DE10136297A1

DE10136297A1 - Pralldämpfer

Info

Publication number: DE10136297A1
Application number: DE10136297A
Authority: DE
Inventors: Paul Eberhard Krug; Gero Kronen
Original assignee: ZF Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-01-02
Also published as: US20030020289A1

Abstract

Aufprallschutz für Kraftfahrzeuge, umfassend einen Stoßfänger an mindestens einem Verbindungsteil zu einem Chassis des Kraftfahrzeugs sowie eine gummielastische Aufprallleiste entlang des Stoßfängers zur Vernichtung von Aufprallenergie bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis, wobei die gummielastische Aufprallleiste aus einem luftbefüllbaren Luftschlauch und einer Blende besteht, wobei der Luftschlauch zur Bildung eines Luftpolsters mit einem Druckspeicher über eine Druckleitung in Verbindung steht, wobei der Luftdruck im Luftschlauch über ein Ventil gesteuert werden kann, das mit einer Erkennungssensorik zur Erkennung der Größe des abzufedernden Stoßes unmittelbar vor der Kollision des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit Fußgängern, über eine elektronische Steuerleitung verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufprallschutz für Kraftfahrzeuge, umfassend einen Stoßfänger an mindestens einem Verbindungsteil zu einem Chassis des Kraftfahrzeugs sowie eine gummielastische Aufprallleiste entlang des Stoßfängers zur Vernichtung von Aufprallenergie bei einer Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Hindernis, wobei die gummielastische Aufprallleiste aus einem luftbefüllbaren Luftschlauch und einer Blende besteht.

Abgefederte Stoßfänger, insbesondere solche, die durch ein Luftpolster abgefedert sind, gehören zum Stand der Technik. Sie sollen das Kraftfahrzeug und das Hindernis schützen, auf das das Kraftfahrzeug im Falle einer Kollision stößt. Schaumgummi oder permanente Luftdruckfüllungen in Luftpolstern haben aber eine harte Federcharakteristik, die in erster Linie dem Kraftfahrzeug mit seiner relativ großen Masse nützt, nicht aber den Hindernissen. Speziell für Fußgänger, Zweiradfahrer oder mit ähnlich großer Masse behafteten Hindernissen ist eine Polsterung des Stoßfängers nach den vorgenannten Kriterien zwar besser als nichts, ist aber bei weitem nicht ausreichend gegenüber einem Stoßfänger, der mit einem großvolumigen Luftschlauch mit relativ niedrigem Luftdruck ausgestattet ist. Hierdurch könnte sich der Verlauf der Kraft beim Stoß gegen den Stoßfänger auf einen größeren Weg verteilen und die kostenverursachenden Verletzungen oder Zerstörungen könnten herab gemindert werden.

Diese Überlegungen führen zu der Aufgabe der Erfindung, einen Aufprallschutz entlang des Stoßfängers zu schaffen, der mit einem Luftschlauch zur Absorption von Stoßenergie ausgestattet ist und der neben dem eigenen Schutz des Kraftfahrzeuges auch dem der leichteren Hindernisse, wie Zweiräder oder Fußgänger gerecht wird.

Als Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, das Kraftfahrzeug mit einer Erkennungssensorik und einem Druckspeicher auszurüsten, mit deren Hilfe ein aktives Dämpfungssystem zum Schutze gleichermaßen des Kraftfahrzeugs sowie der leichteren Hindernisse, wie z. B. Fußgänger erreicht werden kann.

Der Druckspeicher, der mit hohem Druck vorgespannt ist, ist über eine Druckleitung zunächst mit einem Ventil und über dieses mit einem Luftschlauch verbunden, der mit dem Stoßfänger verbunden ist und sich über die gesamte Länge des Stoßfängers erstreckt. Wird das Ventil geöffnet, so kann der Luftschlauch in Bruchteilen von Sekunden aufgepumpt werden. Das Ventil wird über eine elektrische Steuerleitung gesteuert, wobei die Aktivierung dieses Ventils von der Erkennungssensorik ausgeht, die bereits vor der Kollision des Kraftfahrzeuges mit dem Hindernis dieses in seiner Größe und Masse berechnen und so die geeignete Druckfüllung für die zu erwartende Kollision durch Steuerung des Ventils dem Luftschlauch zumessen kann.

