtet mit der steifen Trägerstruktur im Eingriff steht, mehrfache expandierbare innere Bereiche begrenzt, in welcher jeder der mehrfachen aufblasbaren inneren Bereiche wenigstens einen Einlaß und einen Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion umfaßt.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 1, in welcher die Fluidquelle einen Druckgasbehälter oder ein Batterieaufblasgerät oder eine pyrotechnische Einrichtung umfaßt.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 1, in welcher die Fluidquelle ein Gas oder eine Flüssigkeit umfaßt.
- Energieabsorbierende Baugruppe von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Türholmfläche, eine Kopfstützenfläche, eine Bodenfläche, eine Sitzfläche, eine Armaturenbrettfläche, eine Lenkradfläche, eine Türfläche, eine Dachfläche, eine Dachkappe, eine Regenrin ne, eine Mittelkonsole oder eine Kombination davon bildet.
- Verfahren zum Betrieb einer energieabsorbierenden Baugruppe, umfassend: Anbringen der energieabsorbierenden Baugruppe an einer steifen Trägerstruktur, wobei die energieabsorbierende Baugruppe umfaßt: eine flexible Abdeckung, die mit der steifen Trägerstruktur zur Begrenzung eines expandierbaren inneren Bereiches im Eingriff steht; eine Quelle für Fluid in Fluidkommunikation mit dem wenigstens einen Einlaß, und einen Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion, der in dem inneren expandierbaren Bereich angeordnet ist, wobei der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion angepaßt ist, sich zu einer expandierten Konfiguration im Ansprechen auf die Fluidkommunikation mit der Quelle für Fluid zu expandieren; Expandieren des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion aus einer permanenten Form zu der expandierten Konfiguration mit der Quelle für Fluid bei einer Temperatur geringer als einer Umwandlungstemperatur des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion; und Erhitzen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion oberhalb der Umwandlungstemperatur, wodurch der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion veranlaßt wird, zu der permanenten Form zurückzukehren, wobei die permanente Form eine Dichte größer als die expandierte Konfiguration hat.
- Verfahren zum Betrieb einer energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 12, bei welchem der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion ein Material ist, das aus der aus einem Polymeren mit Gedächtnisfunktion und einer Legierung mit Gedächtnisfunktion bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
- Verfahren zum Betrieb einer energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 13, bei welchem die Legierung mit Gedächtnisfunktion umfaßt: Legierungen auf Basis Nickel-Titan, Legierungen auf Basis Indium-Titan, Legierungen auf Basis Nickel-Aluminium, Legierungen auf Basis Nickel-Gallium, Legierungen auf Kupferbasis, Legierungen auf Basis Gold-Cadmium, Legierungen auf Basis Eisen-Platin, Legierungen auf Basis Eisen-Palladium, Legierungen auf Basis Silber-Cadmium, Legierungen auf Basis Indium-Cadmium, Legierungen auf Basis Mangan-Kupfer oder Kombinationen, welche wenigstens eine der vorgenannten Legierungen umfassen.
- Verfahren zum Betrieb einer energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 13, bei welchem der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion von einer permanenten Form zu der expandierten Konfiguration bei einer Temperatur geringer als einer Umwandlungstemperatur von Martensit zu Austenit für die Legierung mit Gedächtnisfunktion erfolgt, und bei welcher das Erhitzen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion bei einer Temperatur größer als der Umwandlungstemperatur von Martensit zu Austenit erfolgt.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 13, bei welcher das Polymere mit Gedächtnisfunktion umfaßt: Polyphosphazene, Poly(vinylalkohole), Polyamide, Polyesteramide, Poly(aminosäuren), Polyanhydride, Polycarbonate, Polyacrylate, Polyalkylene, Polyacrylamide, Polyalkylenglycole, Polyalkylenoxide, Polyalkylenterephthalate, Polyorthoester, Polyvinyl-ether, Polyvinylester, Polyvinylhalogenide, Polyester, Polylactide, Polyglycolide, Polysiloxane, Polyurethane, Polyester, Polyetheramide, Polyetherester, Poly(methylmethacrylat), Poly(ethylmethacrylat), Poly(butylmeth acrylat), Poly(isobutylmethacrylat), Poly(hexylmethacrylat), Poly(isodecylmethacrylat), Poly(laurylmethacrylat), Poly(phenylmethacrylat), Poly(methylacrylat), Poly(isopropylacrylat), Poly(isobutylacrylat) und Poly(octadecylacrylat), Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylphenol, Polyvinylpyrrolidon, chloriertes Polybutylen, Poly(octadecylvinylether), Ethylenvinylacetat, Polyethylen, Poly(ethylenoxid)-poly(ethylenterephthalat), Polyethylen/Nylon (Pfropfcopolymeres), Polycaprolactone-Polyamid (Blockcopolymeres), Poly(caprolacton)-dimethacrylat-n-butylacrylat, Poly(norbornyl-polyhedraloligomeres-silsesquioxan), Polyvinylchlorid, Urethan/Butadiencopolymere, Polyurethanblockcopolymere, Styrol-Butadien-Styrolblockcopolymere oder Copolymere hiervon.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 16, bei welchem das Expandieren des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion von einer permanenten Form zu der expandierten Konfiguration bei einer Temperatur geringer als einem Einfrierbereich (Glasumwandlungstemperatur) für das Polymere mit Gedächtnisfunktion erfolgt, und bei welchem das Erhitzen der Legierung mit Gedächtnisfunktion bei einer Temperatur größer als dem Einfrierbereich (Glasumwandlungstemperatur) erfolgt.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 12, weiterhin umfassend das Abkühlen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion auf eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur, welche bewirkt, daß der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion zu der permanenten Form aus der expandierten Konfiguration zurückkehrt.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 12, weiterhin umfassend das Wiederauffüllen der Quelle für Fluid.
