DE10011930A1 - Vorrichtung an Kraftfahrzeugen zum Absorbieren von kinetischer Energie bei einem Fahrzeugaufprall - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung an Kraftfahrzeugen zum Absorbieren von kinetischer Energie bei einem Fahrzeugaufprall, umfassend mindestens einen plastisch verformbaren Deformationskörper, der jeweils in einer Karosseriestruktur im Bereich einer Radeinbauverkleidung, in der ein Rad mit Abstand angeordnet ist, eingebaut ist, beschrieben. Der Deformationskörper ist dabei als aktives Crash-Element ausgebildet, und dieses wird bei Erkennen eines Fahrzeugaufpralls aus einer Ruheposition aus dem Bereich der Radeinbauverkleidung heraus in Richtung des Rades in eine Deformationsposition bewegt, wobei der Abstand zwischen Rad und Karosseriestruktur wenigstens annähernd eliminiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Kraftfahrzeugen zum Absorbieren von kinetischer Energie bei einem Fahrzeugaufprall gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Absorbieren kinetischer Energie bei einem Fahrzeugaufprall mit geringer Fahrzeuggeschwindigkeit weisen Kraftfahrzeuge bis­ her unter anderem Stoßfänger mit Prallelementen auf, die soviel Stoßenergie wie möglich absorbieren sollen, damit eine Beschä­ digung anderer Bauteile des Fahrzeugs wie beispielsweise der Beleuchtung, der Karosserie und der Längsträger, vermieden wer­ den kann.

Bei einem Fahrzeugaufprall mit höherer Fahrzeuggeschwindigkeit findet jedoch auch trotz der schon seit langer Zeit bekannten Stoßfänger eine Verformung der Karosserie statt. Insbesondere können die Räder bei einem Fahrzeugaufprall mit hoher kineti­ scher Energie von dem Radkasten der Karosserie aus in die Fahr­ gastzelle der Fahrzeuges hineingeschoben werden. Dies hat eine Gefährdung der Insassen durch die eindringenden Räder zur Fol­ ge.

Um für die Fahrzeuginsassen einen optimalen Schutz gewährlei­ sten zu können, wurden daher bisher die Bereiche der Radeinbau­ verkleidung im Radkasten in Richtung der Fahrgastzelle beson­ ders stabil ausgebildet. Dies führt jedoch zu einer sehr schwe­ ren Karosserie und damit zu erhöhten Treibstoffkosten beim Be­ trieb des Fahrzeuges.

Aus der DE-OS 21 51 827 ist eine Vorrichtung zum Anbringen an Kraftfahrzeugen zum Absorbieren von kinetischer Energie bei ei­ nem Fahrzeugaufprall bekannt, die aus plastisch verformbaren Deformationskörpern besteht. Diese Deformationskörper sind je­ weils im vorderen und hinteren, relativ stark verformbaren Be­ reich, der sich an den als steife Zelle ausgebildeten Fahrga­ straum anschließt, angeordnet. Dabei ist jeweils ein Deformati­ onskörper vor jedem Vorderrad und/oder hinter jedem Hinterrad des Kraftfahrzeugs, mit der jeweiligen Radebene fluchtend und etwa in Höhe der Radachse, angeordnet.

Ein Frontteil für Kraftfahrzeuge, das als energieumwandelnde Verformungszone ausgebildet ist, ist aus der DE-PS 22 57 940 bekannt. Dabei sind zum Vergrößern des Verformungsweges im hin­ teren Bereich der vorderen Radkästen etwa in Höhe der Radmitte Abweiselemente vorgesehen, die eine etwa lotrechte schräg nach hinten und außen gerichtete Abweisfläche aufweisen, um die Vor­ derräder hinten im Kollisionsfall nach außen zu führen.

Einen Aufprallschutz für Kraftfahrzeuge mit Stoßstangen, die vom Fahrzeug weg über eine oder mehrere hydraulische, teles­ kopartige Kolben-Zylinder-Einheiten ausfahrbar und bei einem Aufprall stoßdämpfend zurückführbar sind, beschreibt die DE-OS 28 26 543.