Der Luftschlauch bildet mit einer Blende eine Aufprallleiste, die im Ruhezustand optisch in den Stoßfänger integriert ist. Dabei ist die Blende in den Stoßfänger eingeklinkt und deckt den Luftschlauch nach außen ab. Wenn im Falle der Kollision der Luftschlauch schlagartig aufgepumpt wird, wird dadurch die Blende ausgeklinkt und hebt vom Stoßfänger ab. Der Weg, den die Blende beim Abheben bis zur ausgefahrenen Endstellung bei voll aufgepumptem Luftschlauch erreicht, steht bei einer Kollision voll als Dämpfungsfederweg zur Verfügung.

Der Luftschlauch besteht vorzugsweise aus Elastomer, welches durch seine progressive Dehnspannung seiner Wandung eine Dämpfung mit progressivem Kraftanstieg über dem Einfederweg bei zeitlich kurzem Aufprall mit sich bringt. Es steigt also die absorbierte Kraft über dem Einfederweg progressiv an. Diese Eigenschaft des Luftschlauchs gepaart mit der Funktion der Blende ergeben erst den Fußgängerschutz, der mit den erfindungsgemäßen Mitteln ein Optimum darstellt. Würde der Luftschlauch mit dem Hindernis ohne Blende kollidieren, so drückte sich das Hindernis ohne den nötigen Widerstand als Punktbelastung bis zum harten Stoßfänger in den Luftschlauch ein mit der Folge von Verletzungen oder Zerstörungen. Mit Hilfe der Blende, die vorzugsweise aus einem zähen aber biegefähigen Kunststoff bestehen sollte, wird die Punktbelastung auf eine größere Länge der Aufprallleiste verteilt. Es ist möglich, den Luftschlauch in mehrere Kammern aufzuteilen, die von je einem Ventil befüllt werden, die mit dem Druckspeicher und mit der Erkennungssensorik in Wirkverbindung stehen. Die Kammern sind unter der Blende angeordnet und bewirken, dass bei einem einseitigen Aufprall nur die jeweils am Zusammenstoß beteiligte Kammer aufgepumpt wird. Bei gleichzeitiger Befüllung der Kammern mit Druckluft braucht der jeweilige Druck nicht ganz dem Druck einer einzigen Kammer zu entsprechen, vielmehr kann er niedriger sein, um die gleiche Wirkung zu erzielen, die mit einem Luftschlauch ohne Kammern erreicht wird.

