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DE102021125565B4 - Adaptive system for use in a vehicle - Google Patents

Adaptive system for use in a vehicle Download PDF

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DE102021125565B4
DE102021125565B4 DE102021125565.1A DE102021125565A DE102021125565B4 DE 102021125565 B4 DE102021125565 B4 DE 102021125565B4 DE 102021125565 A DE102021125565 A DE 102021125565A DE 102021125565 B4 DE102021125565 B4 DE 102021125565B4
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Germany
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fiber
plastic composite
composite component
actuator
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Technische Universitaet Dresden
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    • B60R2021/01204Actuation parameters of safety arrangents
    • B60R2021/01252Devices other than bags

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

Aufprallschutzsystem (300), aufweisend:ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente (150, 204, 306), welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) integriert sind und welche eingerichtet sind, eine Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304) zu ändern basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306);ein Sensorsystem (312) zum Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) kollidieren oder kollidieren könnten; undein Steuerungssystem (314), welches eingerichtet ist eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem (312) ermittelt wurde zum Ändern der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304) während der Kollisionssituation, wobei das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) einen Faserverbundwerkstoff aufweist, oder wobei das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist, und wobei mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) zumindest abschnittsweise textiltechnisch mit Fasern des Faserverbundwerkstoffs verbunden ist.Impact protection system (300), comprising: a fiber-plastic composite component (100, 202, 304) having one or more actuator elements (150, 204, 306) which are coupled to the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) and /or are integrated into the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) and which are set up to change a stiffness of the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) based on a contraction of the one or more actuator elements ( 150, 204, 306); a sensor system (312) for determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) collide or could collide; anda control system (314) which is set up to cause a contraction of the one or more actuator elements (150, 204, 306) when the presence of a collision situation has been determined by the sensor system (312) for changing the stiffness of the fiber-plastic composite component ( 100, 202, 304) during the collision situation, wherein the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) comprises a fiber-composite material, or wherein the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) is formed from a fiber-composite material, and wherein at least one actuator element of the one or more actuator elements (150, 204, 306) is textile-technically connected to fibers of the fiber composite material at least in sections.

Description

Verschiedene Aspekte betreffen ein Aufprallschutzsystem und Verfahren davon (z.B. ein Verfahren zum Betreiben eines Aufprallschutzsystems) .Various aspects relate to a crash protection system and methods thereof (e.g., a method of operating a crash protection system).

Im Allgemeinen kann ein Fahrzeug intelligente Systeme aufweisen, welche bewegliche Komponenten steuern, um komplexe Funktionen dynamisch und adaptiv zu realisieren. Solche Komponenten und Systeme können für verschiedene Aspekte des Fahrzeugbetriebs vorgesehen sein, z.B. zur Unterstützung des Fahrens, zur Reaktion auf eine plötzliche Gefahr, zur Verbesserung des Komforts der Fahrer usw. Beispielsweise kann ein Auto oder ein Flugzeug eine aerodynamische Vorrichtung zur aktiven Anpassung ihrer aerodynamischen Eigenschaften (z.B. des Luftwiderstands) aufweisen. Als weiteres Beispiel kann ein Auto mit einer aufklappbaren Motorhaube ausgestattet sein, welche bei einem Aufprall Fußgänger schützen kann. Beim Erkennen eines Aufpralls kann ein Signal an die Motorhaube gesendet werden, und die Motorhaube sich nach Erhalt des Signals vom Sensor nach oben bewegt, um den Abstand zwischen Motorhaube und Fußgängern zu verringern. Das minimiert die Aufprallenergie im Falle einen Fußgänger/Auto-Kollision, dadurch kann das Risiko schwerer Verletzungen für den Fußgänger verringert werden.In general, a vehicle can have intelligent systems that control moving components in order to dynamically and adaptively implement complex functions. Such components and systems may be provided for various aspects of vehicle operation, e.g. to assist driving, to react to a sudden hazard, to improve driver comfort, etc. For example, a car or an airplane may have an aerodynamic device to actively adjust its aerodynamic properties (e.g. air resistance). As another example, a car may be equipped with an opening hood that can protect pedestrians in a crash. Upon detecting an impact, a signal may be sent to the hood and, upon receiving the signal from the sensor, the hood may move up to close the hood from pedestrians. This minimizes the impact energy in the event of a pedestrian/car collision, thereby reducing the risk of serious injury to the pedestrian.

Herkömmlicherweise basieren adaptive kinematische und schwingende Systeme (z.B. eine herkömmliche Motorhaube) mittels bisheriger konventioneller Kinematiken auf einer so genannten Differenzialbauweise, bei dem eine Vielzahl von Einzelteilen miteinander verbunden wird (z.B. mittels Fügetechnologie). Eine derartige Differenzialbauweise geht jedoch im Allgemeinen mit einer Vielzahl schädigungsanfälliger Einzelbaugruppen, einem erhöhten Platzbedarf sowie einer größeren Anzahl bewegter und unbewegter Massen einher. Die Vielzahl von Einzelteilen ist auch mit einem erhöhten Potenzial zur Vibrations- und Geräuschentwicklung sowie mit einem höheren Energieverbrauch verbunden. Anschaulich können die differentiellen Bauteile nicht langzeitstabil sein, und somit können sie wartungs- und kostenintensiv sein.Conventionally, adaptive kinematic and oscillating systems (e.g. a conventional engine hood) are based on what is known as a differential construction using conventional kinematics, in which a large number of individual parts are connected to one another (e.g. using joining technology). However, such a differential design is generally accompanied by a large number of individual assemblies that are susceptible to damage, an increased space requirement and a larger number of moving and unmoving masses. The large number of individual parts is also associated with an increased potential for vibration and noise development, as well as higher energy consumption. Clearly, the differential components cannot be stable over the long term, and they can therefore be maintenance-intensive and costly.

In der DE 101 14 958 A1 ist ein Aufprallschutzsystem beschrieben aufweisend ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind, und welche eingerichtet sind, eine Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils zu ändern basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente; ein Sensorsystem zum Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kollidieren oder kollidieren könnten; und ein Steuerungssystem, welches eingerichtet ist eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem ermittelt wurde zum Ändern der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation.In the DE 101 14 958 A1 describes an impact protection system having a fiber-plastic composite component having one or more actuator elements which are coupled to the fiber-plastic composite component and/or integrated into the fiber-plastic composite component, and which are set up to give the fiber-plastic a rigidity - to change the composite component based on a contraction of the one or more actuator elements; a sensor system for determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component collide or could collide; and a control system, which is set up to cause a contraction of the one or more actuator elements if the sensor system has determined that a collision situation exists, in order to change the stiffness of the fiber-plastic composite component during the collision situation.

In der DE 10 2012 003 452 A1 ist ein weiteres Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff für die Außenfläche eines Fahrzeugs beschrieben. In der DE 10 2011 078 029 B3 ist eine weitere eine Vorrichtung zum Verändern einer Steifigkeit eines Querträgers eines Fahrzeugs beschrieben.In the DE 10 2012 003 452 A1 another component made of a fiber composite material for the outer surface of a vehicle is described. In the DE 10 2011 078 029 B3 a further device for changing a rigidity of a cross member of a vehicle is described.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbundbauteil bereitzustellen, welches die oben-genannten Nachteile der herkömmlichen Bauteile beseitigt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object of the present invention is to provide a composite component which eliminates the above-mentioned disadvantages of conventional components. This object is solved by the features of the independent claims. Further refinements emerge from the dependent claims.

Verschiedene Aspekte betreffen ein adaptives (kinematisches) System zur Verwendung in einem Fahrzeug, welches sich auf der Verwendung eines Faser-Kunststoff-Verbundbauteils ausgestaltet als Fahrzeugkomponente basiert. Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) können in verschiedenen Vorrichtungen zum Einsatz kommen, wobei die Faser-Kunststoff-Verbunde ein Leichtbaupotenzial und vorteilhafte mechanische Eigenschaften aufweisen können verglichen mit traditionell eingesetzten Metallbauteilen. Mittels einer Strukturintegration von Bauelementen aus einer Formgedächtnislegierung (FGL) in einen Faser-Kunststoff-Verbund können beispielsweise integral gefertigte adaptive FKV-Bauteile auf effizienter Weise hergestellt werden. Als Beispiele kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil als Motorhaube, Karosseriebauteil, Flügelspitze, Störklappe, Luftbremse, usw. eingerichtet (z.B. geformt) sein bzw. werden.Various aspects relate to an adaptive (kinematic) system for use in a vehicle, which is based on the use of a fiber-plastic composite part configured as a vehicle component. Fiber-plastic composites (FRP) can be used in various devices, whereby the fiber-plastic composites can have lightweight construction potential and advantageous mechanical properties compared to traditionally used metal components. By means of a structural integration of components made of a shape memory alloy (SMA) in a fiber-plastic composite, for example, integrally manufactured adaptive FRP components can be produced efficiently. As examples, the fiber-plastic composite component can be configured (e.g., molded) as a hood, body panel, wing tip, spoiler, airbrake, etc.

Im Rahmen dieser Beschreibung werden verschiedene Aspekte insbesondere in Bezug auf ein Verbundbauteil aufweisend einen Faser-Kunststoff-Verbund bzw. bestehend aus einem Faser-Kunststoff-Verbund beschrieben. Eine solche Ausgestaltung stellt eine günstige Konfiguration bereit, zum Ermöglichen einer effizienten Kraftübertragung und eines flexiblen Aufbaus einer Fahrzeugkomponente. Es versteht jedoch sich, dass die hierin beschriebenen Aspekte in ähnlicher Weise für Verbundbauteile aufweisend bzw. bestehend aus anderen (z.B. verformbaren) Materialien gelten können.Within the scope of this description, various aspects are described, in particular with regard to a composite component having a fiber-plastic composite or consisting of a fiber-plastic composite. Such a configuration provides a favorable configuration for enabling efficient power transmission and flexible assembly of a vehicle component. However, it should be understood that the aspects described herein may apply in a similar manner to composite components comprising or consisting of other (e.g. deformable) materials.

Verschiedene Aspekte können somit auf der Erkenntnis beruhen, dass die Verwendung eines Faser-Kunststoff-Verbundbauteils einen einfachen und kostengünstigen Ansatz ermöglicht, um bewegliche und/oder verformbare Bauteile, z.B. für den Einsatz in einem Fahrzeug, bei geeigneter Robustheit und Stabilität bereitzustellen. Somit ist ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gut geeignet, um eine steuerbare und anpassungsfähige Komponente für ein Fahrzeug bereitzustellen. Es versteht sich jedoch, dass das hier beschriebene adaptive System mit einem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil auch für andere Arten von Anwendungen bereitgestellt werden kann, z.B. für den Einbau in eine feststehende Struktur, wie im Folgenden noch näher beschrieben wird.Various aspects can thus be based on the knowledge that the use of a fiber-plastic composite component enables a simple and cost-effective approach to moving Liche and / or deformable components, eg for use in a vehicle to provide with suitable robustness and stability. Thus, a fiber-plastic composite part is well suited to provide a controllable and adaptable component for a vehicle. However, it goes without saying that the adaptive system described here with a fiber-plastic composite component can also be provided for other types of applications, for example for installation in a fixed structure, as will be described in more detail below.

Gemäß verschiedenen Aspekten kann das hier beschriebene adaptive System derart eingerichtet sein, dass es eine sensorbasierte Änderung ein oder mehrerer mechanischer Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils durchführt. Die sensorbasierte Änderung kann die Anpassung der Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils an ein aktuelles Szenario ermöglichen, z.B. an ein aktuelles Szenario des Fahrzeugs (z.B. eine aktuelle Betriebssituation). Die sensorbasierte Steuerung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils kann somit eine adaptive Konfiguration für die Implementierung intelligenter Funktionalitäten ermöglichen, ohne auf komplexe mechanische Systeme und Komponenten zurückzugreifen.According to various aspects, the adaptive system described here can be set up in such a way that it carries out a sensor-based change in one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component. The sensor-based change can allow the properties of the fiber-plastic composite component to be adapted to a current scenario, e.g. to a current scenario of the vehicle (e.g. a current operating situation). The sensor-based control of the fiber-plastic composite component can thus enable an adaptive configuration for the implementation of intelligent functionalities without resorting to complex mechanical systems and components.

In verschiedenen Aspekten kann sich das adaptive (kinematische) System auf der Aktivierung maßgeschneiderter, auf faserbasierte Strukturen mit Formgedächtniseffekt (FGE) basieren, z.B. auf Formgedächtnislegierung (FGL) basierender Aktuatoren-Netzwerke, welche mittels eines textilen Herstellungsprozesses (z.B. Weben, Sticken, Flechten oder Stricken) mit einer textilen Verstärkungsstruktur (anschaulich in einem Faser-Kunststoff-Verbund) gekoppelt bzw. in die textile Verstärkungsstruktur integriert werden können.In various aspects, the adaptive (kinematic) system can be based on the activation of tailor-made fiber-based shape memory effect (SFM) structures, e.g. shape memory alloy (SFM) based actuator networks, which are produced by means of a textile manufacturing process (e.g. weaving, embroidery, braiding or knitting) can be coupled with a textile reinforcement structure (clearly in a fiber-plastic composite) or integrated into the textile reinforcement structure.

Die Verwendung von Formgedächtnislegierungen als Aktorelemente ermöglicht einen einfachen, fehlerunanfälligen sowie kostengünstigeren konstruktiven Aufbau. Formgedächtnislegierungen bieten eine energieeffiziente Betätigungsstrategie für den Einsatz in einem adaptiven System, z.B. in einer FKV-basierten Fahrzeugkomponente. Die Anordnung von FGL-basierten Aktoren in textile Trägerstrukturen bietet somit einen umweltfreundlichen und einfachen Mechanismus zur Bereitstellung von steuerbaren adaptiven Systemen. Der hierin beschrieben Ansatz kann ermöglichen, komplexe aufgebaute Mechanismen mit integrierten Getrieben und Motoren durch textilbasierte Teile zu substituieren.The use of shape memory alloys as actuator elements enables a simple, error-free and more cost-effective design. Shape memory alloys offer an energy-efficient actuation strategy for use in an adaptive system, e.g. in an FRP-based vehicle component. The arrangement of SMA-based actuators in textile support structures thus offers an environmentally friendly and simple mechanism for providing controllable adaptive systems. The approach described here can make it possible to replace complex built-up mechanisms with integrated gears and motors with textile-based parts.

Die Integration von Faserstrukturen mit FGE in textile Strukturen, mittels welcher die Funktionsintegration adaptiver Systeme erzielt wird, ermöglicht die Realisierung eines adaptiven Systems (z.B. einer Fahrzeugkomponente) für verschiedene Anwendungen in weniger wartungs- und kostenintensiven Weise im Vergleich zu konventionellen Ausführungen. Darüber hinaus kann das vorgeschlagene System integral aufgebaut sein bzw. werden, so dass es über lange Zeiträume stabil, wartungsarm und kostengünstig ist.The integration of fiber structures with FGE into textile structures, by means of which the functional integration of adaptive systems is achieved, enables the realization of an adaptive system (e.g. a vehicle component) for various applications in a less maintenance and cost-intensive way compared to conventional designs. In addition, the proposed system can be constructed integrally, so that it is stable, low-maintenance and cost-effective over long periods of time.

Der hierin beschriebene Ansatz ermöglicht, ein adaptives System bereitzustellen, ohne die herkömmlichen Motoren und externen Antrieben, sowie eine Reduzierung der Getriebegliederzahl zu erreichen zu einer signifikanten Vereinfachung bei gleichzeitiger Erhaltung oder sogar zur Steigerung bzw. Verbesserung des bestehenden kinematischen Funktionsumfanges.The approach described here makes it possible to provide an adaptive system without the conventional motors and external drives, and to achieve a reduction in the number of gear links, leading to a significant simplification while at the same time maintaining or even increasing or improving the existing kinematic range of functions.

Im Rahmen dieser Beschreibung kann der Begriff „Fahrzeug“ verwendet werden zum Beschreiben verschiedener Arten von Fahrzeugen, wie beispielsweise ein Landfahrzeug, ein Luftfahrzeug und/oder ein Wasserfahrzeug. Als Beispiel kann ein „Fahrzeug“ ein Landfahrzeug sein, wie ein Auto, ein Fahrrad, eine Land-Drohne, usw. Als weiteres Beispiel kann ein „Fahrzeug“ ein Luftfahrzeug sein, wie ein Flugzeug, ein Hubschrauber, ein Luft-Drohne, usw. Als weiteres Beispiel kann ein „Fahrzeug“ ein Wasserfahrzeug sein, wie ein Schiff, ein Unterseebot, ein Boot, ein Wasser-Drohne, usw.Throughout this specification, the term "vehicle" may be used to describe various types of vehicles, such as a land vehicle, an aircraft, and/or a watercraft. As an example, a "vehicle" may be a land vehicle, such as a car, bicycle, land drone, etc. As another example, a "vehicle" may be an aircraft, such as an airplane, helicopter, airborne drone, etc As another example, a "vehicle" may be a watercraft, such as a ship, submarine, boat, water drone, etc.

Im Folgenden kann ein adaptives System insbesondere in Bezug auf ihre Verwendung in einem Flugzeug oder in einem Auto beschrieben werden. Es versteht sich jedoch, dass das hierin beschriebene adaptive System auch in anderen Anwendungsbereichen verwendet werden kann, z.B. in anderen Fahrzeugtypen (wie ein Fahrrad, ein Schiff, usw., wie oben beschrieben wurde).In the following, an adaptive system can be described in particular with regard to its use in an airplane or in a car. However, it should be understood that the adaptive system described herein can also be used in other areas of application, for example in other types of vehicles (such as a bicycle, a ship, etc., as described above).

Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Aufprallschutzsystem bereitgestellt werden, das Aufprallschutzsystem aufweisend: ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind und welche eingerichtet sind, eine Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils zu ändern basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente; ein Sensorsystem zum Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kollidieren oder kollidieren könnten; und ein Steuerungssystem, welches eingerichtet ist eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem ermittelt wurde zum Ändern der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation.According to various aspects, an impact protection system can be provided, the impact protection system having: a fiber-plastic composite component having one or more actuator elements which are coupled to the fiber-plastic composite component and/or integrated into the fiber-plastic composite component and which are set up to change a stiffness of the fiber-plastic composite component based on a contraction of the one or more actuator elements; a sensor system for determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component collide or could collide; and a control system, which is set up to cause a contraction of the one or more actuator elements if the sensor system has determined that a collision situation exists, in order to change the stiffness of the fiber-plastic composite component during the collision situation.

Gemäß verschiedenen Aspekten kann ein Verfahren zum Betreiben eines Aufprallschutzsystems bereitgestellt werden, das Aufprallschutzsystem aufweisend ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind, das Verfahren aufweisend: Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kollidieren oder kollidieren könnten; und Verursachen einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation ermittelt wurde zum Ändern einer Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation.According to various aspects, a method for operating an impact protection system can be provided, the impact protection system having a fiber-plastic composite component having one or more actuator elements which are coupled to the fiber-plastic composite component and/or integrated into the fiber-plastic composite component, the method comprising: determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component collide or could collide; and causing a contraction of the one or more actuator elements if the existence of a collision situation has been determined to change a stiffness of the fiber-plastic composite component during the collision situation.

Im Rahmen dieser Beschreibung kann der Begriff „Aktor“ (auch Aktuator genannt), wie er beispielsweise bezüglich einer Anordnung, einer Komponente oder eines Elements verwendet wird, derart verstanden werden, dass die Anordnung, die Komponente oder das Element ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung oder in andere physikalische Größen umsetzen kann.In the context of this description, the term "actuator" (also called an actuator), as it is used, for example, in relation to an arrangement, a component or an element, can be understood in such a way that the arrangement, the component or the element converts an electrical signal into a mechanical one Movement or can convert into other physical quantities.