Die EP 0 502 799 A1 beschreibt eine in der Karosserie inte­ grierte Vorrichtung, die dafür bestimmt ist, die Insassen bei einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis vor dem Ein­ dringen der Räder in den Fahrgastraum zu schützen. Hierbei wird eine Ablenkungsplatte sowie in der Nähe des Rades und schräg zum Aufriß des Fahrzeuges im wesentlichen vertikal zur und fest an der Karosserie angeordnet, wobei die Platte an ihrer äußeren Fläche ein Gleitmittel für die Luftreifen aufweist.

Des weiteren beschreibt die DE-OS 43 02 240 eine Aufprall- Absorptionsstruktur für ein Fahrzeug, die einen Stoßfänger, ei­ nen diesen tragenden Träger mit linken und rechten Endabschnitten des Stoßfängerträgers, und die linke und rechte Seiten­ längsträger, die in Längsrichtung des Fahrzeuges zu linken und rechten Rädern des Fahrzeugs im wesentlichen fluchten, auf­ weist. An den linken und rechten Endabschnitten des Stoßfänger­ trägers und an Endabschnitten der Seitenlängsträger sind je­ weils Radstützteile vorgesehen, die Vorder- und Rückflächen der jeweiligen Räder gegenüberstehen.

Alle diese aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Anbringen an Kraftfahrzeugen, die bei einem Fahrzeugauf­ prall die kinetische Energie absorbieren, zeigen den Nachteil, daß sie alle passiv sind und auf einer mehr oder weniger star­ ren Karosseriestruktur basieren.

Daneben wird auch im Bereich der Vorder- und Hinterräder eine deformierbare Länge, welche auch als Crashlänge bezeichnet wird, im Bereich des Schwellers bzw. des Längsträgers ver­ schenkt. Dies ist durch die Radkinematik bedingt und auf das Reifengebirge zurückzuführen. Es werden nämlich bei der Kon­ struktion der Karosserie des Fahrzeuges alle kinematischen Stellungen des Rades berücksichtigt. Daneben wird beispielswei­ se auch der Raum für Schneeketten und so weiter berücksichtigt, so daß zwischen dem Umfang des Reifens und der Karosserie, und zwar hier der Radeinbauverkleidung, immer ein Abstand gegeben ist.

Dadurch stehen den Rädern zusätzlich auch noch in diesem Be­ reich zwischen Radumfang und Radeinbauverkleidung gewisse Be­ schleunigungsstrecken zur Verfügung. Diese ermöglichen bei ei­ nem Fahrzeugaufprall Relativbeschleunigungen und Relativge­ schwindigkeiten zwischen Rädern und Karosserie. Die Geschwin­ digkeiten führen zusammen mit den Radmassen zu einem Aufpral­ limpuls auf den Schweller bzw. auf die Karosseriestruktur, dem sich nur durch den Einsatz einer steifen Struktur und damit verbundenem Gewichtseinsatz entgegenwirken läßt, damit die Frei- und Überlebensräume der Fahrgastzelle erhalten bleiben.

Daneben sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vor­ richtungen zum Absorbieren kinetischer Energie bei einem Fahr­ zeugaufprall mit niedriger Geschwindigkeit die entstehenden Re­ paraturkosten relativ hoch, da sich beim Aufprall die Räder in Richtung der Fahrgastzelle bewegen, wobei die Radaufhängungen beschädigt oder zerstört werden. Bei einem starken Aufprall des Fahrzeuges können die Räder sogar die Fahrgastzelle zerstören und so zusätzlich zu Verletzungen der Insassen führen.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie bei einem Fahrzeugaufprall bereitzustellen, mit der die Intrusionen in die Fahrgastzelle bei einem Fahr­ zeugaufprall minimiert werden können und gleichzeitig die Repa­ raturkosten nach Fahrzeugaufprällen bei niedriger Geschwindig­ keit verringert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Kraftfahrzeugen zum Absorbieren von kinetischer Energie bei einem Fahrzeugaufprall, umfassend mindestens einen plastisch verformbaren Deformations­ körper, der jeweils in der Karosseriestruktur im Bereich der Radeinbauverkleidung eingebaut ist, und bei der der Deformati­ onskörper als aktives Crash-Element ausgebildet ist, kann bei Erkennen eines Fahrzeugaufpralls das aktive Crash-Element aus einer Ruheposition aus der Radeinbauverkleidung heraus in Rich­ tung des Rades in eine Deformationsposition bewegt werden und so der Abstand zwischen Rad und Karosseriestruktur eliminiert werden.