Anhand mehrerer Zeichnungen wird die Wirkung eines Aufprallschutzes mit einer Aufprallleiste am Stoßfänger erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Chassis eines Kraftfahrzeuges mit einem Stoßfänger, an welchem eine Aufprallleiste, bestehend aus einen Luftschlauch und einer Blende, angeordnet ist, wobei der Luftschlauch mit einem Druckspeicher verbunden ist
Fig. 2 ein in Diagrammform dargestellter Verlauf einer Kraft bei einer Kollision über dem Weg der Dämpfung durch den Luftschlauch der Aufprallleiste
Fig. 3 eine Funktionsskizze über den Bereitschaftszustand des Aufprallschutzes mit noch eingeklinkter Blende
Fig. 4 eine Funktionsskizze über den Aktivzustand in Erwartung einer Kollision mit ausgeklinkter Blende und aufgepumptem Luftschlauch.
Gemäß Fig. 1 ist an einem Chassis 2 eines Kraftfahrzeugs ein Stoßfänger 1 über zwei Verbindungsteile 3 angeordnet, der eine Aufprallleiste 4 auf der dem Chassis 2 abgewandten Seite aufweist, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Stoßfängers 1 erstreckt. Die Aufprallleiste 4 besteht aus einem Luftschlauch 5 und einer Blende 12, wobei sich ein Luftpolster 6 durch das Zusammenwirken von Stoßfänger 1, Luftschlauch 5 und Blende 12 ergibt. Der Luftschlauch 5 ist mit einem Druckspeicher 8 über eine Druckleitung 9 verbunden, wobei in der Druckleitung 9 ein Ventil 7 angeordnet ist, welches durch eine Erkennungssensorik 10 gesteuert werden kann. Diese Erkennungssensorik 10 ist mit der Druckleitung 9 über eine elektrische Steuerleitung 11 verbunden.
In Fig. 2 wird ein Verlauf V einer Dämpfungskraft K über einem Luftpolsterweg A dargestellt, wobei der Verlauf V über den gesamten Luftpolsterweg A bis zur maximalen Dämpfungskraft K einen progressiven Anstieg aufweist. Der Verlauf V ist durch die geeignete Wahl der an der Aufpralldämpfung beteiligten Elemente variierbar.
Gemäß Fig. 3 ist in Skizzenform dargestellt, wie der Luftschlauch 5 in den Stoßfänger 1 integriert ist und von der Blende 12, die in den Stoßfänger 1 eingeklinkt ist, abgedeckt wird. Es handelt sich hier um den Bereitschaftszustand des Aufprallschutzes mit einer Aufprallleiste 4, in die die Blende 12 noch eingeklinkt ist und dadurch den Luftschlauch 5 im Stoßfänger 1 einwandfrei abdeckt.
Eine Funktionsskizze gemäß Fig. 4 gibt den Aktivzustand des Aufprallschutzes in Erwartung einer Kollision wieder. Hierbei hat die Erkennungssensorik 10 das Ventil 7 geöffnet, wodurch der Druckspeicher 8 den Luftschlauch 5 aufgepumpt hat, wodurch die Blende 12 ausgeklinkt und in Richtung Hindernis um den Luftpolsterweg A verschoben wurde. Bezugszeichenliste 1 Stoßfänger
2 Chassis
3 Verbindungsteil
4 Aufprallleiste
5 Luftschlauch
6 Luftpolster
7 Ventil
8 Druckspeicher
9 Druckleitung
10 Erkennungssensorik
11 Elektrische Steuerleitung
12 Blende
A Luftpolsterweg
K Dämpfungskraft
V Verlauf Kraft über Weg

Claims

1. Aufprallschutz für Kraftfahrzeuge, umfassend einen Stoßfänger an mindestens einem Verbindungsteil zu einem Chassis des Kraftfahrzeugs sowie eine gummielastische Aufprallleiste entlang des Stoßfängers zur Vernichtung von Aufprallenergie bei einer Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Hindernis, wobei die gummielastische Aufprallleiste aus einem luftbefüllbaren Luftschlauch und einer Blende besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftschlauch (5) zur Bildung eines Luftpolsters (6) mit einem Druckspeicher (8) über eine Druckleitung (9) in Verbindung steht, wobei der Luftdruck im Luftschlauch (5) über ein Ventil (7) gesteuert werden kann.

2. Aufprallschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (7) mit einer Erkennungssensorik (10) zur Erkennung der Größe des abzufedernden Stoßes unmittelbar vor der Kollision des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit Fußgängern, über eine elektronische Steuerleitung (11) verbunden ist.

3. Aufprallschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftschlauch (5) von einer Blende (12) abgedeckt ist, die sich bei der Bildung des Luftpolsters (6) vom Stoßfänger (1) ausklinkt und weg bewegt.

4. Aufprallschutz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (12) aus zähem, aber elastischem Material besteht, um die möglicherweise punktförmig auftretende Stoßbelastung auf einen größeren Bereich des Luftschlauches (5) zu verteilen.

5. Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftschlauch (5) aus mehreren Kammern besteht, die unabhängig voneinander mit Druckluft aus dem Druckspeicher (8) befüllbar sind.

6. Aufprallschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftschlauch (5) mit seinen Kammern über mindestens zwei Druckleitungen (9) und Ventile (7) mit dem Druckspeicher (8) verbunden ist.

7. Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftschlauch (5) aus Elastomer besteht und einen progressiven Dämpfungsverlauf beim Aufprall durch die progressive Dehnspannung der Elastomerwandung erreicht.