Unter dem Begriff „Formgedächtnislegierung“ wird eine Legierung verstanden, welche die Eigenschaft besitzt, temporär bzw. reversibel nach einer mechanischen Deformation, beispielsweise einer elastischen Deformation eine andere Form als seine ursprüngliche Form aufzuweisen und seine ursprüngliche Form mittels eines externen Stimulus wieder anzunehmen. Die Formgedächtnislegierung kann umgeformt und derart ausgeprägt sein oder werden, dass spezifische Konfigurationen und Formänderungen der Formgedächtnislegierung erhalten werden können. Das Phänomen der Formgedächtniseigenschaft ist eine Funktion der Legierung als solche, welche die Legierung nach geeigneten Schritten, beispielsweise nach einem Umformen der Formgedächtnislegierung über der Übergangstemperatur der Formgedächtnislegierung und einem schnellen Kühlen der Formgedächtnislegierung, erlangen kann. Die Übergangstemperatur der Formgedächtnislegierung kann hierin auch als Phasenumwandlungstemperatur bezeichnet werden.The term “shape memory alloy” is understood to mean an alloy that has the property of temporarily or reversibly exhibiting a shape other than its original shape after a mechanical deformation, for example an elastic deformation, and of resuming its original shape by means of an external stimulus. The shape memory alloy can be deformed and shaped such that specific configurations and shape changes of the shape memory alloy can be obtained. The phenomenon of the shape memory property is a function of the alloy as such, which the alloy can acquire after suitable steps, for example after deforming the shape memory alloy above the transition temperature of the shape memory alloy and rapidly cooling the shape memory alloy. The transition temperature of the shape memory alloy can also be referred to herein as the phase transformation temperature.

Der Begriff „verformbar“, wie hier beispielsweise bezüglich eines Faser-Kunststoff-Verbundbauteils verwendet wird, kann im Rahmen dieser Beschreibung mit der Bedeutung verwendet sein, dass das jeweilige Bauteil (z.B. das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil) beschädigungsfrei biegbar, biegsam, elastisch, beweglich und/oder gelenkig ist.The term "deformable", as used here for example with regard to a fiber-plastic composite component, can be used in the context of this description to mean that the respective component (e.g. the fiber-plastic composite component) can be bent, flexible, elastic, is movable and/or articulated.

Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Exemplary embodiments are shown in the figures and are explained in more detail below.

Es zeigen

  • 1A ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten;
  • 1B ein Aktorelement in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten;
  • 2A und 2B jeweils eine Aktorkomponente aufweisend ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil und ein Aktorelement in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten;
  • 2C eine Verbindung zwischen einem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil und einem Aktorelement, gemäß verschiedenen Aspekten;
  • 3 ein adaptives System aufweisend ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten;
  • 4 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines adaptiven Systems, gemäß verschiedenen Aspekten; und
  • 5 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Aufprallschutzsystems, gemäß verschiedenen Aspekten.
Show it
  • 1A a fiber-plastic composite component in a schematic view, according to various aspects;
  • 1B an actuator element in a schematic view, according to various aspects;
  • 2A and 2 B each having an actuator component having a fiber-plastic composite component and an actuator element in a schematic view, according to various aspects;
  • 2C a connection between a fiber-plastic composite component and an actuator element, according to various aspects;
  • 3 an adaptive system comprising a fiber-plastic composite component in a schematic view, according to various aspects;
  • 4 a schematic flow diagram of a method for operating an adaptive system, according to various aspects; and
  • 5 a schematic flow diagram of a method for operating an impact protection system, according to various aspects.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil der Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. It is understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It is understood that the features of the various exemplary embodiments described herein can be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

1A zeigt ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten. Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann zur Verwendung in einem adaptiven System (z.B. für ein Fahrzeug) sein. Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann beispielsweise eine Trägerstruktur bzw. eine Verstärkungsstruktur für ein adaptives System sein bzw. bereitstellen. Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann als Funktionselement für ein adaptives System verstanden werden. 1A shows a fiber-plastic composite component 100 in a schematic view, according to various aspects. The fiber-plastic composite component 100 can be for use in an adaptive system (eg for a vehicle). The fiber-plastic composite component 100 can be or provide a carrier structure or a reinforcement structure for an adaptive system, for example. The fiber-plastic composite component 100 can be understood as a functional element for an adaptive system.

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann entsprechend dem Verwendungszweck eingerichtet (z.B. geformt) sein bzw. werden, z.B. entsprechend der Anwendung eines adaptiven Systems aufweisend das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100. Im Rahmen dieser Beschreibung kann die Verwendung eines Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (z.B. des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100) beispielsweise in Bezug auf einem adaptiven System für Einsetzung in ein Auto bzw. in ein Flugzeug beschrieben werden. In diesem Zusammenhang kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 derart geformt sein, dass es sich in ein Auto bzw. in ein Flugzeug angebracht werden kann, z.B. um in der Karosserie eines Autos oder in einer Tragfläche eines Flugzeugs angeordnet zu werden. Es versteht sich jedoch, dass die Verwendung eines Faser-Kunststoff-Verbundbauteils nicht auf eine Autokomponente bzw. Flugzeugkomponente beschränkt ist, und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 kann derart eingerichtet (z.B. geformt) sein bzw. werden, dass es an anderen Fahrzeugen (z.B. ein Fahrrad, ein Drohne, usw.) und/oder an anderen Strukturen angebracht werden kann.The fiber-plastic composite component 100 can be used according to the intended use directed (eg formed) be or become, eg according to the application of an adaptive system comprising the fiber-plastic composite component 100. Within the scope of this description, the use of a fiber-plastic composite component (eg the fiber-plastic composite component 100) can be used, for example in relation to an adaptive system for car/aircraft deployment. In this context, the fiber-plastic composite component 100 can be shaped in such a way that it can be mounted in a car or in an airplane, eg to be arranged in the body of a car or in a wing of an airplane. However, it should be understood that the use of a fiber-plastic composite component is not limited to an automotive component or aircraft component, and the fiber-plastic composite component 100 may be configured (eg, molded) to be attached to other vehicles ( eg a bicycle, a drone, etc.) and/or attached to other structures.

Als beispielhafte Ausgestaltung kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 eine langgestreckte Form haben. Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann eine Länge haben, die größer ist als seine Breite (und als seine Dicke). Als numerisches Beispiel kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 eine Länge im Bereich von 20 cm bis 200 cm haben, zum Beispiel im Bereich von 40 cm bis 100 cm. Als weiteres numerisches Beispiel kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 eine Breite im Bereich von 10 cm bis 150 cm, z.B. im Bereich von 20 cm bis 100 cm haben. Die Dicke des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 kann geringer sein als seine Länge, z.B. im Bereich von 1 cm bis 10 cm, z.B. im Bereich von 2 cm bis 5 cm. Die langgestreckte Form kann eine Ausgestaltung bereitstellen, um eine effiziente Kraftübertragung an das Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 zu gewährleisten. Es versteht jedoch sich, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 auch eine andere Form (und andere Abmessungen) haben kann, z.B. zur Anpassung an einer anderen Art von Fahrzeug bzw. an einer anderen Art von Struktur.As an exemplary configuration, the fiber-plastic composite component 100 can have an elongated shape. The fiber-plastic composite component 100 can have a length that is greater than its width (and than its thickness). As a numerical example, the fiber-plastic composite component 100 can have a length in the range from 20 cm to 200 cm, for example in the range from 40 cm to 100 cm. As a further numerical example, the fiber-plastic composite component 100 can have a width in the range from 10 cm to 150 cm, for example in the range from 20 cm to 100 cm. The thickness of the fiber-plastic composite component 100 can be less than its length, for example in the range from 1 cm to 10 cm, for example in the range from 2 cm to 5 cm. The elongated shape can provide a configuration to ensure efficient power transmission to the fiber-plastic composite component 100 . However, it should be understood that the fiber-plastic composite component 100 may have a different shape (and dimensions), for example to fit a different type of vehicle or structure.

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann eine Longitudinalachse 102 aufweisen. Eine Longitudinalachse (z.B. die Longitudinalachse 102) kann eine Achse entlang der Länge des Körpers eines Objekts (z.B. des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100) von einem Ende zum anderen sein (vom Kopf zum Schwanz). Eine Longitudinalachse kann die Längsachse eines Objekts sein und kann auf die Länge des Objekts ausgerichtet sein.The fiber-plastic composite component 100 can have a longitudinal axis 102 . A longitudinal axis (e.g., longitudinal axis 102) may be an axis along the length of an object's body (e.g., fiber-plastic composite component 100) from end to end (head to tail). A longitudinal axis can be the long axis of an object and can be aligned with the length of the object.

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann eine Querachse 104 aufweisen. Eine Querachse (z.B. die Querachse 104) kann eine Achse entlang der Breite des Körpers eines Objekts (z.B. des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100) von einem Ende zum anderen sein. Eine Querachse kann die kurze Achse eines Objekts sein und kann auf die Breite des Objekts ausgerichtet sein. Die Querachse eines Objekts kann senkrecht zur Longitudinalachse des Objekts ausgerichtet sein. Eine Querachse kann hierin auch als Horizontalachse bezeichnet werden.The fiber-plastic composite component 100 can have a transverse axis 104 . A transverse axis (e.g., transverse axis 104) may be an axis along the width of the body of an object (e.g., fiber-plastic composite component 100) from end to end. A transverse axis can be the short axis of an object and can be aligned with the width of the object. The transverse axis of an object may be oriented perpendicular to the longitudinal axis of the object. A transverse axis can also be referred to herein as a horizontal axis.

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann ein oder mehrere mechanische Eigenschaften aufweisen, welche das mechanische (und geometrische) Verhalten des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 beschreiben. Die ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften können beispielsweise eine Steifigkeit, eine Dehnung, eine Form, eine Verformung und/oder eine Festigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 beschreiben. Im Zusammenhang mit der Verwendung in einem Fahrzeug können die ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 sein Verhalten in Bezug auf die Stoßfestigkeit und die Aerodynamik beschreiben. Die ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 können durch kontrollierte Anwendung einer Kraft (z.B. einer Zugkraft) auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 verändert werden.The fiber-plastic composite component 100 can have one or more mechanical properties which describe the mechanical (and geometrical) behavior of the fiber-plastic composite component 100 . The one or more mechanical properties can describe, for example, a rigidity, an elongation, a shape, a deformation and/or a strength of the fiber-plastic composite component 100 . In the context of use in a vehicle, the one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component 100 can describe its impact resistance and aerodynamic behavior. The one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component 100 can be altered by the controlled application of a force (e.g., a tensile force) to the fiber-plastic composite component 100 .

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann zumindest abschnittsweise verformbar sein. Anschaulich kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 mindestens einen verformbaren Abschnitt aufweisen. Als beispielhafte Ausgestaltung kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 einen zentralen Abschnitt 106a aufweisen, welcher verformbar ist, und zwei seitliche Abschnitte 106b (welche mit dem zentralen Abschnitt 106a verbunden sind), die nicht oder weniger verformbar sind als der zentrale Abschnitt 106a. In einer anderen beispielhaften Ausgestaltung kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 vollständig verformbar sein, d.h. sowohl der zentrale Abschnitt 106a als auch die seitlichen Abschnitte 106b können verformbar sein. Der zentrale Abschnitt 106a kann hierin auch als Funktionsabschnitt bezeichnet werden, und die zwei seitlichen Abschnitte 106b können hierin auch als Befestigungsabschnitte bezeichnet werden. Als numerisches Beispiel kann sich der zentrale Abschnitt 106a über mindestens 50% der Länge des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 erstrecken, z.B. über mindestens 70% der Länge, z.B. über mindestens 90% der Länge.The fiber-plastic composite component 100 can be deformable at least in sections. Clearly, the fiber-plastic composite component 100 can have at least one deformable section. As an exemplary embodiment, the fiber-plastic composite component 100 may have a central portion 106a, which is deformable, and two side portions 106b (connected to the central portion 106a) that are not or less deformable than the central portion 106a. In another exemplary embodiment, the fiber-plastic composite component 100 can be fully deformable, i.e., both the central section 106a and the side sections 106b can be deformable. The central portion 106a may also be referred to herein as a functional portion, and the two lateral portions 106b may also be referred to herein as attachment portions. As a numerical example, the central portion 106a may extend at least 50% of the length of the fiber-plastic composite component 100, e.g., at least 70% of the length, e.g., at least 90% of the length.

Im Hinblick auf die Verformbarkeitseigenschaften kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 eine erste Form 110a aufweisen, welche das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 hat, wenn es keiner (Verformung-)Kraft ausgesetzt ist. Die erste Form 110a kann beispielhaft eine Ausgangsform oder eine ursprüngliche Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 sein. Bei der ersten Form 110a kann es sich um die Form handeln, in welche das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 nach einer Verformung zurückkehrt, wie im Folgenden noch näher beschrieben wird. Das Material des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 kann derart ausgestaltet sein, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 energetisch die erste (z.B. gerade) Form 110a bevorzugt. Die erste Form 110a kann hierin auch als erster Zustand, Ruhezustand oder Ausgangszustand des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 bezeichnet werden.With regard to the deformability properties, the fiber-plastic composite component 100 can have a first shape 110a, which the fiber-plastic composite component 100 has when it is not subjected to any (deformation) force. The first Form 110a can be an initial form or an original form of the fiber-plastic composite component 100, for example. The first shape 110a may be the shape to which the fiber-plastic composite component 100 returns after deformation, as will be described in more detail below. The material of the fiber-plastic composite component 100 can be designed in such a way that the fiber-plastic composite component 100 prefers the first (eg straight) shape 110a in terms of energy. The first shape 110a can also be referred to herein as the first state, rest state or initial state of the fiber-plastic composite component 100 .

Bei Verformung kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 eine zweite Form 110b annehmen, welche sich von der ersten Form 110a unterscheidet. Anschaulich kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 zumindest abschnittsweise verformbar sein, so dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 zumindest in eine erste Form 110a und in eine zweite Form 110b gebracht werden kann, welche sich von der ersten Form 110a unterscheidet. Bei der zweiten Form 110b kann es sich um eine verformte Form handeln, d.h. eine Form, welche das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 annehmen kann, wenn eine Kraft (z.B. eine Zugkraft) auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 ausgeübt wird.When deformed, the fiber-plastic composite component 100 can assume a second shape 110b, which differs from the first shape 110a. Clearly, the fiber-plastic composite component 100 can be deformable at least in sections, so that the fiber-plastic composite component 100 can be brought into at least a first shape 110a and a second shape 110b, which differs from the first shape 110a. The second shape 110b may be a deformed shape, that is, a shape that the fiber-resin composite member 100 can assume when a force (e.g., a tensile force) is applied to the fiber-resin composite member 100 .

Als beispielhafte Ausgestaltung, wie in 1A gezeigt ist, kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 derart eingerichtet sein, dass es entlang einer geraden Linie (anschaulich, entlang einer Gerade) erstreckt ist, wenn es in der ersten Form 110a ist. Anschaulich kann die erste Form 110a eine gerade Form sein. Die gerade Form ermöglicht eine leichte Anpassung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 an einem Fahrzeug, zur Verwendung in einem adaptiven System. Es versteht jedoch sich, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 je nach Verwendungszweck derart eingerichtet sein kann, dass es eine andere ursprüngliche Form aufweist, beispielsweise eine Form, welche nicht gerade ist (z.B. eine gekrümmte Form). Beispielsweise kann das Material des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 alternativ derart ausgestaltet sein, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 energetisch eine nicht gerade (z.B. eine gekrümmte) Form bevorzugt.As an exemplary embodiment, as in 1A 1, the fiber-resin composite member 100 may be configured to extend along a straight line (illustratively, along a straight line) when it is in the first shape 110a. Clearly, the first shape 110a can be a straight shape. The straight shape enables the fiber-plastic composite component 100 to be easily adapted to a vehicle for use in an adaptive system. However, it goes without saying that the fiber-resin composite member 100 may be configured to have a different original shape, such as a shape that is not straight (eg, a curved shape), depending on the purpose of use. For example, the material of the fiber-plastic composite component 100 can alternatively be designed in such a way that the fiber-plastic composite component 100 prefers a non-straight (for example a curved) shape in terms of energy.

Als beispielhafte Ausgestaltung, wie in 1A gezeigt ist, kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 derart eingerichtet sein, dass es entlang einer gekrümmten Linie erstreckt ist, wenn es in der zweiten Form 110b ist (bzw. gebracht wird). Anschaulich kann die zweite Form 110b eine gekrümmte Form sein. Eine gekrümmte zweite Form 110b (mit einer geraden ersten Form 110a) kann eine vorteilhafte Ausgestaltung für die Verwendung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 als aerodynamisches Bauteil (z.B. zum Beeinflussen eines Luftstroms) bzw. als Motorhaube eines Autos. Es versteht jedoch sich, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 je nach Verwendungszweck derart eingerichtet sein kann, dass es eine andere verformte (zweite) Form 110b aufweist, beispielsweise eine gerade zweite Form.As an exemplary embodiment, as in 1A 1, the fiber-plastic composite member 100 may be configured so that it is extended along a curved line when it is (or is placed) in the second mold 110b. Clearly, the second shape 110b can be a curved shape. A curved second shape 110b (with a straight first shape 110a) can be an advantageous configuration for using the fiber-plastic composite component 100 as an aerodynamic component (eg for influencing an air flow) or as a hood of a car. However, it goes without saying that the fiber-plastic composite component 100 can be set up, depending on the intended use, in such a way that it has a different deformed (second) shape 110b, for example a straight second shape.

Es versteht auch sich, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 mehr als eine verformte Form aufweisen kann, z.B. das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann eingerichtet sein, eine Vielzahl verschiedener (zweiter) verformter Formen anzunehmen, abhängig von der auf es ausgeübten Kraft (z.B. abhängig von der Größe der Kraft, der Richtung der Kraft, usw.).It is also understood that the fiber-plastic composite component 100 may have more than one deformed shape, e.g. the fiber-plastic composite component 100 may be configured to assume a variety of different (second) deformed shapes depending on the force applied thereto (e.g. depending on the magnitude of the force, the direction of the force, etc.).

Gemäß verschiedenen Aspekten kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 derart eingerichtet sein, dass es die erste (ursprüngliche) Form 110a beibehält oder wieder annimmt, wenn keine Verformungskraft auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 ausgeübt wird. Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann federelastisch verformbar sein, z.B. abschnittsweise federelastisch (z.B. mindestens der zentrale Abschnitt 106a kann federelastisch sein). In der beispielhaften Ausgestaltung in 1A kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 derart eingerichtet sein, dass es aus der zweiten (z.B. gekrümmten) Form 110b federelastisch in die erste (z.B. gerade) Form 110a verformbar ist. Es versteht jedoch sich, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 alternativ derart eingerichtet sein kann, dass es aus einer geraden Form federelastisch in eine gekrümmte Form verformbar ist, abhängig von der vordefinierten Ausgestaltung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100.According to various aspects, the fiber-plastic composite component 100 can be configured such that it maintains or resumes the first (original) shape 110a when no deforming force is applied to the fiber-plastic composite component 100 . The fiber-plastic composite component 100 can be elastically deformable, eg elastically in sections (eg at least the central section 106a can be elastically). In the exemplary embodiment in 1A For example, the fiber-plastic composite component 100 can be set up in such a way that it can be elastically deformed from the second (eg curved) shape 110b into the first (eg straight) shape 110a. It goes without saying, however, that the fiber-plastic composite component 100 can alternatively be designed in such a way that it can be elastically deformed from a straight shape into a curved shape, depending on the predefined configuration of the fiber-plastic composite component 100.