Damit kann vorteilhafterweise das Auftreten von Relativge­ schwindigkeiten zwischen Rädern und Karosserie bei einem Fahr­ zeugaufprall verhindert werden, da der Abstand zwischen Rädern und Karosserie mittels des eingesetzten Crash-Elementes elimi­ niert wird. Daneben wird gerade dieser im Normalbetrieb des Fahrzeuges vorhandene Freiraum dazu genutzt, durch das Ausfah­ ren des Crashelementes in eine Deformationsposition eine soge­ nannte Prä-Deformationszone aufzubauen. Somit kann in diesem Bereich bei einem Fahrzeugaufprall durch die aktiven Crash- Elemente neben den Stoßfängern und sonstigen am Fahrzeug vorge­ sehehen Stoßenergieaufnahmevorrichtungen zusätzlich Energie bei einem Fahrzeugaufprall abgebaut werden.

Hierbei hat es sich auch insbesondere als vorteilhaft erwiesen, daß es nicht mehr notwendig ist, allein durch eine steife Ka­ rosseriestruktur, die sehr schwer ist, den Auprallimpuls aufzu­ nehmen, der sich unter anderem aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und den Radmassen ergibt und auf den Schweller bzw. die Karos­ seriestruktur wirkt. Die Karosseriestruktur kann nun also mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung leichter ausgebildet sein und bietet dennoch eine sehr hohe Sicherheit. Darüber hinaus kann mit einer leichten Karosserie der Treibstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert werden.

Weiterhin können mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Fahrzeugaufprall mit niederen Geschwindigkeiten die Repa­ raturkosten verringert werden, da gegebenenfalls nur das Crash- Element zurückgestellt oder eventuell ausgetauscht werden muß. Daher ist es denkbar, daß Fahrzeuge, die mit einer solchen er­ findungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet sind, auch in eine niedrigere Kasko-Versicherung eingestuft werden, wodurch auch noch die Unterhaltskosten des Fahrzeuges verringert werden kön­ nen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprü­ chen und den im folgenden anhand der Zeichnung erläuterten Aus­ führungsbeispielen, wobei die Zeichnung bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Absorbieren von kineti­ scher Energie bei einem Fahrzeugaufprall zeigt.

Es zeigt hierbei:

Fig. 1 eine skizzierte Karosseriestruktur in dreidimensionaler Darstellung, wobei die Schnittlagen der folgenden Figu­ ren eingezeichnet sind;

Fig. 2 ein skizziertes Crashelement zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im vorderen Radeinbaube­ reich;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im vorde­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist, wobei ein aktives Crash-Element pneumatisch mit einem Gasgenerator ange­ trieben ist;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im vorde­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist, wobei ein weite­ res aktives Crash-Element pneumatisch mit einem Gasge­ nerator angetrieben ist;

Fig. 5 ein skizziertes Crashelement zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im hinteren Radeinbaube­ reich, entsprechend Fig. 2;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im hinte­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist entsprechend der in Fig. 3 gezeigten, wobei ein weiteres aktives Crash- Element pneumatisch wiederum mit einem Gasgenerator an­ getrieben ist;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im vorde­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist, wobei ein weite­ res aktives Crash-Element hydraulisch angetrieben ist;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im vorde­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist, wobei ein weite­ res aktives Crash-Element pneumatisch mit einem Gasge­ nerator angetrieben ist;

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im vorde­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist, wobei ein weite­ res aktives Crash-Element pneumatisch mit einem Gasge­ nerator angetrieben ist;

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im vorde­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist, wobei ein weite­ res aktives Crash-Element pneumatisch mit einem Gasge­ nerator angetrieben ist;

Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im vorde­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist, wobei ein weite­ res aktives Crash-Element hydraulisch angetrieben und reversibel ist;

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im vorde­ ren Radeinbaubereich dargestellt ist, wobei ein weite­ res aktives Crash-Element elektro-mechanisch angetrie­ ben und reversibel ist;

In Fig. 1 ist eine Karosseriestruktur 30 eines Personenkraft­ fahrzeuges in einer dreidimensionalen Darstellung skizziert ge­ zeigt. In dieser Skizze ist in einer Übersicht zu erkennen, wo die Schnitte der folgenden Figuren liegen, bei denen aus Grün­ den der Übersichtlichkeit für funktionsgleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung befindet sich in sämtlichen gezeigten Ausführungen im Bereich mindestens eines Radkastens 29, der durch eine Radeinbauverkleidung 11 gebildet wird.