- verfahren zum Betrieb einer energieabsorbierenden Baugruppe, umfassend: Fühlen eines Aufpralls eines Gegenstandes; Expandieren des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion, der innerhalb der Fahrzeuginnenfläche angeordnet ist, von einer eingestellten Form zu einer expandierten Form; Absorbieren des Aufschlages des Gegenstandes mit der expandierten Form des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion; und Erhitzen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion über eine Umwandlungstemperatur, wodurch bewirkt wird, daß der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion zu der eingestellten Form zurückkehrt, wobei die eingestellte Form eine größere Dichte als die expandierte Konfiguration besitzt.
- Verfahren zum Betrieb einer energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 20, bei welchem der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion ein Material ist, der aus der aus einer Legierung mit Gedächtnisfunktion und einem Polymeren mit Gedächtnisfunktion bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 21, bei welchem die Legierung mit Gedächtnisfunktion umfaßt: Legierungen auf Basis Nickel-Titan, Legierungen auf Basis Indium-Titan, Legierungen auf Basis Nickel-Aluminium, Legierungen auf Basis Nickel-Gallium, Legierungen auf Kupferbasis, Legierungen auf Basis Gold-Cadmium, Legierungen auf Basis Eisen-Platin, Legierungen auf Basis Eisen-Palladium, Legierungen auf Basis Silber-Cadmium, Legierungen auf Basis Indium-Cadmium, Legierungen auf Basis Mangan-Kupfer oder Kombinationen, welche wenigstens eine der vorgenannten Legierungen umfassen.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 21, bei welchem die Umwandlungstemperatur eine Umwandlung von Martensit zu Austenit umfaßt.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 21, bei welchem das Polymere mit Gedächtnisfunktion umfaßt: Polyphosphazene, Poly(vinylalkohole), Polyamide, Polyesteramide, Poly(aminosäuren), Polyanhydride, Polycarbonate, Polyacrylate, Polyalkylene, Polyacrylamide, Polyalkylenglycole, Polyalkylenoxide, Polyalkylenterephthalate, Polyorthoester, Polyvinylether, Polyvinylester, Polyvinylhalogenide, Polyester, Polylactide, Polyglycolide, Polysiloxane, Polyurethane, Polyether, Polyetheramide, Polyetherester, Poly(methylmethacrylat), Poly(ethylmethacrylat), Poly(butylmethacrylat), Poly(isobutylmethacrylat), Poly(hexylmethacrylat), Poly(isodecylmethacrylat), Poly(laurylmethacrylat), Poly(phenylmethacrylat), Poly(methylacrylat), Poly(isopropylacrylat), Poly(isobutylacrylat) und Poly(octadecylacrylat), Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylphenol, Polyvinylpyrrolidon, chloriertes Polybutylen, Poly(octadecylvinylether), Ethylenvinylacetat, Polyethylen, Poly(ethylenoxid)-poly(ethylenterephthalat), Polyethylen/Nylon (Pfropfcopolymeres), Polycaprolactone-Poly-amid (Blockcopolymeres), Poly(caprolacton)-dimethacry-lat-n-butylacrylat, Poly(norbornyl-polyhedral-oligo-meres-silsesquioxan), Polyvinylchlorid, Urethan/Buta-diencopolymere, Polyurethanblockcopolymere, Styrol-Butadien-Styrolblockcopolymere oder Copolymere hiervon.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 24, bei welchem die Umwandlungstemperatur einen Einfrierbereich (Glasumwandlung) umfaßt.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 19, weiterhin umfassend das Abkühlen des Schaumstoffes mit Gedächtnisfunktion auf eine Temperatur unterhalb der Umwandlungstemperatur, wodurch bewirkt wird, daß der Schaumstoff mit Gedächtnisfunktion zu der eingestellten Form aus der expandierten Form zurückkehrt.
- Verfahren zum Betrieb der energieabsorbierenden Baugruppe von Anspruch 20, weiterhin umfassend das Wiederauffüllen der Quelle für Fluid.
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