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann ein Material mit solchen federelastisch verformbaren Eigenschaften aufweisen oder daraus bestehen. Das Material des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 kann derart ausgestaltet sein, dass das Material dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 eine Rückstellkraft verleiht. Beispielsweise kann das Material bei der Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 100 Energie speichern und die gespeicherte Energie abgeben, sobald keine Verformungskraft auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 einwirkt (um das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 wieder in seine erste (Ruhe-)Form 110a zu bringen).The fiber-plastic composite component 100 can have or consist of a material with such resiliently deformable properties. The material of the fiber-plastic composite component 100 can be designed in such a way that the material imparts a restoring force to the fiber-plastic composite component 100 . For example, the material can store energy during the deformation of the fiber-plastic composite component 100 and release the stored energy as soon as no deformation force acts on the fiber-plastic composite component 100 (to return the fiber-plastic composite component 100 to its first (rest) ) to bring form 110a).

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann derart eingerichtet sein, dass eine Rückstellkraft erzeugt wird, wenn das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 aus der ersten (ursprünglichen, z.B. geraden) Form 110a ausgelenkt wird. Anschaulich kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 derart abschnittsweise federelastisch verformbar sein, dass eine rücktreibende Kraft erzeugt wird, welche das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 von der zweiten (gekrümmten) Form 110b in die erste (gerade) Form 110a bringt. Es versteht sich, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 alternativ derart eingerichtet sein kann, dass eine Rückstellkraft erzeugt wird, wenn das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 aus einer gekrümmten Form in eine gerade Form ausgelenkt wird.The fiber-plastic composite component 100 can be set up in such a way that a restoring force is generated when the fiber-plastic composite component 100 is deflected from the first (original, eg straight) shape 110a. The fiber-plastic composite component 100 be elastically deformable in sections in such a way that a restoring force is generated, which brings the fiber-plastic composite component 100 from the second (curved) shape 110b into the first (straight) shape 110a. It goes without saying that the fiber-plastic composite component 100 can alternatively be set up in such a way that a restoring force is generated when the fiber-plastic composite component 100 is deflected from a curved shape into a straight shape.

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann ein Faser-Kunststoff-Verbund sein bzw. ein Faser-Kunststoff-Verbund (als Material) aufweisen oder aus einem Faser-Kunststoff-Verbund bestehen. Der Faser-Kunststoff-Verbund kann ein Fasermaterial und ein Kunststoffmaterial aufweisen. Der Faser-Kunststoff-Verbund kann aus Verstärkungsfasern und einer Kunststoffmatrix bestehen, wie allgemein bekannt ist. Der Faser-Kunststoff-Verbund kann sich integral von dem zentralen Abschnitt 106a in die zwei seitlichen Abschnitte 106b erstrecken. Ein Faser-Kunststoff-Verbund kann eine optimale Kraftübertragung zum Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 gewährleisten, z.B. von einem Aktorelement (siehe 2A bis 2C), und somit eine Langzeitstabilität eines adaptiven kinematischen Systems.The fiber-plastic composite component 100 can be a fiber-plastic composite or have a fiber-plastic composite (as the material) or consist of a fiber-plastic composite. The fiber-plastic composite can have a fiber material and a plastic material. The fiber-plastic composite can consist of reinforcing fibers and a plastic matrix, as is generally known. The fiber-plastic composite can extend integrally from the central section 106a into the two side sections 106b. A fiber-plastic composite can ensure optimal power transmission to the fiber-plastic composite component 100, for example from an actuator element (see FIG 2A until 2C ), and thus a long-term stability of an adaptive kinematic system.

Als Beispiel kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 aus einem textiltechnisch hergestellten Faserwerkstoff (z.B. einem Gewebe aus Glasfaser, Keramikfaser, Kohlefasern, etc.) gebildet sein. Beispielsweise kann das Fasermaterial des Faser-Kunststoff-Verbundes gestrickt sein. Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 kann ferner aus einem Kunststoff (z.B. ein Polymermatrixmaterial) gebildet sein, in welchen der textiltechnisch hergestellte Faserwerkstoff eingebettet ist. Der Faserwerkstoff kann hierin auch als Faserverbundwerkstoff bezeichnet werden.As an example, the fiber-plastic composite component 100 can be formed from a fiber material produced by textile technology (e.g. a fabric made of glass fibers, ceramic fibers, carbon fibers, etc.). For example, the fiber material of the fiber-plastic composite can be knitted. The fiber-plastic composite component 100 can also be formed from a plastic (e.g. a polymer matrix material) in which the textile-technically produced fiber material is embedded. The fiber material can also be referred to herein as a fiber composite material.

Die Fasern des Faserwerkstoffes können beispielsweise in ein Matrixmaterial eingebettet sein, z.B. in ein Polymermatrixmaterial, wie in Epoxidharz, in Polyethylen oder in ein anderes geeignetes Polymermatrixmaterial. Eine funktionalisierte Preform kann entsprechend der gewünschten Form des Funktionselements 100 (z.B. entsprechend der Form einer Fahrzeugkomponente) mit dem Matrixmaterial infiltriert werden. Die Fasern des Faserwerkstoffes können vergleichsweise lange Fasern sein, welche textiltechnisch miteinander verbunden sind. Als numerisches Beispiel können die jeweiligen Fasern eine Länge von mehr als 5 cm aufweisen, z.B. von mehr als 10 cm. Eine textiltechnische Verbindung der Fasern miteinander kann beispielsweise mittels Webens, Flechtens, Strickens, usw., erzeugt werden.For example, the fibers of the fibrous material may be embedded in a matrix material, e.g., in a polymer matrix material such as epoxy resin, in polyethylene or in another suitable polymer matrix material. A functionalized preform can be infiltrated with the matrix material according to the desired shape of the functional element 100 (e.g. according to the shape of a vehicle component). The fibers of the fiber material can be comparatively long fibers which are connected to one another by textile technology. As a numerical example, the respective fibers may have a length greater than 5 cm, for example greater than 10 cm. A textile-technical connection of the fibers to one another can be produced, for example, by means of weaving, braiding, knitting, etc.

1B zeigt ein Aktorelement 150 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten. Das Aktorelement 150 kann zur Verwendung in einem adaptiven System sein. Beispielsweise kann das Aktorelement 150 eingerichtet sein, eine Betätigungskraft für ein adaptives System bereitzustellen. 1B 15 shows an actuator element 150 in a schematic view, according to various aspects. The actuator element 150 may be for use in an adaptive system. For example, the actuator element 150 can be set up to provide an actuating force for an adaptive system.

Das Aktorelement 150 kann eine Formgedächtnislegierung aufweisen bzw. daraus bestehen. Das Aktorelement 150 kann in einigen Aspekten ein Formgedächtnislegierungs-Aktorelement sein (und als solches hierin bezeichnet). Ein Formgedächtnislegierung-basiertes Aktorelement 150 ermöglicht eine einfache Betätigungsstrategie, z.B. für den Einsatz in einem kinematischen System, ohne auf komplexe mechanische Motoren und Komponenten angewiesen zu sein. Formgedächtnislegierungen stellen eine hohe nutzbare Energiedichte bereit (z.B. größer als 10 MJ/m3). Es versteht jedoch sich, dass das Aktorelement 150 auch ein anderes Material mit geeigneter Eigenschaften aufweisen bzw. daraus bestehen kann, um eine Kraftübertragung an ein Funktionselement zu ermöglichen.The actuator element 150 can have or consist of a shape memory alloy. Actuator element 150 may, in some aspects, be a shape memory alloy actuator element (and referred to as such herein). A shape memory alloy-based actuator element 150 enables a simple actuation strategy, eg for use in a kinematic system, without having to rely on complex mechanical motors and components. Shape memory alloys provide high usable energy density (eg, greater than 10 MJ/m 3 ). However, it goes without saying that the actuator element 150 can also have or consist of a different material with suitable properties in order to enable a force transmission to a functional element.

In einigen Aspekten kann das Aktorelement 150 ein oder mehrere dielektrische Elastomere aufweisen bzw. daraus bestehen (z.B. Silikone, Acryle, usw.). Das Aktorelement 150 kann in einigen Aspekten ein dielektrisches Elastomer-Aktorelement (DEA) sein, beispielsweise kann somit die Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils nur mittels Aktoren basierend auf einem dielektrischen Elastomer erzielt werden. Ein Aktorelement 150 aufweisend ein dielektrisches Elastomer bzw. bestehend aus einem dielektrischen Elastomer kann eine vergleichsweise (z.B. relativ zu einem FGL-Aktor) schnelle Aktivierung und schnelle Ausführung der Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften gewährleisten. Dies kann für die Verwendung beispielsweise in einem Fahrzeug von Vorteil sein, wenn eine schnelle Reaktion (z.B. in Zusammenhang mit einem möglichen Unfall) gewünscht wird. Dielektrische Elastomere können beispielsweise höhere aktorische Grenzfrequenzen (z.B. größer als 100 Hz) ermöglichen, im Vergleich zu einer Formgedächtnislegierung.In some aspects, actuator element 150 may include or be composed of one or more dielectric elastomers (e.g., silicones, acrylics, etc.). In some aspects, the actuator element 150 can be a dielectric elastomer actuator element (DEA), for example the influencing of the mechanical properties of the fiber-plastic composite component can thus only be achieved by means of actuators based on a dielectric elastomer. An actuator element 150 having a dielectric elastomer or consisting of a dielectric elastomer can ensure comparatively (e.g. relative to an SMA actuator) rapid activation and rapid execution of the influencing of the mechanical properties. This can be advantageous for use in a vehicle, for example, when a quick response (e.g. in connection with a possible accident) is desired. Dielectric elastomers, for example, can enable higher actuation cut-off frequencies (e.g. greater than 100 Hz) compared to a shape memory alloy.

Es versteht sich, dass das Aktorelement 150 in einigen Aspekten auch eine Kombination von mindestens einem FGL-Aktor und mindestens einem Aktor basierend auf ein oder mehreren dielektrischen Elastomere aufweisen kann. Gemäß verschiedenen Aspekten kann das Aktorelement 150 mindestens zwei Aktoren aufweisen, die sich in deren aktorischen Grenzfrequenzen (anschaulich die Reaktionszeit bzw. Aktionsgeschwindigkeit) voneinander unterscheiden. Dadurch können beispielsweise mögliche Antworten auf spontane Ereignisse schneller bzw. gezielter erfolgen.It is understood that in some aspects the actuator element 150 can also have a combination of at least one SMA actuator and at least one actuator based on one or more dielectric elastomers. According to various aspects, the actuator element 150 can have at least two actuators that differ from one another in terms of their actuator limit frequencies (clearly the reaction time or speed of action). As a result, for example, possible responses to spontaneous events can be made faster or more specifically.

Die Aktivierung des Aktorelements 150 in 1B ist am Beispiel einer Formgedächtnislegierung gezeigt. Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen Aspekte in entsprechender Weise für dielektrische Elastomere oder andere Aktoren gelten können. Beispielsweise kann sich ein Aktorelement 150 aufweisend ein oder mehrere dielektrische Elastomere in seitlicher Richtung dehnen, wenn ein (elektrisches) Signal an das Aktorelement 150 bereitgestellt wird.The activation of the actuator element 150 in 1B is shown using the example of a shape memory alloy. It is understood that the aspects described herein can apply in a corresponding manner to dielectric elastomers or other actuators. For example, an actuator element 150 comprising one or more dielectric elastomers can stretch in a lateral direction when an (electrical) signal is provided to the actuator element 150 .

Das Aktorelement 150 kann derart eingerichtet sein, dass es ein empfangenes Steuersignal in eine Kraft (z.B. in eine Zugkraft) umwandelt. Das Aktorelement 150 kann derart eingerichtet sein, dass sich eine oder mehrere seiner (z.B. geometrischen) Eigenschaften bei Empfang eines geeigneten Steuersignals (z.B. eines elektrischen Signals) ändern.The actuator element 150 can be set up in such a way that it converts a received control signal into a force (e.g. into a tensile force). The actuator element 150 can be set up in such a way that one or more of its (e.g. geometric) properties change upon receipt of a suitable control signal (e.g. an electrical signal).

Das Aktorelement 150 kann als Einweg-Aktorelement ausgestaltet sein. Beispielsweise kann das Aktorelement 150 derart eingerichtet sein, dass sich ein oder mehrere seiner Eigenschaften bei Empfang eines geeigneten Steuersignals ändern, und dann kann eine externe Kraft an das Aktorelement 150 aufgebracht werden, um das Aktorelement 150 in seinen Ausgangszustand wieder zu bringen. Das Aktorelement 150 kann anschaulich in einigen Aspekten ein Einweg-Formgedächtnislegierungs-Aktorelement sein (und als solches hierin bezeichnet).The actuator element 150 can be designed as a one-way actuator element. For example, actuator element 150 may be configured such that one or more of its properties change upon receipt of an appropriate control signal, and then an external force may be applied to actuator element 150 to restore actuator element 150 to its initial state. The actuator element 150 may illustratively, in some aspects, be a disposable shape memory alloy actuator element (and referred to as such herein).

Beispielsweise kann die Formgedächtnislegierung des Aktorelements 150 derart eingerichtet sein, dass aufgrund einer Phasenumwandlung eine Längenänderung, ΔL, (z.B. eine Kontraktion) des Aktorelements 150 erzeugt wird. Die Phasenumwandlung kann erfolgen, wenn die Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, erwärmt wird. Bei der entgegengesetzten Phasenumwandlung tritt beispielsweise keine Längenänderung auf (auch als intrinsischer Einweg-Aktor-Effekt bezeichnet). Die entgegengesetzte Phasenumwandlung kann erfolgen, wenn die Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, abgekühlt wird. Das Aktorelement 150 kann dann aber mittels einer äußeren Kraft gedehnt werden, z.B. zurück auf seine Ausgangslänge L1 gebracht werden.For example, the shape memory alloy of the actuator element 150 can be set up in such a way that a change in length, ΔL, (eg a contraction) of the actuator element 150 is generated as a result of a phase transformation. The phase transformation can occur when the shape memory alloy is heated to a temperature, T, above the phase transformation temperature, T U . For example, in the opposite phase transition, there is no change in length (also known as the intrinsic one-way actuator effect). The opposite phase transformation can occur when the shape memory alloy is cooled to a temperature, T, below the phase transformation temperature, T U . However, the actuator element 150 can then be stretched by means of an external force, for example brought back to its original length L1.

Als beispielhafte Ausgestaltung, wie in 1B gezeigt ist, kann das Aktorelement 150 derart eingerichtet sein, dass sich seine Länge beim Empfang eines geeigneten Steuersignals ändert (z.B. verringert). Die Verringerung der Länge kann eine Zugkraft (z.B. eine Verformungskraft) in ein mit dem Aktorelement 150 gekoppeltes Bauteil (z.B. in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100, siehe auch 2A und 2B) erzeugen. Es versteht sich, dass die Längenreduzierung ein exemplarischer Betätigungsmechanismus ist und andere Ausgestaltungen des Aktorelements 150 für die Verwendung als Aktor möglich sind (z.B. eine Ausdehnung, eine Vergrößerung der Länge, als weitere Beispiele).As an exemplary embodiment, as in 1B As shown, actuator element 150 may be configured such that its length changes (eg, decreases) upon receipt of a suitable control signal. The reduction in length can cause a tensile force (e.g. a deformation force) in a component coupled to the actuator element 150 (e.g. in the fiber-plastic composite component 100, see also 2A and 2 B ) generate. It is understood that the reduction in length is an exemplary actuation mechanism and other configurations of the actuator element 150 for use as an actuator are possible (eg, an expansion, an increase in length, as further examples).

Das Aktorelement 150 kann einen ersten Aktorzustand 152a haben, welcher ein Anfangszustand des Aktorelements 150 sein kann (in Abwesenheit eines angelegten Steuersignals). In dem ersten Aktorzustand 152a kann das Aktorelement 150 eine erste (anfängliche bzw. ursprüngliche) Länge L1 haben. In dem ersten Aktorzustand 152a kann eine Temperatur, T, des Aktorelements 150 (z.B. eine Temperatur der Formgedächtnislegierung des Aktorelements 150) unter dessen Phasenumwandlungstemperatur, TU, liegen. Der erste Aktorzustand 152a kann hierin auch als inaktiver Zustand bezeichnet werden.The actuator element 150 may have a first actuator state 152a, which may be an initial state of the actuator element 150 (in the absence of an applied control signal). In the first actuator state 152a, the actuator element 150 can have a first (initial or original) length L1. In the first actuator state 152a, a temperature, T, of the actuator element 150 (eg, a temperature of the shape memory alloy of the actuator element 150) may be below its phase transformation temperature, T U . The first actuator state 152a may also be referred to herein as an inactive state.

Das Aktorelement 150 kann einen zweiten Aktorzustand 152b haben, welcher ein betätigter Zustand des Aktorelements 150 sein kann (bei Vorhandensein eines angelegten Steuersignals oder nach dem Anlegen des Steuersignals). In dem zweiten Aktorzustand 152b kann das Aktorelement 150 eine zweite Länge L2 (variiert z.B. um ΔL) haben. In dem zweiten Aktorzustand 152b kann die Temperatur T des Aktorelements 150 (z.B. die Temperatur der Formgedächtnislegierung des Aktorelements 150) über dessen Phasenumwandlungstemperatur, TU, liegen. Der zweite Aktorzustand 152b kann hierin auch als aktiver Zustand bezeichnet werden. Die zweite Länge L2 kann somit kleiner als die erste Länge L1 sein. Die Längenänderung, ΔL, kann von der Ausgestaltung des Aktorelements 150 abhängen. Als numerisches Beispiel kann die Längenänderung, ΔL, in einem Bereich von 1 cm bis 100 cm sein, z.B. in einem Bereich von 2 cm bis 70 cm, z.B. in einem Bereich von 5 cm bis 50 cm.The actuator element 150 may have a second actuator state 152b, which may be an actuated state of the actuator element 150 (in the presence of an applied control signal or after the control signal is applied). In the second actuator state 152b, the actuator element 150 can have a second length L2 (varies by ΔL, for example). In the second actuator state 152b, the temperature T of the actuator element 150 (eg, the temperature of the shape memory alloy of the actuator element 150) may be above its phase transformation temperature, T U . The second actuator state 152b may also be referred to herein as an active state. The second length L2 can thus be smaller than the first length L1. The change in length, ΔL, may depend on the design of the actuator element 150 . As a numerical example, the length change, ΔL, may be in a range from 1 cm to 100 cm, eg in a range from 2 cm to 70 cm, eg in a range from 5 cm to 50 cm.

Es versteht sich, dass das Aktorelement 150 mehr als zwei Zustände haben kann, z.B. den Ausgangszustand und eine Vielzahl von betätigten Zuständen, die jeweils zu einer entsprechenden Temperatur oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur zugeordnet sind (z.B. jeweils zu einer entsprechenden Längenänderung).It is understood that the actuator element 150 may have more than two states, e.g., the initial state and a plurality of actuated states, each associated with a corresponding temperature above the phase transformation temperature (e.g., each with a corresponding change in length).