In jeder der gezeigten bevorzugten Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in jedem der insgesamt vier Radkä­ sten 29 des Personenkraftfahrzeuges vorgesehen sein, also in allen vier Radeinbauverkleidungen 11, so daß bei jeder Art von Fahrzeugaufprall, das heißt bei einem aktiven Auffahren auf ein Hindernis oder aber auch in dem Fall, daß jemand beispielsweise von hinten auf das Fahrzeug auffährt, ausreichend Schutz gebo­ ten ist.

In Fig. 2 ist eine skizzenhafte Darstellung eines Crash- Elements 1 gezeigt, wie es für eine erfindungsgemäße Vorrich­ tung eingesetzt werden kann. Links ist der äußere Zylinder 22 des Crash-Elements 1 in einer Seitenansicht gezeigt, wobei das Crash-Element 1 eine Prallplatte 14 aufweist. Das Crash-Element 1 gemäß dieser Darstellung soll im vorderen Radkasten 29 in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen hinter einem Rad 13 angeordnet werden. Rechts in Fig. 2 ist ein Zylinder 22 des Crashelementes 1, der den Antrieb und den Kolben des Crashlementes 1 aufnehmen soll, von vorne ohne Prallplatte 14 gezeigt. Der Zylinder 22 weist dabei Bohrungen 6 zur Anbindung des Zylinders 22 an den Fahrzeugrohbau auf.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Hierbei ist die Vorrichtung im vorderen Bereich der Karosserie 30 eines Fahrzeuges entlang des Schnittes A-A in der Fig. 1 ge­ zeigt. Wie der Figur zu entnehmen ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Frontbereich in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen hinter den Rädern 13 angeordnet. Im Heckbereich wäre eine ent­ sprechende Vorrichtung auch auf der dem Frontbereich des Kraft­ fahrzeuges zugeordneten Seite der Rädern 13 anzuordnen (siehe Fig. 6).

In der in Fig. 3 gezeigten Ausführung ist ein aktives Crash- Element 1 vom Radkasten 29 aus gesehen hinter der Radeinbauver­ kleidung 11 angeordnet, das zum Aktivieren dieses jegliche An­ steuerung aufweisen kann, wie sie dem Fachmann bekannt ist. In der Fig. 3 ist dies beispielsweise eine pneumatische Ansteue­ rung mit einem Gasgenerator. In dieser Figur ist das Crash- Element 1 auch halbiert dargestellt, einmal im oberen Bildbe­ reich in Ruheposition 1A und im unteren Bereich der Figur akti­ viert, also in Deformationsposition 1B.

Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist das akti­ ve Crash-Element 1 in dem Bereich eines Längsträgers, von dem eine Innenkontur 3 und eine Außenkontur 4 ersichtlich sind, im Radeinbau 9, 10 in der Karosseriestruktur 30 eingebaut. Das ak­ tive Crash-Element 1 befindet sich also hinter einem vorderen Kotflügel 2 in dem Längsträger, d. h. zwischen dessen Außenkon­ tur 4 und der Innenkontur 3. Des weiteren ist in der Fig. 3 er­ sichtlich, daß ein Pedalbodenquerträger 5 und eine Stirnwand 7 jeweils oberhalb des Crash-Elementes 1 angeordnet sind.

Findet nun ein Fahrzeugaufprall statt, so wird das Crash- Element 1 aktiviert, wobei dies wiederum auf jede dem Fachmann bekannte Art und Weise erfolgen kann.

Erkennt z. B. eine Aufprallüberwachungseinrichtung einen Fahr­ zeugaufprall, so werden bei dem Crash-Element 1 gemäß Fig. 3 mittels einer Fahrzeugelektronik aus dem Zylinder 22 mindestens eines oder mehrere hintereinander angeordnete Prallelemente 17 über einen Kolben durch eine Pneumatik in im wesentlichen zur Fahrbahn vertikaler Richtung herausbewegt.

Beim Ausfahren des Crash-Elementes 1 kann ein Fixierring 18 un­ ter Vorspannung in eine von zwei Rastnuten 16 einrasten. Der Grund dafür, daß gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform zwei Rastnuten 16 vorgesehen sind, ist darin zu sehen, daß damit ei­ nem etwas schwankenden Druckaufbau durch die Pneumatik Rechnung getragen werden kann. Das heißt, daß auch in dem Fall, bei dem der maximale Druck nicht erreicht werden kann, dennoch ein Ein­ rasten des Fixierringes 18 in der hinteren Rastnut 16 möglich ist.

Die Fahrzeugelektronik, die zur Aktivierung des Crash-Elementes 1 dient, kann dabei beispielsweise eine schon im Fahrzeug vor­ handene sein. Daneben kann auch als Aufprallüberwachungsein­ richtung im Fahrzeug eine schon vorhandene Abstandsmessung, wie beispielsweise eine Radarmessung oder auch andere Sensoren ein­ gesetzt werden, so daß keine weiteren Überwachungseinrichtungen im Fahrzeug notwendig werden.

Wird das Crash-Element 1 aktiviert, wird, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, der Abstand zwischen Rad 13 und Radeinbauverklei­ dung 11 eliminiert und es können zwischen Karosserie und Rad 13 keine Relativbeschleunigungen mehr erzeugt werden. Ferner dient das Crash-Element 1 auch als Verformungskörper, der bei einem Fahrzeugaufprall beispielsweise durch seine Prallelemente 17 Energie aufnehmen kann.

Das Aktivieren des aktiven Crash-Elementes 1 kann dabei aber auch auf jede andere erdenkliche Art und Weise erfolgen. Es muß sich hierbei nicht zwangsläufig um eine in Fig. 3 beispielhaft dargestellte pneumatische Aktivierung handeln.

In Fig. 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Vorrichtung mit hydraulischem Antrieb darge­ stellt. Die Hydraulik hat den Vorteil einer hohen Leistungs­ dichte und unterliegt keinen großen Druckschwankungen. Hierbei entspricht das Crash-Element 1 im wesentlichen dem in der Fig. 3 dargestellten, mit dem Unterschied, daß keine zwei Rastnuten 16, sondern nur eine Rastnut 16 im Zylinder 22 ausgebildet ist. Diese eine Rastnut 16 ist zum Ausgleich von schwankenden Drüc­ ken der Hydraulik in einer gewissen Breite ausgebildet. Diese Ausführung der Erfindung ist auch deshalb vorteilhaft, weil die Herstellung des Zylinders dadurch einfacher wird. Des weiteren kann das Crash-Element insgesamt kürzer ausgebildet werden.

Fig. 5 zeigt eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, nämlich eine skizzenhafte Darstellung eines Crash-Elements 1, wie es für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbau in den hinte­ ren Radbereich eingesetzt werden kann.

Rechts in Fig. 5 ist der äußere Zylinder 22 des Crash-Elements 1 in einer Seitenansicht gezeigt. Den Abschluß des Crash- Elementes 1 bildet eine Prallplatte 14. Dieses Crash-Element 1 soll im hinteren Radkasten 29 in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen vor dem Rad 13 angeordnet werden. Links in Fig. 2 ist der Zy­ linder 22 des Crash-Elementes 1 von vorne, ohne Prallplatte 14 gezeigt. Der Zylinder 22 weist dabei Bohrungen 6 zur Anbindung des Zylinders 22 an den Fahrzeugrohbau auf.

In Fig. 6 ist das der Fig. 3 entsprechende aktive Crash-Element 1 gezeigt, jedoch bei einem Einbau im Heckbereich der Karosse­ riestruktur eines Fahrzeuges 30.