Gemäß verschiedenen Aspekten kann die Länge des Aktorelements 150 seine Hauptabmessung sein. Beispielhaft kann das Aktorelement 150 derart geformt sein, dass seine Dicke kleiner ist als seine Länge (z.B. mindestens 1000 Mal kleiner oder mindestens 10000 Mal kleiner). In einer beispielhaften Ausgestaltung kann das Aktorelement 150 ein Draht (anschaulich ein Formgedächtnislegierungsdraht) sein oder als Draht ausgestaltet sein. In einer anderen beispielhaften Ausgestaltung kann das Aktorelement 150 ein dünnes Plättchen sein oder aufweisen, dessen Breite größer ist als seine Dicke (z.B. mindestens das Zweifache, mindestens das Dreifache oder mindestens das Fünffache der Dicke). Es versteht sich jedoch, dass das Aktorelement 150 auch eine andere Art von Geometrie aufweisen kann, welche geeignet ist, eine effiziente Kraftübertragung vom Aktorelement 150 auf ein Bauteil zu ermöglichen.In various aspects, the length of actuator element 150 may be its major dimension. For example, the actuator element 150 can be shaped in such a way that its thickness is smaller than its length (eg at least 1000 times smaller or at least 10000 times smaller). In an exemplary configuration, the actuator element 150 can be a wire (clearly a shape memory alloy wire) or can be configured as a wire. In another exemplary embodiment, this can Actuator element 150 may be or have a thin plate whose width is greater than its thickness (eg at least twice, at least three times or at least five times the thickness). However, it goes without saying that the actuator element 150 can also have a different type of geometry which is suitable for enabling efficient transmission of force from the actuator element 150 to a component.

Das Aktorelement 150 kann eine planare Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann das Aktorelement 150 gleichbleibende Abmessungen entlang ihrer Länge haben. Alternativ kann das Aktorelement 150 eine Verjüngung (z.B. eine Querschnittverjüngung) haben. Beispielsweise kann das Aktorelement 150 an seinen seitlichen Abschnitten dicker und/oder breiter sein als in seinem zentralen Abschnitt.The actuator element 150 can have a planar geometry. For example, the actuator element 150 can have constant dimensions along its length. Alternatively, actuator element 150 may have a taper (e.g., a cross-sectional taper). For example, the actuator element 150 can be thicker and/or wider at its lateral sections than at its central section.

Es versteht sich, dass die Form des Aktorelements 150 nicht auf die in 1B gezeigte beispielhafte Ausgestaltung beschränkt ist und dass das Aktorelement 150 auch andere Formen haben kann, je nach vordefinierter Verwendung des Aktorelements 150.It goes without saying that the shape of the actuator element 150 is not limited to that in 1B shown exemplary configuration is limited and that the actuator element 150 can also have other shapes, depending on the predefined use of the actuator element 150.

2A und 2B zeigen jeweils eine Aktorkomponente 200a, 200b in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten. Die Aktorkomponente 200a, 200b kann ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 und ein oder mehrere Aktorelemente 204 aufweisen. Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 kann wie das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 100 eingerichtet sein, welches in Bezug auf 1A beschrieben wurde. Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können wie das Aktorelement 150 eingerichtet sein, welches in Bezug auf 1B beschrieben wurde. 2A and 2 B each show an actuator component 200a, 200b in a schematic view, according to various aspects. The actuator component 200a, 200b can have a fiber-plastic composite component 202 and one or more actuator elements 204. The fiber-plastic composite component 202 can be set up like the fiber-plastic composite component 100, which with regard to FIG 1A was described. The one or more actuator elements 204 may be configured like the actuator element 150, which with respect to 1B was described.

Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 integriert sein (siehe auch 2C). Die Aktorkomponente 200a, 200b kann ein Aktorelement 204 (2A) oder eine Vielzahl von Aktorkomponenten 204 (2B) aufweisen kann, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 integriert sind. Als beispielhafte Ausgestaltung können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 ein oder mehrere Drahte sein bzw. ein oder mehrere Draht aufweisen (z.B. ein oder mehrere Formgedächtnislegierungsdrahte). Die Verwendung einer Vielzahl von Aktorelementen 204 kann eine komplexere Konfiguration bereitstellen, welche jedoch ein höheres Maß an Kontrolle über die mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 ermöglicht.The one or more actuator elements 204 can be coupled to the fiber-plastic composite component 202 and/or integrated into the fiber-plastic composite component 202 (see also 2C ). The actuator component 200a, 200b can be an actuator element 204 ( 2A ) or a large number of actuator components 204 ( 2 B ) which are coupled to the fiber-plastic composite component 202 and/or integrated into the fiber-plastic composite component 202. As an example embodiment, the one or more actuator elements 204 may be or include one or more wires (eg, one or more shape memory alloy wires). The use of a plurality of actuator elements 204 can provide a more complex configuration, which however allows for a greater degree of control over the mechanical properties of the fiber-plastic composite component 202 .

Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können sich im Wesentlichen über die gesamte Ausdehnung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstrecken, z.B. über die gesamte Länge oder die gesamte Breite, je nach Anordnung der ein oder mehreren Aktorelemente 204. Als numerisches Beispiel können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 bei einer Ausgestaltung, bei der die können Aktorelemente 204 entlang oder parallel zur Längsachse 206 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 angeordnet sind (siehe 2A und 2B), mindestens 80% der Länge des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 abdecken, beispielsweise mindestens 90% der Länge, beispielsweise 100% der Länge. Als weiteres numerisches Beispiel können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 bei einer Ausgestaltung, bei der die ein oder mehreren Aktorelemente 204 entlang oder parallel zur Querachse 208 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 angeordnet sind (nicht gezeigt), mindestens 80% der Breite des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 abdecken, beispielsweise mindestens 90% der Breite, beispielsweise 100% der Breite.The one or more actuator elements 204 can extend substantially over the entire extent of the fiber-plastic composite component 202, for example over the entire length or the entire width, depending on the arrangement of the one or more actuator elements 204. As a numerical example, the one or several actuator elements 204 in a configuration in which the actuator elements 204 can be arranged along or parallel to the longitudinal axis 206 of the fiber-plastic composite component 202 (see 2A and 2 B ), cover at least 80% of the length of the fiber-plastic composite component 202, for example at least 90% of the length, for example 100% of the length. As another numerical example, in a configuration where the one or more actuator elements 204 are arranged along or parallel to the transverse axis 208 of the fiber-plastic composite component 202 (not shown), the one or more actuator elements 204 can be at least 80% of the width of the fiber -Plastic composite component 202 cover, for example at least 90% of the width, for example 100% of the width.

Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 integriert sein derart, dass die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 204 eine Zugkraft auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 erzeugt. Anschaulich können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 derart eingerichtet sein, dass sie aktiviert werden können, um eine Kraft auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 auszuüben. Die Aktivierung der ein oder mehreren Aktorelemente 204 kann eine jeweilige Änderung (z.B. eine Verringerung) seiner Länge bewirken, wie in Bezug auf 1B beschrieben wurde, und die Längenänderung kann eine Kraftübertragung auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 bereitstellen. Eine Kraft kann von den ein oder mehreren Aktorelementen 204 auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 übertragen werden, wenn sich die (jeweilige) Länge L1 der ein oder mehreren Aktorelemente 204 ändert (wenn sich die ein oder mehreren Aktorelemente 204 in dem jeweiligen zweiten Aktorzustand befindet), z.B. auf eine Länge L2 verringert.The one or more actuator elements 204 can be coupled to the fiber-plastic composite component 202 and/or integrated into the fiber-plastic composite component 202 in such a way that the contraction of the one or more actuator elements 204 exerts a tensile force on the fiber-plastic composite component 202 generated. Clearly, the one or more actuator elements 204 can be set up in such a way that they can be activated in order to exert a force on the fiber-plastic composite component 202 . Activation of the one or more actuator elements 204 may cause a respective change (eg, decrease) in its length, as with respect to FIG 1B was described, and the change in length can provide a force transmission to the fiber-plastic composite component 202 . A force can be transmitted from the one or more actuator elements 204 to the fiber-plastic composite component 202 if the (respective) length L1 of the one or more actuator elements 204 changes (if the one or more actuator elements 204 changes in the respective second actuator state located), for example reduced to a length L2.

Anschaulich können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 derart mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 gekoppelt bzw. in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 integriert sein, dass ein oder mehrere mechanische Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 mittels Aktivierung der ein oder mehreren Aktorelemente 204 verändert werden können. Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können derart in dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 angeordnet sein, dass ein oder mehrere mechanische Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 204 verändert werden können. Die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 204 (bei Aktivierung) kann eine Änderung in ein oder mehreren der mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 verursachen. Die Kraftübertragung von den ein oder mehreren Aktorelementen 204 an das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 kann somit eine Steuerung von ein oder mehreren der mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 ermöglichen.Clearly, the one or more actuator elements 204 can be coupled to the fiber-plastic composite component 202 or integrated into the fiber-plastic composite component 202 in such a way that one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component 202 are activated by activating the one or more Actuator elements 204 can be changed. The one or more actuator elements 204 can be arranged in the fiber-plastic composite component 202 in such a way that one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component are based on a contraction of the one or more actuator elements 204 can be changed. The contraction of the one or more actuator elements 204 (when activated) may cause a change in one or more of the mechanical properties of the fiber-plastic composite part 202 . The power transmission from the one or more actuator elements 204 to the fiber-plastic composite component 202 can thus enable one or more of the mechanical properties of the fiber-plastic composite component 202 to be controlled.

Als Beispiel können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 eingerichtet sein, eine Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 zu ändern basierend auf der Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 204. Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können im Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 derart angeordnet sein, dass eine Aktivierung (oder Deaktivierung) der ein oder mehreren Aktorelemente 204 eine Veränderung der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 bewirkt (z.B. eine Erhöhung oder eine Verringerung, abhängig von der Anordnung der ein oder mehreren Aktorelemente 204).As an example, the one or more actuator elements 204 can be configured to change a stiffness of the fiber-plastic composite component 202 based on the contraction of the one or more actuator elements 204. The one or more actuator elements 204 can be arranged in the fiber-plastic composite component 202 in such a way be that activation (or deactivation) of the one or more actuator elements 204 causes a change in the stiffness of the fiber-plastic composite component 202 (e.g. an increase or a decrease, depending on the arrangement of the one or more actuator elements 204).

Beispielsweise können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 im inaktiven Zustand unter Spannung stehen und so zu einer höheren Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 beitragen. Bei Aktivierung können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 nicht mehr unter Spannung stehen und somit zu einer geringeren (reduzierten) Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 beitragen. In dieser Konfiguration können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 entlang einer Körperachse des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 angeordnet sein, um eine Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 zu minimieren und gleichzeitig die Variation der Steifigkeit zu ermöglichen.For example, the one or more actuator elements 204 can be under tension in the inactive state and thus contribute to greater rigidity of the fiber-plastic composite component 202 . When activated, the one or more actuator elements 204 can no longer be under tension and thus contribute to a lower (reduced) stiffness of the fiber-plastic composite component 202 . In this configuration, the one or more actuator elements 204 may be arranged along a body axis of the fiber-plastic composite component 202 in order to minimize deformation of the fiber-plastic composite component 202 while at the same time allowing for the variation in stiffness.

Die Steifigkeit eines Objekts (z.B. des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202) kann zu seiner Form zugeordnet sein, wie in der Technik bekannt ist. Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können in dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 derart angeordnet sein, dass eine Kontraktion der ein oder der mehreren Aktorelemente 204 eine Veränderung der Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 bewirkt, um eine entsprechende Veränderung der Steifigkeit zu verursachen. In einer beispielhaften Ausgestaltung kann eine (erste) Untergruppe von Aktorelementen 204 in dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 derart angeordnet sein, dass ihre Kontraktion eine Formänderung verursacht, welche mit einer Erhöhung der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ kann eine andere (zweite) Untergruppe von Aktorelementen 204 in dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 derart angeordnet sein, dass ihre Kontraktion eine Formänderung verursacht, welche mit einer Abnahme der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 verbunden ist.The stiffness of an object (e.g., the fiber-plastic composite part 202) may be associated with its shape, as is known in the art. The one or more actuator elements 204 may be arranged in the fiber-plastic composite component 202 such that contraction of the one or more actuator elements 204 causes a change in shape of the fiber-plastic composite component 202 to cause a corresponding change in stiffness . In an exemplary embodiment, a (first) subgroup of actuator elements 204 can be arranged in the fiber-plastic composite component 202 in such a way that their contraction causes a change in shape, which is associated with an increase in the rigidity of the fiber-plastic composite component 202 . Additionally or alternatively, another (second) subgroup of actuator elements 204 can be arranged in the fiber-plastic composite component 202 in such a way that their contraction causes a change in shape, which is associated with a decrease in the stiffness of the fiber-plastic composite component 202.

Als weiteres Beispiel, zusätzlich oder alternativ, können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 eingerichtet sein, dass sie mittels deren Kontraktion eine Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 bewirken, z.B. um es von seiner ersten (z.B. geraden) Form in seine zweite (z.B. gekrümmte) Form zu bringen. Anschaulich kann die Längenänderung ΔL der ein oder mehreren Aktorelemente 204 eine Biegung (oder allgemein eine Verformung) des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erzeugen.As a further example, additionally or alternatively, the one or more actuator elements 204 can be set up so that they cause a deformation of the fiber-plastic composite component 202 by means of their contraction, e.g. in order to change it from its first (e.g. straight) shape to its second (e.g. curved) form. Clearly, the change in length ΔL of the one or more actuator elements 204 can produce a bending (or in general a deformation) of the fiber-plastic composite component 202 .

Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können derart mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 gekoppelt bzw. in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 integriert sein, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 mittels einer von den ein oder mehreren Aktorelementen 204 erzeugten Zugkraft aus seiner ersten (ursprünglichen, z.B. geraden) Form in seine zweite (verformte, z.B. gekrümmte) Form gebracht werden kann. Die ein oder mehreren Aktorelemente 204 können derart eingerichtet sein, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 durch eine Kontraktion des Aktorelements 2040 in mindestens zwei voneinander verschiedenen Formen gebracht werden kann. Die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 204 kann somit die Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 beeinflussen. Anschaulich können die ein oder mehreren Aktorelemente 204 derart angeordnet sein, dass die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 204 eine Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 (z.B. entlang seiner Longitudinalachse 206 und/oder entlang seiner Querachse 208) bewirkt.The one or more actuator elements 204 can be coupled to the fiber-plastic composite component 202 or integrated into the fiber-plastic composite component 202 in such a way that the fiber-plastic composite component 202 is released by means of a tensile force generated by the one or more actuator elements 204 from its first (original, e.g. straight) shape to its second (deformed, e.g. curved) shape. The one or more actuator elements 204 can be set up in such a way that the fiber-plastic composite component 202 can be brought into at least two different shapes by a contraction of the actuator element 2040 . The contraction of the one or more actuator elements 204 can thus influence the shape of the fiber-plastic composite component 202 . Clearly, the one or more actuator elements 204 can be arranged such that the contraction of the one or more actuator elements 204 causes a deformation of the fiber-plastic composite component 202 (e.g. along its longitudinal axis 206 and/or along its transverse axis 208).

Als beispielhafte Ausgestaltung (siehe auch 1A) kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 in seinem Ausgangszustand in einer geraden Form sein. Wenn die ein oder mehreren Aktorelemente 204 in den aktiven Zustand (in den zweiten Aktorzustand) geschaltet werden, kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 mittels der von den ein oder mehreren Aktorelemente 204 erzeugten Zugkraft von dem Ausgangszustand in einen temporären Zustand, beispielsweise aus der ersten Form in die zweite (gekrümmte) Form gebracht werden. Wenn die ein oder mehreren Aktorelemente 204 in den inaktiven Zustand (in den ersten Aktorzustand) geschaltet werden, kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 mittels der Rückstellkraft des Materials von dem temporären Zustand in den Ausgangszustand, beispielsweise aus der zweiten (z.B. gekrümmten) Form in die erste (z.B. gerade) Form zurückkehren.As an example (see also 1A ) the fiber-plastic composite component 202 can be in a straight shape in its initial state. When the one or more actuator elements 204 are switched to the active state (the second actuator state), the fiber-plastic composite component 202 can be moved from the initial state to a temporary state, for example from the first shape into the second (curved) shape. If the one or more actuator elements 204 are switched to the inactive state (the first actuator state), the fiber-plastic composite component 202 can be moved from the temporary state to the initial state, for example from the second (e.g. curved) shape, by means of the restoring force of the material return to the first (e.g. straight) shape.

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 kann derart ausgestaltet sein, dass die ein oder mehreren Aktorelemente 204 wieder auf (s)eine Ausgangslänge L1 gebracht werden, wenn die Formgedächtnislegierung auf eine Temperatur, T, unterhalb der Phasenumwandlungstemperatur, TU, abgekühlt wird. Anschaulich wird eine rücktreibende Kraft von dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 auf die ein oder mehreren Aktorelemente 204 übertragen, so dass die ein oder mehreren Aktorelemente 204 bezüglich der Längenänderung, ΔL, reversibel betrieben werden können (auch als extrinsischer Zweiwege-Aktor bezeichnet).The fiber-plastic composite component 202 can be configured in such a way that the one or more actuator elements 204 are brought back to an initial length L1 when the shape memory alloy is cooled to a temperature, T, below the phase transformation temperature, T U . Clearly, a restoring force is transmitted from the fiber-plastic composite component 202 to the one or more actuator elements 204, so that the one or more actuator elements 204 can be operated reversibly with regard to the change in length, ΔL (also referred to as an extrinsic two-way actuator).

Die Anordnung der ein oder mehreren Aktorelemente 204 in Bezug auf die Longitudinalachse 206 und/oder der Querachse 208 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 kann derart gewählt werden, dass ein vordefinierter Betrieb der Aktorkomponente 200a, 200b ermöglicht wird. In 2A und 2B sind zwei beispielhafte Ausgestaltungen dargestellt, welche eine einfache und stabile Anordnung der Aktorkomponente 200a, 200b darstellen können. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Anordnungen von ein oder mehreren Aktorelemente 204 in einem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 möglich sind.The arrangement of the one or more actuator elements 204 in relation to the longitudinal axis 206 and/or the transverse axis 208 of the fiber-plastic composite component 202 can be selected such that a predefined operation of the actuator component 200a, 200b is made possible. In 2A and 2 B two exemplary configurations are shown, which can represent a simple and stable arrangement of the actuator component 200a, 200b. However, it goes without saying that other arrangements of one or more actuator elements 204 in a fiber-plastic composite component 202 are also possible.

Wie in 2A gezeigt ist, kann die Aktorkomponente 200a ein Aktorelement 204 aufweisen, welches sich entlang der Longitudinalachse 206 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstreckt. In einer alternativen Ausgestaltung, wie in 2B gezeigt ist, kann die Aktorkomponente 200b eine Vielzahl von Aktorelementen 204 aufweisen, die sich entlang (und/oder parallel zu) der Longitudinalachse 206 erstrecken. Beispielhaft kann die Aktorkomponente 200a ein Array von Aktorelementen 204 aufweisen, von denen sich jedes entlang und/oder parallel zu der Longitudinalachse 206 erstreckt und welche entlang der Querachse 208 verteilt sind (z.B. in regelmäßigen Abständen). Beispielsweise kann die Aktorkomponente 200a eine Vielzahl von Formgedächtnislegierungsdrahte geführt in Richtung der Longitudinalachse 206 aufweisen. Die Ausrichtung entlang bzw. parallel zur Longitudinalachse 206 kann eine effiziente Konfiguration für einer Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 204 entlang seiner Longitudinalachse 206 bereitstellen, anschaulich für eine Verformung (z.B. eine Biegung) um die Querachse 208.As in 2A is shown, the actuator component 200a can have an actuator element 204 which extends along the longitudinal axis 206 of the fiber-plastic composite component 202 . In an alternative embodiment, as in 2 B As shown, actuator component 200b may include a plurality of actuator elements 204 extending along (and/or parallel to) longitudinal axis 206 . By way of example, the actuator component 200a may include an array of actuator elements 204, each of which extends along and/or parallel to the longitudinal axis 206 and which are distributed along the transverse axis 208 (eg, at regular intervals). For example, the actuator component 200a can have a multiplicity of shape memory alloy wires guided in the direction of the longitudinal axis 206 . The orientation along or parallel to the longitudinal axis 206 can provide an efficient configuration for a deformation of the fiber-plastic composite component 204 along its longitudinal axis 206, clearly for a deformation (e.g. a bend) about the transverse axis 208.