Das Crash-Element 1 ist wiederum in zwei Positionen darge­ stellt, nämlich einmal hälftig, in Deformationsposition 1B und darüber hälftig in Ruheposition 1A. In Ruheposition befindet sich das Crash-Element 1 also hinter der Radeinbauverkleidung 11, welche es in einem aktivierten Zustand durchdringt bzw. verbiegt, wodurch der Abstand zwischen Rad 13 und Kaosserie­ struktur 30 eliminiert wird, so daß bei einem Fahrzeugaufprall keine oder nur wenig Relativbeschleunigungen und Relativge­ schwindigkeiten zwischen Rädern und Karosseriestruktur möglich sind. Daneben wird dieser Freiraum ausgenutzt, um mit Hilfe des Crash-Elementes 1 eine Prä-Deformationszone aufzubauen, so daß bei einem Aufprall mit relativ geringer Geschwindigkeit nur ge­ ringer Schaden mit niedrigen Reparaturkosten entsteht, während bei Aufprallen mit hoher Geschwindigkeit eine hohe Sicherheit der Fahrzeuginsassen gewährleistet ist.

Fig. 7 zeigt eine der Fig. 4 entsprechenden Vorrichtung, jedoch wieder für den Einbau im hinteren Radbereich, d. h. gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform in Vorwärtsfahrtrich­ tung gesehen vor dem Hinterrad.

Bezug nehmend auf Fig. 8 ist wiederum ein Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im vorderen Radeinbaubereich dargestellt, wobei ein weiteres akti­ ves Crash-Element 1 pneumatisch angetrieben ist.

Die hier gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von den bisher gezeigten dadurch, daß keine Rastnut innerhalb des Sy­ stems in dem Zylinder 22 ausgebildet ist, sondern der Fixier­ ring 18 am Ende des Zylinders 22 in eine Aussparung 16 einra­ stet und so in radabgewandter Richtung an einer Anlagefläche des Zylinders 22 anliegt, wodurch nach dem Ausfahren in Defor­ mationsposition ein Rückverschieben des Kolbens 19 behindert wird. Um aber auch ein "Überschießen" des Kolbens 19 aus dem Zylinder 22 vermeiden zu können, ist das Crash-Element 1 derart ausgebildet, daß der Kolben 19 in seiner umfänglichen Form in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen vorne kegelig bzw. sich verjün­ gend ausgebildet ist. Entsprechend ist der Zylinder 22 in sei­ nem inneren Bereich in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen vorne auch so ausgebildet, daß der Kegel bzw. der sich verjüngende Bereich des Kolbens 19 formschlüssig darin aufgenommen werden kann. Das heißt, daß das "Überschießen" des Kolbens 19 durch den kegelar­ tigen Formschluß mit dem Zylinder 22 vermieden werden kann. Ei­ ne solche Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat den Vorteil, daß das Crash-Element 1 im Vergleich zu den oben be­ schriebenen Ausführungen noch kürzer ausgebildet werden kann. Somit ist in der Karosseriestruktur für eine erfindungsgemäße Vorrichtung noch weniger Bauraum notwendig.

Fig. 9 zeigt nochmals einen Schnitt durch die Karosseriestruk­ tur 30 entlang der Linie A-A in Fig. 1, wobei die erfindungsge­ mäße Vorrichtung frontseitig angeordnet ist und das aktive Crash-Element 1 wiederum pneumatisch angetrieben ist, mit einer genaueren Darstellung des Antriebs.

Das Crash-Element 1 ist dabei im Unterschied zu den bisher be­ schriebenen Ausführungen dergestalt aufgebaut, daß der Zylinder 22 einstückig mit einem im wesentlichen geschlossenen Bereich bzw. Zylinderboden 22A ausgebildet ist. Dieser Zylinderboden 22A weist dann vorteilhafterweise eine Bohrung auf, durch die ein Gasgenerator 21 mittels einer Mutter 23 eingeschraubt wer­ den kann. Der Gasgenerator 21 weist dabei umfänglich zum Zylin­ der hin eine Dichtung 20 auf.

Das Crash-Element 1 wird gemäß dieser Ausführungsform also von vorne (in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen) montiert.

Der Zylinder 22 gemäß Fig. 9 ist viel leichter zu fertigen, da er keine genaue Paßform mit angrenzenden Teilen aufweisen muß. Er kann beispielsweise aus Kunststoff oder Metall ausgebildet sein und ohne spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Gießen oder auch durch Napfpressen hergestellt werden.

Weiterhin ist es mit dieser Ausführung möglich, daß die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung noch kürzer hergestellt werden kann als bei den oben beschriebenen Ausführungen.

In dem Zylinder 22 befindet sich der Kolben 19, der in der Ru­ heposition 1A des Crash-Elementes 1 einen Fixierring 18 unter Vorspannung enthält. In Radrichtung schließen sich wiederum zwei hintereinander liegende Prallelemente 17 an, die über eine Schweißmutter 15 eine Prallplatte 14 aufnehmen.

Bei einer Aktivierung des Crash-Elementes 1 und Ausfahren in die Deformationsposition 1B wird durch den Gasgenerator 21 ein Gassack 25 des Crash-Elementes 1 gefüllt, wodurch der Kolben 19 des Crash-Elements 1 bis zu einer maximalen Position ausgefah­ ren wird, bei der der Fixierring 18, der bis dahin unter Vor­ spannung steht, in die Rastnut 16 einrastet. Die Rastnut ist wieder als Vertiefung in dem Zylinder ausgeformt, so daß ein Verschieben des Kolbens 19 nach dem Ausfahren des Crash- Elementes 1 nicht mehr möglich ist.

Wie aus der Fig. 9 zu erkennen ist, befindet sich das Crash- Element 1 in der Deformationsposition 1B im aktivierten Zustand weit vor der Kontur der Radeinbauverkleidung 11 und reicht selbst ein wenig in den Raum des Rades 13. So stellt, wie oben schon näher ausgeführt wurde, bei einem Fahrzeugaufprall das Crash-Element 1 einen zusätzlichen energieaufnehmenden Deforma­ tionskörper dar.

In Fig. 10 ist eine Vorrichtung mit einem der Fig. 9 entspre­ chenden Crash-Element 1 gezeigt. Das Crash-Element unterschei­ det sich von dem in Fig. 9 gezeigten einzig dadurch, daß nicht nur eine Rastnut 16 am Zylinder 22 ausgebildet wurde, sondern zwei.

Wie schon beschrieben wurde, wird mit einer solchen Ausfüh­ rungsform vorteilhafterweise dem Rechnung getragen, daß der Gasgenerator 21 bei einem Fahrzeugaufprall unter Umständen nicht den vollen Druck im Crash-Element 1 aufbauen kann und so der Kolben 19 nicht ausreichend weit ausgefahren werden kann, um den Fixierring 18 mit der Rastnut 16 in Eingriff zu bringen.

Damit aber auf alle Fälle ein Einrasten gewährleistet ist, ist nochmals kurz vor der ersten Rastnut 16 eine weitere Rastnut 16 im Zylinder 22 vorgesehen.

Die in Fig. 10 gezeigte Anordnung der Rastnuten 16 zeigt wei­ terhin den Vorteil, daß bei einem Ausfahren des Kolbens 19 mit sehr hoher Geschwindigkeit diese Geschwindigkeit durch das überfahren der ersten Rastnut 16 als eine Art Hindernis verrin­ gert wird. Somit ist gewährleistet, daß der Fixierring 18 auch in der ersten Rastnut 16 einrastet und nicht mit hoher Ge­ schwindigkeit darüber hinausfährt.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht in allen Radbereichen der Karosseriestruktur 30 eingebaut werden muß, sie kann durchaus auch nur in den jeweils vorderen oder den hinteren Radbereichen vorgesehen sein.

Auch kann die Aktivierung der Crash-Elemente 1 und das Auslösen selbst sehr unterschiedlich erfolgen. Um jedoch ein einheitli­ ches und gleichzeitiges Auslösen sicherstellen, können auf ein­ fache und kostengünstige Weise alle Crash-Elemente 1 mit der selben Einrichtung und auf die selbe Art ausgelöst werden.

In Fig. 11 ist ein Schnitt entlang A-A in Fig. 1 gezeigt, bei dem schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei Vorderrä­ dern gezeigt ist, wobei das aktive Crash-Element 1 hydraulisch angetrieben ist.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Crash- Element 1 in besonders vorteilhafter Wiese reversibel ausge­ staltet.