In einer alternativen Ausgestaltung (nicht gezeigt) kann die Aktorkomponente 200a, 200b ein Aktorelement 204 aufweisen, welches sich entlang einer Richtung in einem Winkel zu der Longitudinalachse 206 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstreckt. Beispielsweise kann die Aktorkomponente 200a ein Aktorelement 204 aufweisen, welches sich entlang der Querachse 208 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstreckt (anschaulich in einem Winkel von 90° zur Longitudinalachse 206). Als weiteres Beispiel kann die Aktorkomponente 200a, 200b eine Vielzahl von Aktorelementen 204 aufweisen, welche sich entlang einer Richtung in einem Winkel zu der Longitudinalachse 206 (z.B. entlang bzw. parallel zu der Querachse 208) erstrecken. Beispielsweise kann die Aktorkomponente 200a, 200b ein Array von Aktorelementen 204 aufweisen, von denen sich jedes entlang einer Richtung in einem Winkel zur Longitudinalachse 206 erstreckt (z.B. entlang einer Richtung parallel zur Querachse 208) und welche entlang der Longitudinalachse 206 verteilt sind (z.B. in regelmäßigen Abständen). Die Ausrichtung orthogonal zur Longitudinalachse 206 kann eine effiziente Konfiguration für einer Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 entlang seiner Querachse 208 bereitstellen, anschaulich für eine Verformung (z.B. eine Biegung) um die Longitudinalachse 206.In an alternative configuration (not shown), the actuator component 200a, 200b can have an actuator element 204, which extends along a direction at an angle to the longitudinal axis 206 of the fiber-plastic composite component 202. For example, the actuator component 200a can have an actuator element 204 which extends along the transverse axis 208 of the fiber-plastic composite component 202 (illustratively at an angle of 90° to the longitudinal axis 206). As another example, the actuator component 200a, 200b may include a plurality of actuator elements 204 extending along a direction at an angle to the longitudinal axis 206 (e.g., along or parallel to the transverse axis 208). For example, the actuator component 200a, 200b may include an array of actuator elements 204, each of which extends along a direction at an angle to the longitudinal axis 206 (e.g., along a direction parallel to the transverse axis 208) and which are distributed along the longitudinal axis 206 (e.g., in regular distances). The orientation orthogonal to the longitudinal axis 206 can provide an efficient configuration for deformation of the fiber-plastic composite component 202 along its transverse axis 208, illustratively for deformation (e.g. bending) about the longitudinal axis 206.

Diese Konfigurationen können miteinander kombiniert werden. Als weiteres Beispiel kann eine Aktorkomponente 200a, 200b Aktorelemente 204 aufweisen, die entlang bzw. parallel zu beider Achsen des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 angeordnet sind. Beispielsweise kann die Aktorkomponente 200a, 200b eine Vielzahl von Aktorelementen 204 aufweisen, und mindestens ein (erstes) Aktorelement kann sich entlang der Longitudinalachse 206 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstrecken, und mindestens ein weiteres (zweites) Aktorelement kann sich entlang der Querachse 208 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstrecken. In einer alternativen Konfiguration kann die Aktorkomponente 200a, 200b mindestens ein (erstes) Aktorelement 204 aufweisen, welches sich entlang der Longitudinalachse 206 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstreckt, und eine Vielzahl weiterer (zweiter) Aktorelemente 204, welche sich entlang bzw. parallel zu der Querachse 208 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstrecken. Es versteht sich, dass auch eine weitere Konfiguration vorgesehen werden kann, bei dem die Aktorkomponente 200a, 200b eine Vielzahl von ersten Aktorelementen 204, welche sich entlang bzw. parallel zu der Longitudinalachse 206 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstrecken, und eine Vielzahl von zweiten Aktorelementen 204, welche sich entlang der Querachse 208 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 erstrecken, aufweist.These configurations can be combined with each other. As a further example, an actuator component 200a, 200b can have actuator elements 204 which are arranged along or parallel to both axes of the fiber-plastic composite component 202. For example, the actuator component 200a, 200b can have a large number of actuator elements 204, and at least one (first) actuator element can extend along the longitudinal axis 206 of the fiber-plastic composite component 202, and at least one further (second) actuator element can extend along the transverse axis 208 of the fiber-plastic composite component 202 extend. In an alternative configuration, the actuator component 200a, 200b can have at least one (first) actuator element 204, which extends along the longitudinal axis 206 of the fiber-plastic composite component 202, and a multiplicity of further (second) actuator elements 204, which extend along or parallel to the transverse axis 208 of the fiber-plastic composite component 202 extend. It goes without saying that another configuration can also be provided, in which the actuator component 200a, 200b has a plurality of first actuator elements 204, which extend along or parallel to the longitudinal axis 206 of the fiber-plastic composite component 202, and a plurality of second actuator elements 204, which extend along the transverse axis 208 of the fiber-plastic composite component 202 has.

Die „gekreuzten“ Konfigurationen können erhöhte Fähigkeiten der Aktorkomponente 200a, 200b bieten. Die Vielzahl von Aktorelementen 204 können es ermöglichen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 mittels der Vielzahl von Aktorelementen 204 in mehrere voneinander verschiedene Formen gebracht werden kann und somit beispielsweise mehrere voneinander verschiedene Stellungen für die Aktorkomponente 200a, 200b definiert bzw. ermöglicht werden können.The "crossed" configurations may offer increased capabilities of the actuator component 200a, 200b. The multiplicity of actuator elements 204 can make it possible for the fiber-plastic composite component 202 to be brought into a plurality of different shapes by means of the multiplicity of actuator elements 204 and thus, for example as several different positions for the actuator component 200a, 200b can be defined or made possible.

Die kontrollierte Änderung der Steifigkeit und die kontrollierte Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 sind von besonderem Interesse für die Verwendung der Aktorkomponente 200a, 200b in einem adaptiven System für ein Fahrzeug (siehe auch 3). Beispielsweise kann eine Variation der Steifigkeit eine Reaktion auf eine Kollision ermöglichen, z.B. um die Steifigkeit eines Teils des Fahrzeugs zu verringern, um einen Fußgänger zu schützen, oder um die Steifigkeit eines Teils des Fahrzeugs zu erhöhen, um eine interne Komponente oder einen Schaltkreis zu schützen. Die Veränderung der Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 kann eine Anpassung der aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs bereitstellen, z.B. um den Luftwiderstand zu erhöhen oder zu verringern. Es versteht sich jedoch, dass die ein oder mehreren Aktorelemente 204 in dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 derart angeordnet sein können, dass auch andere mechanische Eigenschaften variiert werden können, je nach der vordefinierten Anwendung des Aktorkomponente 200a, 200b.The controlled change in stiffness and the controlled deformation of the fiber-plastic composite component 202 are of particular interest for the use of the actuator component 200a, 200b in an adaptive system for a vehicle (see also 3 ). For example, varying stiffness may enable a response to a collision, eg, to decrease the stiffness of a portion of the vehicle to protect a pedestrian, or to increase the stiffness of a portion of the vehicle to protect an internal component or circuit . Changing the shape of the fiber-plastic composite component 202 may provide an adjustment to a vehicle's aerodynamic properties, eg, to increase or decrease drag. However, it goes without saying that the one or more actuator elements 204 can be arranged in the fiber-plastic composite component 202 in such a way that other mechanical properties can also be varied, depending on the predefined application of the actuator component 200a, 200b.

2C zeigt eine mögliche Verbindung eines Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 und eines Aktorelements 204 miteinander, in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedenen Aspekten. Es versteht sich, dass die in Bezug auf die Verbindung eines Aktorelements 204 beschriebenen Aspekte in entsprechender Weise für jedes Aktorelement 204 einer Vielzahl von Aktorelementen 204 gelten können. 2C shows a possible connection of a fiber-plastic composite component 202 and an actuator element 204 to one another, in a schematic view according to various aspects. It goes without saying that the aspects described in relation to the connection of an actuator element 204 can apply in a corresponding manner to each actuator element 204 of a plurality of actuator elements 204 .

Gemäß verschiedenen Aspekten, wie in 2C gezeigt ist, kann das Aktorelement 204 zumindest abschnittsweise textiltechnisch mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 (z.B. mit dem Fasermaterial) gekoppelt sein und/oder abschnittsweise textiltechnisch in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 integriert sein. Das Aktorelement 204 (z.B. jedes der ein oder mehreren Aktorelemente 204) kann abschnittsweise mit Fasern 212 des Funktionselements 202 textiltechnisch verbunden sein, z.B. mittels einer textiltechnischen Verbindung bzw. Einarbeitung. Beispielsweise kann ein Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffs mit zumindest einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt des Aktorelements 204 textiltechnisch verbunden sein. Eine textiltechnische Verbindung bzw. Einarbeitung kann beispielsweise mittels Webens, Flechtens, Strickens, usw., des Aktorelements 204 mit den Fasern 212 des Faserverbundwerkstoffes erzeugt werden. According to different aspects, as in 2C is shown, the actuator element 204 can be textile-technically coupled to the fiber-plastic composite component 202 (eg with the fiber material) at least in sections and/or can be textile-technically integrated into the fiber-plastic composite component 202 in sections. The actuator element 204 (eg each of the one or more actuator elements 204) can be textile-technically connected in sections to fibers 212 of the functional element 202, eg by means of a textile-technical connection or incorporation. For example, a fiber material of the fiber composite material can be textile-technically connected to at least a first end section and a second end section of the actuator element 204 . A textile connection or incorporation can be produced, for example, by weaving, braiding, knitting, etc., of the actuator element 204 with the fibers 212 of the fiber composite material.

Eine textiltechnische Verbindung kann eine Formschlussverbindung sein, beispielsweise gebildet zwischen Elementen (z.B. Fasern, bandförmigen Elementen, etc.) des Faserverbundwerkstoffs und dem Aktorelement 204. Beispielsweise kann die Formgedächtnislegierung des Aktorelements 204 parallel zur Kett- oder Schussrichtung oder in einem beliebigen Winkel zur Faserrichtung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 (anschaulich, der textilen Verstärkungsstruktur) angeordnet sein. Beispielsweise kann das Aktorelement 204 mindestens in den Befestigungsabschnitten 214b des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 textiltechnisch gekoppelt bzw. integriert sein. Das Aktorelement 204 kann einen gewellten Abschnitt aufweisen, welcher in die Fasern des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 eingebettet ist.A textile connection can be a positive connection, for example formed between elements (e.g. fibers, band-like elements, etc.) of the fiber composite material and the actuator element 204. For example, the shape memory alloy of the actuator element 204 can be parallel to the warp or weft direction or at any angle to the fiber direction of the Fiber-plastic composite component 202 (illustratively, the textile reinforcement structure) can be arranged. For example, the actuator element 204 can be textile-technically coupled or integrated at least in the fastening sections 214b of the fiber-plastic composite component 202 . The actuator element 204 can have a corrugated section which is embedded in the fibers of the fiber-plastic composite component 202 .

Die textiltechnische Verbindung stellt eine robuste Anordnung bereit, welche eine feste Verbindung zwischen dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 und dem Aktorelement 204 gewährleistet, ohne auf komplexere und kostenintensivere Techniken (z.B. Fügetechnologie) angewiesen zu sein.The textile-technical connection provides a robust arrangement which ensures a firm connection between the fiber-plastic composite component 202 and the actuator element 204 without having to rely on more complex and more expensive techniques (e.g. joining technology).

Gemäß verschiedenen Aspekten kann in einem Bereich 214a (z.B. im zentralen Abschnitt) des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 eine Gleitschicht 216 zwischen dem Aktorelement 204 und dem Faserverbundwerkstoff bereitgestellt sein zum Entkoppeln des Aktorelements 204 von dem Faserverbundwerkstoff (siehe 2C). Anschaulich kann das Aktorelement 204 nur abschnittsweise mit dem Faserverbundwerkstoff verbunden sein (z.B. nur in einem oder beiden seitlichen Abschnitten 214b). Die Gleitschicht 216 kann beispielsweise in einem Bereich zwischen mindestens den zwei Befestigungsabschnitten 214b angeordnet sein. Die Gleitschicht kann eine Verschiebung des Aktorelements 204 relativ zu dem das Aktorelement 204 umgebenden Faserverbundwerkstoff ermöglichen (anschaulich, relativ zu dem Gewebe). Dies ermöglicht es beispielsweise, vergleichsweise große Kräfte (z.B. Zugkräfte von mehr als 10 N) von dem Aktorelement 204 auf das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 übertragen zu können, ohne das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 zu beschädigen und/oder ohne dass die Verbindung zwischen dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 und dem Aktorelement 204 zerstört wird.According to various aspects, in a region 214a (e.g. in the central section) of the fiber-plastic composite component 202, a sliding layer 216 can be provided between the actuator element 204 and the fiber-composite material for decoupling the actuator element 204 from the fiber-composite material (see 2C ). Clearly, the actuator element 204 can be connected to the fiber composite material only in sections (for example only in one or both lateral sections 214b). The sliding layer 216 can be arranged, for example, in an area between at least the two fastening sections 214b. The sliding layer can enable displacement of the actuator element 204 relative to the fiber composite material surrounding the actuator element 204 (illustratively, relative to the tissue). This makes it possible, for example, to be able to transfer comparatively large forces (e.g. tensile forces of more than 10 N) from the actuator element 204 to the fiber-plastic composite component 202 without damaging the fiber-plastic composite component 202 and/or without breaking the connection between the fiber-plastic composite component 202 and the actuator element 204 is destroyed.

Die Gleitschicht 216 kann Kurzfasern (z.B. Fasern mit einer Länge von weniger als 1 mm), Partikel (z.B. Graphit-Partikel), oder ein anderes geeignetes Material mit Gleiteigenschaften aufweisen oder daraus bestehen. Anschaulich kann die Gleitschicht 216 in dem Matrixmaterial des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 202 einen Kanal bilden, durch welchen hindurch sich das Aktorelement 204 (z.B. als Formgedächtnislegierungsdraht ausgestaltet) erstreckt.The sliding layer 216 may comprise or consist of short fibers (e.g. fibers with a length of less than 1 mm), particles (e.g. graphite particles), or another suitable material with sliding properties. The sliding layer 216 can clearly form a channel in the matrix material of the fiber-plastic composite component 202, through which the actuator element 204 (e.g. designed as a shape-memory alloy wire) extends.

In einigen Aspekten kann das Aktorelement 204 vollständig textiltechnisch mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 (z.B. mit den Fasern) gekoppelt sein und/oder vollständig textiltechnisch in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 202 integriert sein (z.B. sowohl in den seitlichen Abschnitten 214b als auch in dem zentralen Abschnitt 214a).In some aspects, the actuator element 204 can be completely textile-technically coupled to the fiber-plastic composite component 202 (e.g. with the fibers) and/or completely textile-technically integrated into the fiber-plastic composite component 202 (e.g. both in the lateral sections 214b and in the central section 214a).

3 zeigt ein adaptives System 300 aufweisend eine Aktorkomponente 302 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten. Die Aktorkomponente 302 kann wie die Aktorkomponente 200a, 200b eingerichtet sein, welche in Bezug auf 2A bis 2C beschrieben wurde, und kann ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 mit ein oder mehreren Aktorelementen 306 aufweisen. In einigen Aspekten kann das adaptive System 300 zur Verwendung in einem Fahrzeug sein. Anschaulich kann das adaptive System 300 für die Implementierung einer Smart-Funktionalität in einem Fahrzeug eingerichtet sein. In einigen Aspekten kann ein Fahrzeug das adaptive System 300 aufweisen (z.B. ein Fahrzeug kann mit dem adaptiven System 300 ausgestattet bzw. nachgerüstet sein bzw. werden). 3 10 shows an adaptive system 300 having an actuator component 302 in a schematic view, according to various aspects. The actuator component 302 can be set up like the actuator component 200a, 200b, which with respect to 2A until 2C was described, and can have a fiber-plastic composite component 304 with one or more actuator elements 306 . In some aspects, the adaptive system 300 may be for use in a vehicle. Clearly, the adaptive system 300 can be set up for the implementation of a smart functionality in a vehicle. In some aspects, a vehicle may include the adaptive system 300 (eg, a vehicle may be equipped or retrofitted with the adaptive system 300).

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 kann eingerichtet (z.B. geformt) sein bzw. werden, je nach Verwendungszweck des adaptiven Systems 300. Als Beispiel kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 eine Motorhaube oder ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs sein bzw. als solches ausgestaltet sein. Als weitere Beispiele kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 eine Flügelspitze, eine Störklappe und/oder eine Luftbremse sein bzw. als solche ausgestaltet sein (z.B. für ein Auto oder für ein Flugzeug).The fiber-plastic composite component 304 may be configured (e.g., molded) depending on the intended use of the adaptive system 300. As an example, the fiber-plastic composite component 304 may be or be configured as a hood or body panel of a vehicle . As further examples, the fiber-plastic composite component 304 may be or be configured as a wing tip, a spoiler, and/or an airbrake (e.g., for a car or for an airplane).

Die ein oder mehreren Aktorelemente 306 können mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 integriert sein, wie oben beschrieben wurde. Als eine beispielhafte Ausgestaltung können die ein oder mehreren Aktorelemente 306 ein oder mehrere Drahte sein bzw. ein oder mehrere Drahte aufweisen (z.B. ein oder mehrere Formgedächtnislegierungsdrahte). In 3 sind die ein oder mehreren Aktorelemente 306 schematisch dargestellt. Die Anordnung der ein oder mehreren Aktorelemente 306 in Bezug auf die Achsen 308, 310 des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 kann gewählt werden zur Implementierung einer vordefinierten Funktionalität des adaptiven Systems 300. Mögliche Konfigurationen und Anordnungen von ein oder mehreren Aktorelementen in einem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil wurden in Bezug auf 2A bis 2C beschrieben.The one or more actuator elements 306 can be coupled to the fiber-plastic composite component 304 and/or integrated into the fiber-plastic composite component 304, as described above. As an example embodiment, the one or more actuator elements 306 may be or include one or more wires (eg, one or more shape memory alloy wires). In 3 the one or more actuator elements 306 are shown schematically. The arrangement of the one or more actuator elements 306 with respect to the axes 308, 310 of the fiber-plastic composite component 304 can be chosen to implement a predefined functionality of the adaptive system 300. Possible configurations and arrangements of one or more actuator elements in a fiber-plastic -Composite parts were related to 2A until 2C described.

Das adaptive System 300 kann ein Sensorsystem 312 zum Bereitstellen von Sensordaten aufweisen, welche eine Umgebung des adaptiven Systems 300 beschreiben. Das Sensorsystem 312 kann ein oder mehrere Sensoren aufweisen, welche derart eingerichtet sind, dass sie verschiedene Arten von Erfassung durchführen (z.B. optische, schallbasierte, usw.), sowie ein oder mehrere Prozessoren, welche derart eingerichtet sind, dass sie die Ausgabe des einen oder der mehreren Sensoren verarbeiten. Das Sensorsystem 312 kann derart eingerichtet sein, dass es Sensordaten bereitstellt, welche zur Steuerung der Aktorkomponente 302 verwendet werden können, z.B. zur Steuerung der einen oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304. Als Beispiele kann das Sensorsystem 312 mindestens eine Kamera, einen LIDAR-Sensor (Light Detection and Ranging), einen RADAR-Sensor (Radio Detection and Ranging), einen Ultraschallsensor, ein GPS-Gerät (Global Positioning System), einen Beschleunigungsmesser und/oder ein Gyroskop aufweisen.The adaptive system 300 can have a sensor system 312 for providing sensor data which describe an environment of the adaptive system 300 . Sensor system 312 may include one or more sensors configured to perform various types of sensing (e.g., optical, sonic, etc.) and one or more processors configured to process the output of one or of the multiple sensors process. The sensor system 312 can be set up in such a way that it provides sensor data which can be used to control the actuator component 302, e.g. to control the one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component 304. As examples, the sensor system 312 can have at least one camera, a light detection and ranging (LIDAR) sensor, a radio detection and ranging (RADAR) sensor, an ultrasonic sensor, a global positioning system (GPS) device, an accelerometer, and/or a gyroscope.