Bei einem Fahrzeugaufprall fährt bei der in Fig. 11 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung ein einfach wirkender Hydrau­ likzylinder mit integrierter Spiralfeder 26, die den Rückhol­ vorgang durch Überwindung der Reibung unterstützt, das Crash- Element 1 ein und aus. Hierzu können ein Schaltventil, ein Hy­ drospeicher und eine Steuerelektronik jeweils optional am Zy­ linder 22 angebracht sein.

Durch die Reversibilität des Systems können Reparaturkosten bei leichten, sogenannten "Bagatellunfällen" äußerst gering gehal­ ten werden.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß mindestens ein Crash-Element 1 einen oder mehrere parallel geschaltete Pralltöpfe 17 aufweist. Alternativ oder auch daneben können ebenso Schäume und/oder Waben vorgesehen sein, um bei einem Fahrzeugaufprall die Energie optimal absorbieren zu können.

Wie aus Fig. 12 zu erkennen ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart vorgesehen sein, daß mindestens ein Crash-Element 1 elektro-mechanisch aktiviert wird.

Bei der hier ebenfalls im Vorderradbereich eingebrachten erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung, erfolgt der Antrieb über eine Spindel 27, die ihrerseits wiederum von einem Elektromotor 28 angetrie­ ben wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Crash-Element 1 reversibel ausgebildet, da der Elektromotor das Crash-Element 1 aus- und einfahren kann. Das Crash-Element 1 könnte jedoch ebenso irreversibel ausgebildet sein.

Da der elektro-mechanische Antrieb mit einer relativ geringen Geschwindigkeit erfolgt, ist ein so angetriebenes Crash-Element vorteilhafterweise präventiv einzusetzen.

Das Crash-Element 1 ist dabei günstigerweise reversibel ausge­ bildet, da es dann unter Umständen beispielsweise bei einem nur sehr geringfügigen Fahrzeugaufprall oder wenn das Crash-Element 1 präventiv ausgefahren wurde, aber gar kein Aufprall stattge­ funden hat, ohne größeren Umbauaufwand und Auswechselaufwand wieder zurückgefahren werden kann.

Claims (12)

1. Vorrichtung an Kraftfahrzeugen zum Absorbieren von kinetischer Energie bei einem Fahrzeugaufprall, umfassend mindestens ei­ nen plastisch verformbaren Deformationskörper, der jeweils in einer Karosseriestruktur im Bereich einer Radeinbauver­ kleidung, in der das Rad mit Abstand angeordnet ist, einge­ baut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deformationskörper als aktives Crash-Element (1) ausgebildet ist und bei Erkennen eines Fahrzeugaufpralls aus einer Ruheposition (1A) aus dem Bereich der Radeinbauver­ kleidung (11) heraus in Richtung des Rades (13) in eine De­ formationsposition (1B) bewegt wird, wobei der Abstand zwi­ schen Rad (13) und Karosseriestruktur (30) wenigstens annä­ hernd eliminiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Crash-Element (1) reversibel ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in jedem der vier Radeinbauverkleidungen (11) des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Frontbereich in Vorwärts-Fahrtrichtung gesehen hinter den Rädern (13) und/oder im Heckbereich vor den Rä­ dern (13) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Crash-Elementes (1) aus der Ruhepositi­ on (1A) in die Deformationsposition (1B) im wesentlichen vertikal zur Fahrzeuglängsachse erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen in einem Längsträger (3, 4) in der Karosseriestruktur (30) eingebaut ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des aktiven Crash-Elementes (1) aus der Ru­ heposition (1A) in die Deformationsposition (1B) mittels ei­ nes Kolbens (19) erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Crash-Element (1) durch eine Aufprallüberwachungs­ einrichtung und eine Fahrzeugelektronik ausgelöst wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Crash-Element (1) pneumatisch aktivierbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Crash-Element (1) elektromechanisch ak­ tivierbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Crash-Element (1) hydraulisch aktivier­ bar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Crash-Elemente (1) einen oder mehrere parallel geschaltete Prallelemente (17) aufweist.