In einigen Aspekten kann das Sensorsystem 312 zum Ermitteln einer Betriebssituation eines Fahrzeugs eingerichtet sein. Das Sensorsystem 312 kann derart eingerichtet sein, dass es ein aktuelles Szenario ermittelt, in dem sich das Fahrzeug befindet. Das Sensorsystem 312 kann somit Daten liefern, welche dieses Szenario beschreiben. Die Betriebssituation kann somit als eine aktuelle Situation des Fahrzeugs in Bezug auf einen oder mehrere Aspekte verstanden werden, welche relevant dafür sind, was das Fahrzeug tut und wie sich das Fahrzeug verhalten sollte. Die Betriebssituation kann beispielsweise ein oder mehrere der folgenden Aspekte aufweisen: eine Trajektorie des Fahrzeugs, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Witterung in der Umgebung des Fahrzeugs, Kollisionszustand bezüglich eines Fahrzeugs, Fehlerzustand eines Fahrzeugs, Lage (z.B. Ortsposition und/oder Ausrichtung) eines Fahrzeugs, Beschleunigung (z.B. Längs- und/oder Querbeschleunigung) eines Fahrzeugs, und/oder das Vorhandensein ein oder mehrerer Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs. Die Betriebssituation kann beispielsweise ein aktuelles Verhalten des Fahrzeugs und eine Umgebung des Fahrzeugs (z. B. eine Verkehrssituation) beschreiben.In some aspects, sensor system 312 may be configured to determine an operating situation of a vehicle. The sensor system 312 can be set up in such a way that it determines a current scenario in which the vehicle is located. The sensor system 312 can thus provide data that describe this scenario. The operating situation can thus be understood as a current situation of the vehicle in relation to one or more aspects that are relevant to what the vehicle is doing and how the vehicle should behave. The operating situation can, for example, have one or more of the following aspects: a trajectory of the vehicle, a speed of the vehicle, weather conditions in the vicinity of the vehicle, collision status with regard to a vehicle, error status of a vehicle, location (e.g. spatial position and/or alignment) of a vehicle , acceleration (e.g. longitudinal and/or lateral acceleration) of a vehicle, and/or the presence of one or more objects in the vicinity of the vehicle. The operating situation can describe, for example, a current behavior of the vehicle and surroundings of the vehicle (eg a traffic situation).

In einigen Aspekten kann das Sensorsystem 312 zum Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation eingerichtet sein, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 kollidieren oder kollidieren könnten. Anschaulich kann das adaptive System 300 in einigen Aspekten als Aufprallschutzsystem eingerichtet sein.In some aspects, the sensor system 312 may be configured to determine an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component 304 collide or could collide. Clearly, in some aspects, the adaptive system 300 may be configured as an impact protection system.

Eine Kollisionssituation kann ein Szenario beschreiben, in dem ein Aufprall zwischen dem Objekt und dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 unmittelbar bevorsteht oder bereits stattfindet. Eine Kollisionssituation kann zum Beispiel ein Szenario beschreiben, in dem ein Aufprall zwischen dem Objekt und dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 95%, zum Beispiel mehr als 99%, stattfinden wird.A collision situation may describe a scenario in which an impact between the object and the fiber-plastic composite component 304 is imminent or has already occurred. A collision situation can, for example, be a Sze describe nario in which an impact between the object and the fiber-plastic composite component 304 will take place with a probability of more than 95%, for example more than 99%.

Das Sensorsystem 312 kann derart eingerichtet sein, dass es das Vorliegen der Kollisionssituation in Abhängigkeit von ein oder mehreren Parametern ermittelt, welche die Umgebung des adaptiven Systems 300 beschreiben. Beispielsweise kann das Sensorsystem 312 derart eingerichtet sein, dass es das Vorliegen der Kollisionssituation in Abhängigkeit von ein oder mehreren der Folgenden ermittelt: einem Abstand zwischen dem Objekt und dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304, einer Geschwindigkeit (und/oder einer Beschleunigung) des Objekts, einer Geschwindigkeit (und/oder einer Beschleunigung) des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304, einer Trajektorie des Objekts und/oder einer Trajektorie des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304. Anschaulich kann das Sensorsystem 312 derart eingerichtet sein, dass es das Vorliegen einer Kollision zwischen dem Objekt und dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 vorhersagt, z.B. basierend auf den Sensordaten.The sensor system 312 can be set up in such a way that it determines the existence of the collision situation as a function of one or more parameters which describe the environment of the adaptive system 300 . For example, the sensor system 312 can be set up in such a way that it determines the existence of the collision situation depending on one or more of the following: a distance between the object and the fiber-plastic composite component 304, a speed (and/or an acceleration) of the object , a speed (and/or an acceleration) of the fiber-plastic composite component 304, a trajectory of the object and/or a trajectory of the fiber-plastic composite component 304. Clearly, the sensor system 312 can be set up in such a way that it detects the presence of a collision between the object and the fiber-plastic composite component 304, e.g. based on the sensor data.

In einer beispielhaften Ausgestaltung kann das Sensorsystem 312 kann derart eingerichtet sein, dass es das Vorliegen der Kollisionssituation in Abhängigkeit von der Betriebssituation ermittelt. Beispielsweise kann das Sensorsystem 312 derart eingerichtet sein, dass es das Vorliegen der Kollisionssituation in Abhängigkeit von ein oder mehreren der folgenden Parameter bestimmt: einem Abstand zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug, einer Geschwindigkeit (und/oder einer Beschleunigung) des Objekts, einer Geschwindigkeit (und/oder einer Beschleunigung) des Fahrzeugs, einer Trajektorie des Objekts und/oder einer Trajektorie des Fahrzeugs.In an exemplary embodiment, the sensor system 312 can be set up in such a way that it determines the existence of the collision situation as a function of the operating situation. For example, the sensor system 312 can be set up in such a way that it determines the existence of the collision situation depending on one or more of the following parameters: a distance between the object and the vehicle, a speed (and/or an acceleration) of the object, a speed ( and/or an acceleration) of the vehicle, a trajectory of the object and/or a trajectory of the vehicle.

In einem beispielhaften Szenario kann es sich bei dem Objekt um einen Fußgänger handeln, welcher mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 zusammenstößt (oder zusammenzustoßen wird), z.B. mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 ausgestaltet als Motorhaube oder Karosseriebauteil eines Autos.In an exemplary scenario, the object may be a pedestrian who is (or will be) impacted by the fiber-plastic composite component 304, e.g., the fiber-plastic composite component 304 configured as a hood or body panel of an automobile.

Es versteht sich, dass die Konfiguration des adaptiven Systems 300 als Aufprallschutzsystem nicht auf die Verwendung in einem Fahrzeug beschränkt ist. Das Aufprallschutzsystem kann alternativ auch in einer feststehenden Struktur, wie z.B. einer Wand, einer Säule, einer Straßenlaterne usw. angeordnet sein. In dieser Ausgestaltung kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 als Teil der feststehenden Struktur eingerichtet sein, z.B. als Teil, welcher möglichen Kollisionen ausgesetzt sein kann. Das Sensorsystem 312 kann derart eingerichtet sein, dass es eine Kollisionssituation zwischen einem Objekt und dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 in der feststehenden Struktur ermittelt, z.B. einen Fußgänger oder ein Auto, welcher/welches gegen die Wand oder die Straßenlaterne läuft/fährt.It should be understood that the configuration of the adaptive system 300 as a crash protection system is not limited to use in a vehicle. Alternatively, the crash protection system may be placed in a fixed structure such as a wall, pillar, street lamp, and so on. In this embodiment, the fiber-plastic composite member 304 may be configured as part of the fixed structure, e.g., as a part that may be subject to potential collisions. The sensor system 312 can be configured to detect a collision situation between an object and the fiber-plastic composite component 304 in the fixed structure, e.g., a pedestrian or a car running into the wall or street lamp.

In einigen Aspekten, zusätzlich oder alternativ, können die Sensordaten einen Pfad oder einen erwarteten Pfad des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 beschreiben (z.B. einen Pfad eines Fahrzeugs). Der Pfad kann beschreiben, dass sich das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 (bzw. das Fahrzeug) entlang einer linearen Trajektorie oder entlang einer Kurve oder bergauf/bergab bewegt, als Beispiele. Als weiteres Beispiel können die Sensordaten eine bestimmte Phase einer Bewegung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 beschreiben (z.B. eine bestimmte Phase der Bewegung des Fahrzeugs). Bei der Phase kann es sich beispielsweise um eine Abfahrt, eine Ankunft, einen Start oder eine Landung (im Falle eines Luftfahrzeugs, wie eines Flugzeugs) handeln. Anschaulich kann die Betriebssituation einen Pfad des Fahrzeugs und/oder eine Phase der Fahrt des Fahrzeugs beschreiben.In some aspects, additionally or alternatively, the sensor data may describe a path or an expected path of the fiber-plastic composite component 304 (e.g., a path of a vehicle). The path can describe that the fiber-plastic composite component 304 (or the vehicle) moves along a linear trajectory or along a curve or uphill/downhill, as examples. As another example, the sensor data may describe a particular phase of movement of the fiber-plastic composite component 304 (e.g., a particular phase of vehicle movement). The phase can be, for example, a departure, an arrival, a take-off or a landing (in the case of an aircraft, such as an airplane). The operating situation can clearly describe a path of the vehicle and/or a phase of the journey of the vehicle.

Das adaptive System 300 kann ferner ein Steuerungssystem 314 aufweisen, welches eingerichtet ist zum Ansteuern der Aktorkomponente 302 (anschaulich zum Ansteuern der Aktivierung und Deaktivierung der ein oder mehreren Aktorelemente 306). Das Steuerungssystem 314 kann eingerichtet sein, zum Ansteuern der Aktorkomponente 302 basierend auf der Ausgabe des Sensorsystems 312. Es versteht sich, dass das adaptive System 300 mehr als eine Aktorkomponente 302 umfassen kann, und das Steuerungssystem 314 kann derart eingerichtet sein, dass es jede der Aktorkomponenten 302 steuert. Das Steuerungssystem 314 kann ein oder mehrere Prozessoren aufweisen. Das Steuerungssystem 314 kann hierin auch als Steuergerät bezeichnet werden.The adaptive system 300 can also have a control system 314 which is set up to control the actuator component 302 (clearly for controlling the activation and deactivation of the one or more actuator elements 306). The control system 314 may be configured to control the actuator component 302 based on the output of the sensor system 312. It will be appreciated that the adaptive system 300 may include more than one actuator component 302, and the control system 314 may be configured to control any of the Actuator components 302 controls. Control system 314 may include one or more processors. The control system 314 may also be referred to herein as a controller.

Das Steuerungssystem 314 kann derart eingerichtet sein, dass es die Aktivierung der ein oder der mehreren Aktorelemente 306 steuert, um die ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 zu beeinflussen und es an die ermittelte Umgebung anzupassen. Beispielsweise kann das Steuerungssystem 314 eingerichtet sein, eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306 zu verursachen, zum Ändern der ein oder mehrere mechanische Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 in Abhängigkeit von der ermittelten Betriebssituation.The control system 314 can be set up in such a way that it controls the activation of the one or more actuator elements 306 in order to influence the one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component 304 and to adapt it to the determined environment. For example, the control system 314 can be set up to cause the one or more actuator elements 306 to contract in order to change the one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component 304 depending on the determined operating situation.

Die Veränderung einer oder mehrerer der mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 kann das Verhalten des Fahrzeugs bzw. der Struktur, in welche(s) das adaptive System 300 integriert ist, beeinflussen (z.B. die Reaktion auf eine Kollision). In einigen Aspekten kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 derart eingerichtet sein, dass eine Veränderung seiner ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften (z.B. eine Veränderung seiner Form) eine Veränderung der aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs bereitstellt (mit anderen Worten verursacht).The change in one or more of the mechanical properties of the fiber-plastic composite component 304 can change the behavior of the vehicle or the structure in which (s) the adaptive System 300 is integrated affect (eg, the reaction to a collision). In some aspects, the fiber-plastic composite component 304 may be configured such that a change in its one or more mechanical properties (eg, a change in its shape) provides (in other words, causes) a change in the aerodynamic properties of the vehicle.

Alle Beispiele kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 derart eingerichtet sein, dass die Variation der ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 eine oder mehrere der folgenden Variationen verursacht: eine Variationen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Variation einer Beschleunigung des Fahrzeugs, eine Variation einer Trajektorie des Fahrzeugs und/oder eine Variation ein oder mehrerer mechanischer Eigenschaften des Fahrzeugs.In all examples, the fiber-plastic composite component 304 can be set up in such a way that the variation in one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component 304 causes one or more of the following variations: a variation in the speed of the vehicle, a variation in an acceleration of the Vehicle, a variation of a trajectory of the vehicle and / or a variation of one or more mechanical properties of the vehicle.

Das Steuerungssystem 314 kann somit derart eingerichtet sein, dass es die Sensordaten vom Sensorsystem 312 empfängt und die Aktorkomponente 302 entsprechend steuert, um die mechanischen Eigenschaften (z.B. die Form, die Steifigkeit) des Steuerungssystem 304 an die ermittelte (z.B. Fahr-) Situation anzupassen. Diese Konfiguration kann eine adaptive Strategie bereitstellen, um die Gesamtreaktion eines Fahrzeugs (oder einer Struktur), das/die mit dem adaptiven System 300 ausgestattet ist, auf ein aktuelles Szenario zu verbessern.The control system 314 can thus be set up in such a way that it receives the sensor data from the sensor system 312 and controls the actuator component 302 accordingly in order to adapt the mechanical properties (e.g. the shape, the rigidity) of the control system 304 to the determined (e.g. driving) situation. This configuration may provide an adaptive strategy to improve the overall response of a vehicle (or structure) equipped with the adaptive system 300 to a current scenario.

Beispielsweise kann das Steuerungssystem 314 derart eingerichtet sein, dass es eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306 steuert, um eine Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 zu bewirken, um einen durch das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 definierten Luftstrompfad zu beeinflussen. Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 kann derart zumindest abschnittsweise verformbar sein (siehe 1A), dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 zumindest in eine erste Form und eine zu der ersten Form unterschiedliche zweite Form gebracht werden können zum Verändern des Luftstrompfades.For example, the control system 314 may be configured to control contraction of the one or more actuator elements 306 to cause deformation of the fiber-plastic composite component 304 to affect an airflow path defined by the fiber-plastic composite component 304 . The fiber-plastic composite component 304 can be deformable at least in sections (see FIG 1A ) that the fiber-plastic composite component 304 can be brought into at least a first shape and a second shape, which is different from the first shape, in order to change the air flow path.

Das Steuerungssystem 314 kann derart eingerichtet sein, dass es die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306 steuert, um die aerodynamischen Eigenschaften des adaptiven Systems 300 (z.B. die aerodynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs) an die aktuelle Situation anzupassen. In einem beispielhaften Szenario, in dem das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 als aerodynamische Komponente (z.B. als Spoiler oder Luftbremse) ausgestaltet ist, kann das Steuerungssystem 314 derart eingerichtet sein, dass es die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306 steuert, um die Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 in kontrollierter Weise zu verändern, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu erhöhen oder zu verringern, beispielsweise um die Stabilität des Fahrzeugs zu erhöhen (z.B. in einer Kurve oder bei der Landung). Beispielsweise kann die Aktivierung der ein oder mehreren Aktorelemente 306 das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 in die gekrümmte Form bringen, wodurch der Luftwiderstand erhöht werden kann.The control system 314 may be configured to control the contraction of the one or more actuator elements 306 to adapt the aerodynamic properties of the adaptive system 300 (e.g. the aerodynamic properties of a vehicle) to the current situation. In an exemplary scenario in which the fiber-plastic composite component 304 is designed as an aerodynamic component (e.g. as a spoiler or airbrake), the control system 314 can be configured such that it controls the contraction of the one or more actuator elements 306 to shape of the fiber-plastic composite component 304 in a controlled manner in order to increase or decrease the drag of the vehicle, for example to increase the stability of the vehicle (e.g. in a turn or on landing). For example, the activation of the one or more actuator elements 306 can bring the fiber-plastic composite component 304 into the curved shape, as a result of which the air resistance can be increased.

In einigen Aspekten kann das Steuerungssystem 314 eingerichtet sein, eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306 zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem 312 ermittelt wurde zum Ändern der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 während der Kollisionssituation. Das Steuerungssystem 314 kann eingerichtet sein, die Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 (mittels der Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306) anzupassen, um auf den Aufprall zu reagieren.In some aspects, the control system 314 may be configured to cause the one or more actuator elements 306 to contract when a collision situation is determined by the sensor system 312 to change the stiffness of the fiber-plastic composite component 304 during the collision situation. The control system 314 may be configured to adjust the stiffness of the fiber-plastic composite component 304 (via the contraction of the one or more actuator elements 306) to respond to the impact.

Als Beispiel kann die Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 während der Kollisionssituation reduziert werden. Diese Ausgestaltung kann das Objekt schützen, welches mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kollidiert, z.B. kann sie das Verletzungsrisiko für einen Fußgänger verringern, welcher mit der Motorhaube oder der Karosserie eines Autos kollidiert.As an example, the stiffness of the fiber-plastic composite component 304 can be reduced during the collision situation. This configuration can protect the object colliding with the fiber-resin composite member, for example, it can reduce the risk of injury to a pedestrian colliding with the hood or body of a car.

Als weiteres Beispiel kann die Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation erhöht werden. Diese Ausgestaltung kann eine weitere Komponente eines Fahrzeugs von dem Aufprall schützen (z.B. eine elektronische Schaltung). Anschaulich kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 steifer werden, um das Risiko von Schäden an einem weiteren Fahrzeugteil zu verringern.As a further example, the rigidity of the fiber-plastic composite component can be increased during the collision situation. This configuration can protect another component of a vehicle (e.g., an electronic circuit) from the impact. Clearly, the fiber-plastic composite component 304 can become stiffer in order to reduce the risk of damage to another vehicle part.

Als zusätzliche oder alternative Konfiguration kann das Steuerungssystem 314 (ferner) eingerichtet sein die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306 zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem 312 ermittelt wurde zum Ändern der Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 während der Kollisionssituation. Beispielsweise kann das Steuerungssystem 314 eingerichtet sein die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306 zu verursachen, um das Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 von seiner ersten (z.B. geraden) Form in seine zweite (z.B. gekrümmte) Form zu bringen.As an additional or alternative configuration, the control system 314 may be (further) configured to cause the one or more actuator elements 306 to contract when a collision situation is determined by the sensor system 312 to change the shape of the fiber-plastic composite component 304 during the collision situation . For example, the control system 314 may be configured to cause the one or more actuator elements 306 to contract to convert the fiber-plastic composite component 304 from its first (e.g., straight) shape to its second (e.g., curved) shape.

Das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil 304 in einer gekrümmten Form kann eine Konfiguration bereitstellen, die besser geeignet ist, einem Aufprall zu widerstehen. Beispielsweise kann die Verformung des als Motorhaube ausgestalteten Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 der Abstand zwischen Motorhaube und Motor vergrößern, so dass zusätzlicher Raum zur Verfügung steht, um den Aufprall abzufangen und das Verletzungsrisiko für einen Fußgänger zu verringern.The fiber-plastic composite member 304 in a curved shape may provide a configuration that is better able to withstand an impact. For example, the deformation of the fiber art designed as a hood fabric composite member 304 increase the distance between the hood and the engine, so that additional space is available to absorb the impact and reduce the risk of injury to a pedestrian.

Wie oben beschrieben wurde kann der Aufprallschutz nicht auf Anwendungen in einem Fahrzeug beschränkt sein, sondern kann auch in anderen Szenarien eingesetzt werden, z.B. für den Einbau in eine Wand oder in einer Säule, um die mechanischen Eigenschaften (z.B. die Form oder die Steifigkeit) des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 bevor einem Aufprall oder während eines Aufpralls anzupassen.As described above, impact protection cannot be limited to in-vehicle applications, but can also be used in other scenarios, e.g. for installation in a wall or in a pillar to improve the mechanical properties (e.g. the shape or the rigidity) of the Adjust fiber-plastic composite component 304 before an impact or during an impact.

In einigen Aspekten kann das Steuerungssystem 314 eingerichtet sein, die ein oder mehreren Aktorelemente 306 aus dem (jeweiligen) ersten (inaktiven) Aktorzustand in den zweiten (aktiven) Aktorzustand zu bringen, um die ein oder mehrere mechanische Eigenschaften (z.B. die Form, die Steifigkeit) des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils 304 zu verändern. Beispielsweise kann das Steuerungssystem 314 eingerichtet sein, die ein oder mehreren Aktorelemente 306 durch Steuern einer Temperatur der ein oder mehreren Aktorelemente 306 (z.B. einer Temperatur der jeweiligen Formgedächtnislegierung) zu aktivieren und deaktivieren. Beispielsweise kann das Steuerungssystem 314 derart eingerichtet sein, dass es die ein oder mehreren Aktorelemente 306 erwärmt (auf eine Temperatur, die höher ist als die Phasenumwandlungstemperatur), um die ein oder mehreren Aktorelemente 306 aus dem ersten Aktorzustand in den zweiten Aktorzustand zu bringen (um eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente 306 zu verursachen).In some aspects, the control system 314 may be configured to bring the one or more actuator elements 306 from the (respective) first (inactive) actuator state to the second (active) actuator state in order to adjust the one or more mechanical properties (e.g. shape, stiffness ) of the fiber-plastic composite component 304 to change. For example, the control system 314 may be configured to activate and deactivate the one or more actuator elements 306 by controlling a temperature of the one or more actuator elements 306 (e.g., a temperature of the respective shape memory alloy). For example, the control system 314 may be configured to heat the one or more actuator elements 306 (to a temperature greater than the phase transition temperature) to bring the one or more actuator elements 306 from the first actuator state to the second actuator state (to causing contraction of the one or more actuator elements 306).

4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 400 zum Betreiben eines adaptiven Systems, gemäß verschiedenen Aspekten. Das adaptive System kann wie das adaptive System 300 eingerichtet sein, welches in Bezug auf 3 beschrieben wurde, mit einem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil und mit ein oder mehreren darin gekoppelten/integrierten Aktorelementen. 4 FIG. 4 shows a schematic flow diagram of a method 400 for operating an adaptive system, according to various aspects. The adaptive system may be set up like the adaptive system 300 described in relation to FIG 3 was described, with a fiber-plastic composite component and with one or more actuator elements coupled/integrated therein.

Das Verfahren 400 wird in Bezug auf die Verwendung des adaptiven Systems in einem Fahrzeug beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Aspekte des Verfahrens 400 in entsprechender Weise auch für den Einsatz des adaptiven Systems in einem anderen Szenario (z.B. in einer feststehenden Struktur) gelten können.The method 400 is described in relation to using the adaptive system in a vehicle. However, it should be understood that the aspects of the method 400 may apply in a corresponding manner to the use of the adaptive system in another scenario (e.g. in a fixed structure).

Das Verfahren 400 kann aufweisen, in 410, Ermitteln einer Umgebung des adaptiven Systems, z.B. Ermitteln einer Betriebssituation. Das Ermitteln der Umgebung des adaptiven Systems kann beispielsweise aufweisen, das Ermitteln von Sensordaten, welche die welche die Umgebung des adaptiven Systems (z.B. die Betriebssituation) beschreiben. Die Sensordaten können mittels verschiedener Arten von Erfassungsstrategien ermittelt werden, z.B. mittels optischer Erfassung, schallbasierter Erfassung, usw. Anschaulich kann das Verfahren 400 aufweisen das Bereitstellen von Sensordaten zum Steuern der ein oder mehreren Aktorelemente des adaptiven Systems (z.B. zur Steuerung der einen oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils). In einigen Aspekten kann das Ermitteln der Umgebung des adaptiven Systems das Ermitteln einer Kollisionssituation aufweisen (siehe auch 5).The method 400 may include, in 410, determining an environment of the adaptive system, eg determining an operating situation. The determination of the environment of the adaptive system can include, for example, the determination of sensor data which describe the environment of the adaptive system (eg the operating situation). The sensor data can be determined using various types of acquisition strategies, e.g. using optical acquisition, sound-based acquisition, etc. Clearly, the method 400 can include providing sensor data for controlling the one or more actuator elements of the adaptive system (e.g. for controlling the one or more mechanical Properties of the fiber-plastic composite component). In some aspects, determining the environment of the adaptive system may include determining a collision situation (see also 5 ).

Das Verfahren 400 kann aufweisen, in 420, Steuern der ein oder mehreren Aktorelemente, um eine Änderung von ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils in Abhängigkeit von der ermittelten Umgebung (z.B. von der ermittelten Betriebssituation) zu verursachen. Anschaulich kann das Verfahren 400 aufweisen das Steuern des adaptiven Systems basierend auf den ermittelten Sensordaten. Das Steuern des ein oder mehreren Aktorelemente kann ein Erwärmen der ein oder mehreren Aktorelemente aufweisen, um eine jeweilige Kontraktion zu verursachen. In einigen Aspekten kann die Steuerung der ein oder mehreren Aktorelemente auf einer ermittelten Kollisionssituation basieren.The method 400 may include, in 420, controlling the one or more actuator elements to cause a change in one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component depending on the determined environment (e.g., the determined operating situation). Clearly, method 400 may include controlling the adaptive system based on the determined sensor data. Controlling the one or more actuator elements may include heating the one or more actuator elements to cause a respective contraction. In some aspects, the control of the one or more actuator elements can be based on a determined collision situation.

Die Änderung der ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils kann beispielsweise eine Verformung des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils aufweisen, z.B. um das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil von seiner ersten (z.B. geraden) Form in seine zweite (z.B. gekrümmte) Form zu bringen.The change in one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component can include, for example, a deformation of the fiber-plastic composite component, e.g. around the fiber-plastic composite component from its first (e.g. straight) shape to its second (e.g. curved) shape bring to.

Als weiteres Beispiel kann die Änderung der ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils eine Änderung (mit anderen Worten eine Variation) der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils zu verändern (z.B. um die Steifigkeit zu erhöhen oder zu verringern). Beispielsweise kann die Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils bevor oder währen einer Kollisionssituation verändert werden.As another example, changing the one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite part can cause a change (in other words, a variation) in the stiffness of the fiber-plastic composite part (e.g., to increase or decrease the stiffness). For example, the rigidity of the fiber-plastic composite component can be changed before or during a collision situation.

5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zum Betreiben eines Aufprallschutzsystems, gemäß verschiedenen Aspekten. Das Aufprallschutzsystem kann wie das adaptive System 300 eingerichtet sein, welches in Bezug auf 3 beschrieben wurde, mit einem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil und mit ein oder mehreren darin gekoppelten/integrierten Aktorelementen. Anschaulich kann das Aufprallschutzsystem eine beispielhafte Ausgestaltung des adaptiven Systems sein. 5 FIG. 5 shows a schematic flow diagram of a method 500 for operating a crash protection system, according to various aspects. The crash protection system can be set up like the adaptive system 300, which is described in relation to FIG 3 was described, with a fiber-plastic composite component and with one or more actuator elements coupled/integrated therein. Clearly, the impact protection system can be an exemplary embodiment of the adaptive system.

Das Verfahren 500 kann das Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation aufweisen, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kollidieren oder kollidieren könnten. Beispielsweise, in 510, kann eine Kollisionssituation an einem Zeitpunkt bevor dem Aufprall ermittelt bzw. vorhergesagt werden.The method 500 may include determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component collide or could collide. For example, in 510, a collision situation can be determined or predicted at a point in time before the impact.

Das Verfahren 500 kann das einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente aufweisen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation ermittelt wurde zum Ändern einer Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation. Als beispielhafte Implementierung kann das Verfahren 500, in 520, das Erzeugen eines Signals vom Sensorsystem, welches das Vorliegen der Kollisionssituation repräsentiert. Das Verfahren 500 kann ferner, in 530, das Steuern der ein oder mehreren Aktorelemente durch das Steuerungssystem aufweisen, um die Aktivierung der ein oder mehrere Aktorelemente, in 540, zu verursachen. Beispielsweise kann das Verfahren 500 das Erwärmen der ein oder mehreren Aktorelemente aufweisen, um eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente zu bewirken. Die Aktivierung der ein oder mehrere Aktorelemente kann, in 550, die Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (z.B. erhöhen oder verringern) während der Kollisionssituation. Beispielsweise kann die Aktivierung der ein oder mehrere Aktorelemente eine Reduzierung der Steifigkeit verursachen, um einen Fußgänger während einem Aufprall mit einem Auto (z.B. mit der Motorhaube) zu schützen. Als beispielhaftes Szenario kann unmittelbar vor dem Unfall der Sensor ein Signal an das Steuerungssystem übertragen, welches den FGL aktiviert, damit die adaptive Kinematik im Inneren der Motorhaube als Crash-Absorberstruktur fungieren kann, indem sie die Steifigkeit des adaptiven FKV reduziert.Method 500 may include contracting the one or more actuator elements when a collision situation has been determined to change a stiffness of the fiber-plastic composite component during the collision situation. As an example implementation, the method 500 may include, at 520, generating a signal from the sensor system that represents the presence of the collision situation. Method 500 may further include, at 530, controlling, by the control system, the one or more actuator elements to cause activation, at 540, of the one or more actuator elements. For example, method 500 may include heating the one or more actuator elements to cause the one or more actuator elements to contract. Activation of the one or more actuator elements may, at 550, (e.g., increase or decrease) the stiffness of the fiber-plastic composite component during the collision situation. For example, activation of the one or more actuator elements may cause a reduction in stiffness to protect a pedestrian during an automobile (e.g., hood) impact. As an exemplary scenario, immediately before the accident, the sensor can transmit a signal to the control system, which activates the SMA so that the adaptive kinematics inside the hood can act as a crash absorber structure by reducing the stiffness of the adaptive FRP.

Zur Realisierung des hierin beschriebenen adaptiven kinematischen Systems (am Beispiel einer Motorhaube) werden adaptive Funktionselemente, z.B. FGL, automatisiert einstufig in die textile Verstärkungsstruktur auf Basis von Hochleistungsfasern integriert. Für die optimale Kraftübertragung von adaptiven kinematischen Systems ist die textiltechnische Integration von adaptiven Funktionselementen in die Verstärkungsstruktur von Vorteil. Die adaptiven Funktionselemente können textiltechnisch parallel zur Kett- und Schussrichtung oder in einem beliebigen Winkel zur Faserrichtung sowohl in der Ober- und der Unterseite oder in der Mittelachse der textilen Verstärkungsstruktur integriert werden.To implement the adaptive kinematic system described here (using the example of a hood), adaptive functional elements, e.g. SMA, are automatically integrated in a single stage into the textile reinforcement structure based on high-performance fibers. The textile-technical integration of adaptive functional elements in the reinforcement structure is advantageous for the optimal power transmission of adaptive kinematic systems. In terms of textile technology, the adaptive functional elements can be integrated parallel to the warp and weft direction or at any angle to the fiber direction, both in the upper and lower side or in the central axis of the textile reinforcement structure.

Die hierin beschriebene Anordnung stellt eine gewichtsparende und kostengünstige Lösung für adaptive kinematische und schwingende System (am Beispiel einer Fahrzeugkomponente) bereit, welche auf Basis energie- und materialeffizienter aktorischer Prinzipien unter Berücksichtigung des Leichtbaugedankens anforderungsspezifische Bewegungen generieren können.The arrangement described here provides a weight-saving and cost-effective solution for adaptive kinematic and oscillating systems (using the example of a vehicle component), which can generate requirement-specific movements on the basis of energy- and material-efficient actuator principles, taking into account the lightweight construction concept.

Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf das vorangehend Beschriebene und Dargestellte beziehen (z.B. auf das adaptive System 300 und auf das Verfahren 400, 500). Es versteht sich, dass die Aspekte, welche in Bezug auf das adaptive System beschrieben sind, in entsprechender Weise für das/die Verfahren gelten können, und umgekehrt.Various examples are described below that relate to what has been described and illustrated above (e.g., to the adaptive system 300 and to the method 400, 500). It is understood that the aspects described in relation to the adaptive system can apply in a corresponding manner to the method(s), and vice versa.

Beispiel 1 ist ein adaptives System zur Verwendung in einem Fahrzeug, das adaptive System aufweisend: ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind und welche eingerichtet sind, ein oder mehrere mechanische Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils zu ändern basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente; ein Sensorsystem zum Ermitteln einer Betriebssituation des Fahrzeugs; und ein Steuerungssystem, welches eingerichtet ist eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente zu verursachen, zum Ändern der ein oder mehrere mechanische Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils in Abhängigkeit von der ermittelten Betriebssituation.Example 1 is an adaptive system for use in a vehicle, the adaptive system comprising: a fiber-plastic composite component comprising one or more actuator elements which are coupled to the fiber-plastic composite component and/or integrated into the fiber-plastic composite component and which are set up to change one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component based on a contraction of the one or more actuator elements; a sensor system for determining an operating situation of the vehicle; and a control system, which is set up to cause a contraction of the one or more actuator elements in order to change the one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component depending on the determined operating situation.

In Beispiel 2 kann das adaptive System gemäß Beispiel 1 optional ferner aufweisen, dass die Betriebssituation ein oder mehrere der Folgenden aufweist (z.B. beschreibt): eine Trajektorie des Fahrzeugs, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Witterung in der Umgebung des Fahrzeugs, Kollisionszustand bezüglich eines Fahrzeugs, Fehlerzustand eines Fahrzeugs, Lage (z.B. Ortsposition und/oder Ausrichtung) eines Fahrzeugs, Beschleunigung (z.B. Längs- und/oder Querbeschleunigung) eines Fahrzeugs, und/oder das Vorhandensein ein oder mehrerer Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs.In example 2, the adaptive system according to example 1 can optionally further comprise that the operating situation comprises (e.g. describes) one or more of the following: a trajectory of the vehicle, a speed of the vehicle, weather conditions in the vicinity of the vehicle, collision state with respect to a vehicle , fault condition of a vehicle, location (e.g. spatial position and/or orientation) of a vehicle, acceleration (e.g. longitudinal and/or lateral acceleration) of a vehicle, and/or the presence of one or more objects in the vicinity of the vehicle.

In Beispiel 3 kann das adaptive System gemäß Beispiel 1 oder 2 optional ferner aufweisen, dass das Sensorsystem mindestens eine Kamera, einen LIDAR-Sensor (Light Detection and Ranging), einen RADAR-Sensor (Radio Detection and Ranging), einen Ultraschallsensor, ein GPS-Gerät (Global Positioning System), einen Beschleunigungsmesser und/oder ein Gyroskop aufweist.In Example 3, the adaptive system according to Example 1 or 2 can optionally further include that the sensor system has at least one camera, a LIDAR (Light Detection and Ranging) sensor, a RADAR (Radio Detection and Ranging) sensor, an ultrasonic sensor, a GPS device (Global Positioning System), an accelerometer and/or a gyroscope.

In Beispiel 4 kann das adaptive System gemäß einem der Beispiele 1 bis 3 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil derart eingerichtet ist, dass eine Veränderung seiner ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften (z.B. eine Veränderung seiner Form) eine Veränderung der aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs bereitstellt (mit anderen Worten verursacht).In example 4, the adaptive system according to one of examples 1 to 3 can optionally also have that the fiber-plastic composite component is set up in such a way that a change in its one or more mechanical properties (e.g., a change in its shape) provides (in other words, causes) a change in the vehicle's aerodynamic properties.

In Beispiel 5 kann das adaptive System gemäß einem der Beispiele 1 bis 4 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil derart eingerichtet ist, dass die Variation der ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils eine oder mehrere der folgenden Variationen verursacht: eine Variationen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Variation einer Beschleunigung des Fahrzeugs, eine Variation einer Trajektorie des Fahrzeugs und/oder eine Variation ein oder mehrerer mechanischer Eigenschaften des Fahrzeugs. In Example 5, the adaptive system according to one of Examples 1 to 4 can optionally further include that the fiber-plastic composite component is set up such that the variation of the one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component includes one or more of the following variations causes: a variation in a speed of the vehicle, a variation in an acceleration of the vehicle, a variation in a trajectory of the vehicle, and/or a variation in one or more mechanical properties of the vehicle.

In Beispiel 5 kann das adaptive System gemäß einem der Beispiele 1 bis 4 optional ferner aufweisen, dass das Fahrzeug ein Auto oder ein Flugzeug ist.In Example 5, the adaptive system according to any one of Examples 1 to 4 may optionally further include the vehicle being a car or an airplane.

Beispiel 6 ist ein Fahrzeug aufweisend ein oder mehrere adaptive Systeme gemäß einem der Beispiele 1 bis 5.Example 6 is a vehicle having one or more adaptive systems according to any one of examples 1 to 5.

Beispiel 7 ist ein Aufprallschutzsystem, aufweisend: ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind und welche eingerichtet sind, eine Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils zu ändern basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente; ein Sensorsystem zum Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kollidieren oder kollidieren könnten; und ein Steuerungssystem, welches eingerichtet ist eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem ermittelt wurde zum Ändern der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation.Example 7 is an impact protection system comprising: a fiber-plastic composite component having one or more actuator elements which are coupled to the fiber-plastic composite component and/or integrated into the fiber-plastic composite component and which are configured to have a stiffness of the fiber - to change the plastic composite component based on a contraction of the one or more actuator elements; a sensor system for determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component collide or could collide; and a control system, which is set up to cause a contraction of the one or more actuator elements if the sensor system has determined that a collision situation exists, in order to change the stiffness of the fiber-plastic composite component during the collision situation.

In Beispiel 8 kann das Aufprallschutzsystem gemäß Beispiel 7 optional ferner aufweisen, dass das Sensorsystem derart eingerichtet ist, dass es das Auftreten der Kollisionssituation in Abhängigkeit von ein oder mehreren der Folgenden ermittelt: einem Abstand zwischen dem Objekt und dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil, einer Geschwindigkeit (und/oder einer Beschleunigung) des Objekts, einer Geschwindigkeit (und/oder einer Beschleunigung) des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils, einer Trajektorie des Objekts und/oder einer Trajektorie des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils.In Example 8, the impact protection system according to Example 7 can optionally also have that the sensor system is set up in such a way that it determines the occurrence of the collision situation depending on one or more of the following: a distance between the object and the fiber-plastic composite component, a Speed (and/or an acceleration) of the object, a speed (and/or an acceleration) of the fiber-plastic composite component, a trajectory of the object and/or a trajectory of the fiber-plastic composite component.

In Beispiel 9 kann das Aufprallschutzsystem gemäß Beispiel 7 oder 8 optional ferner aufweisen, dass die Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation reduziert wird.In example 9, the impact protection system according to example 7 or 8 can optionally also have that the rigidity of the fiber-plastic composite component is reduced during the collision situation.

In Beispiel 10 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 9 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil zumindest abschnittsweise verformbar ist derart, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil zumindest in eine erste Form und eine zu der ersten Form unterschiedliche zweite Form gebracht werden kann, und dass die ein oder mehreren Aktorelemente derart mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil mittels einer von den ein oder mehreren Aktorelementen erzeugten Zugkraft aus der ersten Form in die zweite Form gebracht werden kann.In Example 10, the impact protection system according to one of Examples 7 to 9 can optionally also have that the fiber-plastic composite component is deformable at least in sections such that the fiber-plastic composite component at least has a first shape and a second shape that is different from the first shape shape can be brought, and that the one or more actuator elements are coupled to the fiber-plastic composite component and/or integrated into the fiber-plastic composite component in such a way that the fiber-plastic composite component is produced by means of one of the one or more actuator elements Tensile force can be brought from the first form into the second form.

In Beispiel 11 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 10 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil federelastisch verformbar ist.In example 11, the impact protection system according to one of examples 7 to 10 can optionally also have the fiber-plastic composite component being resiliently deformable.

In Beispiel 12 kann das Aufprallschutzsystem gemäß Beispiel 11 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil derart eingerichtet ist, dass es aus der ersten Form federelastisch in die zweite Form verformbar ist; oder dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil derart eingerichtet ist, dass es aus der zweiten Form federelastisch in die erste Form verformbar ist.In example 12, the impact protection system according to example 11 can optionally also have that the fiber-plastic composite component is set up in such a way that it can be deformed from the first shape into the second shape in a resilient manner; or that the fiber-plastic composite component is set up in such a way that it can be elastically deformed from the second shape into the first shape.

In Beispiel 13 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 10 bis 12 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aus einem Material derart ausgestaltet ist, dass das Material dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil eine Rückstellkraft verleiht.In example 13, the impact protection system according to one of examples 10 to 12 can optionally further have that the fiber-plastic composite component is made of a material such that the material imparts a restoring force to the fiber-plastic composite component.

In Beispiel 14 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 10 bis 13 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil derart eingerichtet ist, dass eine Rückstellkraft erzeugt wird, wenn das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aus der ersten Form ausgelenkt wird; oder dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil derart eingerichtet ist, dass eine Rückstellkraft erzeugt wird, wenn das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aus der zweiten Form ausgelenkt wird.In Example 14, the impact protection system according to any one of Examples 10 to 13 can optionally further include the fiber-plastic composite component being configured in such a way that a restoring force is generated when the fiber-plastic composite component is deflected from the first shape; or that the fiber-plastic composite component is set up in such a way that a restoring force is generated when the fiber-plastic composite component is deflected from the second shape.

In Beispiel 15 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 10 bis 14 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil derart abschnittsweise federelastisch verformbar ist, dass eine rücktreibende Kraft erzeugt wird, welche das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil von der zweiten Form in die erste Form bringt.In Example 15, the impact protection system according to one of Examples 10 to 14 can optionally also have the fiber-plastic composite component being resiliently deformable in sections in such a way that a restoring force is generated, which pushes the fiber-plastic composite component from the second mold into the brings first form.

In Beispiel 16 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 15 optional ferner aufweisen, dass das Steuerungssystem ferner eingerichtet ist die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem ermittelt wurde zum Ändern der Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation.In example 16, the impact protection system according to one of examples 7 to 15 can optionally further have that the control system is further set up to cause the contraction of the one or more actuator elements when the presence of a collision situation has been determined by the sensor system to change the shape of the fiber Plastic composite component during the collision situation.

In Beispiel 17 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 16 optional ferner aufweisen, dass mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht. In einigen Aspekten kann mindestens Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente ein oder mehrere dielektrische Elastomere aufweisen bzw. daraus bestehen. Alternativ, in einigen Aspekten, kann mindestens Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente eine Kombination von mindestens einem FGL-Aktor und mindestens einem Aktor basierend auf ein oder mehreren dielektrischen Elastomere aufweisen.In example 17, the impact protection system according to one of examples 7 to 16 can optionally further have that at least one actuator element of the one or more actuator elements has or consists of a shape memory alloy. In some aspects, at least one of the one or more actuator elements may include or consist of one or more dielectric elastomers. Alternatively, in some aspects, at least one of the one or more actuator elements may include a combination of at least one SMA actuator and at least one actuator based on one or more dielectric elastomers.

In Beispiel 18 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 17 optional ferner aufweisen, dass mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente als Einweg-Aktorelement ausgestaltet ist.In example 18, the impact protection system according to one of examples 7 to 17 can optionally also have that at least one actuator element of the one or more actuator elements is designed as a one-way actuator element.

In Beispiel 19 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 18 optional ferner aufweisen, dass mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente in einem ersten (inaktiven) Aktorzustand und in einem zweiten (aktiven) Aktorzustand sein kann. Beispielsweise kann das mindestens eine Aktorelement eingerichtet sein, in dem zweiten Aktorzustand die Zugkraft zu erzeugen.In example 19, the impact protection system according to any one of examples 7 to 18 can optionally further comprise that at least one actuator element of the one or more actuator elements can be in a first (inactive) actuator state and in a second (active) actuator state. For example, the at least one actuator element can be set up to generate the tensile force in the second actuator state.

In Beispiel 20 kann das Aufprallschutzsystem gemäß Beispiel 19 optional ferner aufweisen, dass, wenn das mindestens eine Aktorelement in dem ersten Aktorzustand ist, die Formgedächtnislegierung des mindestens einen Aktorelements eine Temperatur unterhalb dessen Phasenumwandlungstemperatur aufweist, und wenn das mindestens eine Aktorelement in dem zweiten Aktorzustand ist, die Formgedächtnislegierung des mindestens einen Aktorelements eine Temperatur oberhalb dessen Phasenumwandlungstemperatur aufweist.In example 20, the impact protection system according to example 19 can optionally further comprise that when the at least one actuator element is in the first actuator state, the shape memory alloy of the at least one actuator element has a temperature below its phase transformation temperature, and when the at least one actuator element is in the second actuator state , The shape memory alloy of the at least one actuator element has a temperature above its phase transformation temperature.

In Beispiel 21 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 20 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil einen Faserverbundwerkstoff aufweist, oder dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist. Anschaulich kann das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil ein Fasermaterial aufweisen oder aus einem Fasermaterial bestehen, welches in einem Matrixmaterial eingebettet ist.In example 21, the impact protection system according to one of examples 7 to 20 can optionally further have that the fiber-plastic composite component has a fiber-composite material, or that the fiber-plastic composite component is formed from a fiber-composite material. Clearly, the fiber-plastic composite component can have a fiber material or consist of a fiber material that is embedded in a matrix material.

In Beispiel 22 kann das Aufprallschutzsystem gemäß Beispiel 21 optional ferner aufweisen, dass mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente in dem Faserverbundstoff des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils eingebettet ist. Beispielsweise kann das mindestens eine Aktorelement mit Fasern des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils verbunden sein (z.B. mittels einer textiltechnischen Verbindung).In example 22, the impact protection system according to example 21 can optionally also have that at least one actuator element of the one or more actuator elements is embedded in the fiber composite of the fiber-plastic composite component. For example, the at least one actuator element can be connected to fibers of the fiber-plastic composite component (e.g. by means of a textile connection).

In Beispiel 23 kann das Aufprallschutzsystem gemäß Beispiel 21 oder 22 optional ferner aufweisen, dass mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente zumindest abschnittsweise textiltechnisch mit Fasern des Faserverbundwerkstoffs verbunden ist. Beispielsweise kann ein Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffs mit zumindest einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt des mindestens einen Aktorelements textiltechnisch verbunden sein.In example 23, the impact protection system according to example 21 or 22 can optionally also have that at least one actuator element of the one or more actuator elements is at least partially textile-connected to fibers of the fiber composite material. For example, a fiber material of the fiber composite material can be textile-technically connected to at least a first end section and a second end section of the at least one actuator element.

In Beispiel 24 kann das Aufprallschutzsystem gemäß Beispiel 23 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil eine Gleitschicht aufweist zum Entkoppeln des mindestens einen Aktorelements von dem Faserverbundwerkstoff.In example 24, the impact protection system according to example 23 can optionally also have that the fiber-plastic composite component has a sliding layer for decoupling the at least one actuator element from the fiber-composite material.

In Beispiel 25 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 24 optional ferner aufweisen, dass mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente ein Formgedächtnislegierungsdraht ist bzw. als Formgedächtnislegierungsdraht ausgestaltet ist.In example 25, the impact protection system according to one of examples 7 to 24 can optionally also have that at least one actuator element of the one or more actuator elements is a shape memory alloy wire or is configured as a shape memory alloy wire.

In Beispiel 26 kann das Aufprallschutzsystem gemäß einem der Beispiele 7 bis 25 optional ferner aufweisen, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil eine Motorhaube oder ein Karosseriebauteil eines Fahrzeugs ist bzw. als solche(s) ausgestaltet ist.In example 26, the impact protection system according to one of examples 7 to 25 can optionally also have that the fiber-plastic composite component is a hood or a body component of a vehicle or is configured as such.

In Beispiel 27 kann das Aufprallschutzsystem gemäß Beispiel 26 optional ferner aufweisen, dass das Objekt ein Fußgänger ist, und wobei die Kollisionssituation einen Aufprall des Fußgängers mit der Motorhaube bzw. mit dem Karosseriebauteil aufweist.In example 27, the impact protection system according to example 26 can optionally further include that the object is a pedestrian, and the collision situation includes an impact of the pedestrian with the hood or with the body component.

Beispiel 28 ist ein Fahrzeug aufweisend ein oder mehrere Aufprallschutzsysteme gemäß einem der Beispiele 7 bis 27.Example 28 is a vehicle having one or more impact protection systems according to any one of Examples 7 to 27.

Beispiel 29 ist ein Verfahren zum Betreiben eines adaptiven Systems, das adaptive System aufweisend ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind, das Verfahren aufweisend: Ermitteln einer Betriebssituation; und Steuern der ein oder mehreren Aktorelemente, um eine Änderung von ein oder mehreren mechanischen Eigenschaften des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils in Abhängigkeit von der ermittelten Betriebssituation zu verursachen.Example 29 is a method for operating an adaptive system, the adaptive system comprising a fiber-plastic composite component having one or more actuator elements which are coupled to the fiber-plastic composite component and/or integrated into the fiber-plastic composite component, the method comprising: determining an operating situation; and controlling the one or more actuator elements in order to cause a change in one or more mechanical properties of the fiber-plastic composite component as a function of the determined operating situation.

In Beispiel 30 kann das Verfahren gemäß Beispiel 29 ein oder mehrere Merkmale der Beispiele 1 bis 28 aufweisen.In Example 30, the method of Example 29 may have one or more of the features of Examples 1-28.

Beispiel 31 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Aufprallschutzsystems, das Aufprallschutzsystem aufweisend ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind, das Verfahren aufweisend: Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kollidieren oder kollidieren könnten; und Verursachen einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation ermittelt wurde zum Ändern einer Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation.Example 31 is a method for operating an impact protection system, the impact protection system having a fiber-plastic composite component having one or more actuator elements which are coupled to the fiber-plastic composite component and/or integrated into the fiber-plastic composite component, the method having : determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component collide or could collide; and causing a contraction of the one or more actuator elements if the existence of a collision situation has been determined to change a stiffness of the fiber-plastic composite component during the collision situation.

In Beispiel 32 kann das Verfahren gemäß Beispiel 31 ein oder mehrere Merkmale der Beispiele 1 bis 30 aufweisen.In Example 32, the process of Example 31 may include one or more features of Examples 1-30.

Beispiel 33 ist ein adaptives System zur Verwendung in einem Fahrzeug, das adaptive System aufweisend: ein Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Verbundbauteil integriert sind und welche eingerichtet sind, ein oder mehrere mechanische Eigenschaften des Verbundbauteils zu ändern basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente; ein Sensorsystem zum Ermitteln einer Betriebssituation des Fahrzeugs; und ein Steuerungssystem, welches eingerichtet ist eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente zu verursachen, zum Ändern der ein oder mehrere mechanische Eigenschaften des Verbundbauteils in Abhängigkeit von der ermittelten Betriebssituation.Example 33 is an adaptive system for use in a vehicle, the adaptive system comprising: a composite component comprising one or more actuator elements which are coupled to the composite component and/or integrated into the composite component and which are configured one or more mechanical properties of the composite component to change based on a contraction of the one or more actuator elements; a sensor system for determining an operating situation of the vehicle; and a control system, which is set up to cause the one or more actuator elements to contract in order to change the one or more mechanical properties of the composite component as a function of the determined operating situation.

Beispiel 34 ist ein Aufprallschutzsystem, aufweisend: ein Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Verbundbauteil integriert sind und welche eingerichtet sind, eine Steifigkeit des Verbundbauteils zu ändern basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente; ein Sensorsystem zum Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Verbundbauteil kollidieren oder kollidieren könnten; und ein Steuerungssystem, welches eingerichtet ist eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem ermittelt wurde zum Ändern der Steifigkeit des Verbundbauteils während der Kollisionssituation.Example 34 is an impact protection system, comprising: a composite component having one or more actuator elements which are coupled to the composite component and/or integrated into the composite component and which are configured to change a stiffness of the composite component based on a contraction of the one or more actuator elements; a sensor system for determining an existence of a collision situation in which an object and the composite component collide or may collide; and a control system, which is set up to cause a contraction of the one or more actuator elements if the sensor system has determined that a collision situation exists, in order to change the stiffness of the composite component during the collision situation.

Claims (8)

Aufprallschutzsystem (300), aufweisend: ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente (150, 204, 306), welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) integriert sind und welche eingerichtet sind, eine Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304) zu ändern basierend auf einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306); ein Sensorsystem (312) zum Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) kollidieren oder kollidieren könnten; und ein Steuerungssystem (314), welches eingerichtet ist eine Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem (312) ermittelt wurde zum Ändern der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304) während der Kollisionssituation, wobei das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) einen Faserverbundwerkstoff aufweist, oder wobei das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist, und wobei mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) zumindest abschnittsweise textiltechnisch mit Fasern des Faserverbundwerkstoffs verbunden ist.Impact protection system (300) comprising: a fiber-plastic composite component (100, 202, 304) having one or more actuator elements (150, 204, 306) which are coupled to the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) and/or into the fiber-plastic - Composite component (100, 202, 304) are integrated and which are set up to change a stiffness of the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) based on a contraction of the one or more actuator elements (150, 204, 306); a sensor system (312) for determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) collide or could collide; and a control system (314), which is set up to cause a contraction of the one or more actuator elements (150, 204, 306) when the sensor system (312) has determined that a collision situation is present, in order to change the stiffness of the fiber-plastic composite component ( 100, 202, 304) during the collision situation, wherein the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) comprises a fiber-composite material, or wherein the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) is formed from a fiber-composite material, and wherein at least one actuator element of the one or more actuator elements (150, 204, 306) is textile-technically connected to fibers of the fiber composite material at least in sections. Aufprallschutzsystem (300) gemäß Anspruch 1, wobei das Sensorsystem (312) derart eingerichtet ist, dass es das Auftreten der Kollisionssituation in Abhängigkeit von ein oder mehreren der Folgenden ermittelt: einem Abstand zwischen dem Objekt und dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304), einer Geschwindigkeit des Objekts, einer Geschwindigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304), einer Trajektorie des Objekts und/oder einer Trajektorie des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304).Impact protection system (300) according to claim 1 , wherein the sensor system (312) is set up in such a way that it determines the occurrence of the collision situation as a function of one or more of the following: a distance between the object and the fiber-plastic composite component (100, 202, 304), a speed of the Object, a speed of the fiber-plastic composite component (100, 202, 304), a trajectory of the object and/or a trajectory of the fiber-plastic composite component (100, 202, 304). Aufprallschutzsystem (300) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuerungssystem (314) ferner eingerichtet ist die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem (312) ermittelt wurde zum Ändern der Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304) während der Kollisionssituation.Impact protection system (300) according to claim 1 or 2 , wherein the control system (314) is further set up to cause the contraction of the one or more actuator elements (150, 204, 306) when a collision situation of the sensor system (312) was determined to change the shape of the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) during the collision situation. Aufprallschutzsystem (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) zumindest abschnittsweise verformbar ist derart, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) zumindest in eine erste Form und eine zu der ersten Form unterschiedliche zweite Form gebracht werden kann, und wobei die ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) derart mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert (100, 202, 304) sind, dass das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil (100, 202, 304) mittels einer von den ein oder mehreren Aktorelementen (150, 204, 306) erzeugten Zugkraft aus der ersten Form in die zweite Form gebracht werden kann.Impact protection system (300) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) is deformable at least in sections such that the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) is brought into at least a first shape and a second shape that differs from the first shape and wherein the one or more actuator elements (150, 204, 306) are coupled to the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) and/or integrated (100, 202, 304 ) are that the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) can be brought from the first shape into the second shape by means of a tensile force generated by the one or more actuator elements (150, 204, 306). Aufprallschutzsystem (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das Steuerungssystem (314) ferner eingerichtet ist die Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) zu verursachen, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation von dem Sensorsystem (312) ermittelt wurde zum Ändern der Form des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304) während der Kollisionssituation.Impact protection system (300) according to one of Claims 1 until 4 , the control system (314) is further set up to cause the contraction of the one or more actuator elements (150, 204, 306) when the presence of a collision situation has been determined by the sensor system (312) to change the shape of the fiber-plastic composite component ( 100, 202, 304) during the collision situation. Aufprallschutzsystem (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) eine Formgedächtnislegierung aufweist oder daraus besteht, und/oder wobei mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente (150, 204, 306) ein oder mehrere dielektrische Elastomere aufweist oder daraus besteht.Impact protection system (300) according to one of Claims 1 until 5 , wherein at least one actuator element of the one or more actuator elements (150, 204, 306) has or consists of a shape memory alloy, and/or wherein at least one actuator element of the one or more actuator elements (150, 204, 306) has one or more dielectric elastomers or consists of. Aufprallschutzsystem (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils (100, 202, 304) während der Kollisionssituation reduziert wird.Impact protection system (300) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the rigidity of the fiber-plastic composite component (100, 202, 304) is reduced during the collision situation. Verfahren (500) zum Betreiben eines Aufprallschutzsystems, das Aufprallschutzsystem aufweisend ein Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aufweisend ein oder mehrere Aktorelemente, welche mit dem Faser-Kunststoff-Verbundbauteil gekuppelt und/oder in das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil integriert sind, wobei das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil einen Faserverbundwerkstoff aufweist, oder wobei das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist, und wobei mindestens ein Aktorelement der ein oder mehreren Aktorelemente zumindest abschnittsweise textiltechnisch mit Fasern des Faserverbundwerkstoffs verbunden ist, das Verfahren (500) aufweisend: Ermitteln eines Vorliegens einer Kollisionssituation, in der ein Objekt und das Faser-Kunststoff-Verbundbauteil kollidieren oder kollidieren könnten; und Verursachen einer Kontraktion der ein oder mehreren Aktorelemente, wenn ein Vorliegen einer Kollisionssituation ermittelt wurde zum Ändern einer Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbundbauteils während der Kollisionssituation.Method (500) for operating an impact protection system, the impact protection system having a fiber-plastic composite component having one or more actuator elements, which are coupled to the fiber-plastic composite component and / or integrated into the fiber-plastic composite component, wherein the fiber Plastic composite component has a fiber composite material, or wherein the fiber-plastic composite component is formed from a fiber composite material, and wherein at least one actuator element of the one or more actuator elements is at least partially textile-technically connected to fibers of the fiber composite material, the method (500) comprising: determining an existence of a collision situation in which an object and the fiber-plastic composite component collide or could collide; and Causing a contraction of the one or more actuator elements when the existence of a collision situation has been determined to change a stiffness of the fiber-plastic composite component during the collision situation.
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DE102012003452A1 (en) 2012-02-21 2013-08-22 Daimler Ag Component for the outer surface of a vehicle

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