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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energie absorbierende Struktur (nachstehend auch als Crashstruktur bezeichnet) zum Abbau von Stoßenergie an Objekten, insbesondere zur Verwendung im Fahrzeugbau im Falle einer Kollision von Fahrzeugen untereinander, sowie von Objekten oder Personen mit anderen feststehenden oder bewegten Objekten. Derartige Strukturen finden Anwendung in allen Bereichen der Flug-, Schifffahrts- und Fahrzeugtechnik (Pkws, Busse, LKWs, Sport- und Rennfahrzeuge, Verkehrs-, Privat- und Militärflugzeuge, Hubschrauber, Raumkapseln usw., Schiffe aller Art, Schienenfahrzeuge und empfindliche Transportbehälter) sowie als Ramm-, Prall- und Stoßschutzsystem im Allgemeinen (bspw. Rammschutz an Wandkanten, Türstoßschutz, Stoßschutz an Pfeilern, Stoßschutz für Bekleidung, insbesondere für Schuhwerk, etc.).
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Stand der Technik
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Crashstrukturen sind bereits aus dem Fahrzeugbau, insbesondere aus dem Kraftfahrzeugbau bekannt. Im Falle einer Kollision eines Fahrzeuges oder eines Behälters mit einem anderen Objekt/Gegenstand sollen Personen und/oder Transportgüter gegen Schädigungen geschützt werden. Üblicherweise geschieht dies durch energieabsorbierende, so genannte Knautschzonen bzw. Deformationszonen, d. h. Bereiche der Struktur, die idealerweise die kinetische Aufprallenergie durch Verformung der Struktur auf ein von Personen oder Gegenständen erträgliches Maß der Krafteinwirkung abbauen (vgl. u. a.
DE 10 2007 007 002 A1 ;
DE 10 2004 051 336 A1 ;
EP 1 791 747 B1 ).
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Die Energieaufnahme wird üblicherweise über Faltung der Struktur in Form von Beulen, Knicken bzw. Knittern (crushing) als definierte Instabilitätsfälle erreicht, wodurch durchaus relativ große Deformationen aufgenommen werden können und somit die Belastung in Form von Beschleunigungs- oder Verzögerungskräften so abgemindert wird, dass Personen möglichst nicht oder nur geringfügig verletzt und/oder Güter ebenfalls nicht oder nur geringfügig geschädigt werden.
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Die Aufnahmefähigkeit der Deformationsenergie bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen ist entsprechend begrenzt. Wird diese überschritten, muss die Zelle, in der sich die zu schützenden Personen oder sich die zu schützenden Gegenstände befinden, die Energie durch weitere Deformation aufnehmen. In vielen Kollisionsfällen reicht die Energieaufnahme durch die herkömmliche Strukturverformungselemente nicht aus, um Personen vor erheblichen Verletzungen, möglicherweise mit tödlichen Folgen, oder Güter vor erheblichen irreparablen Schädigungen zu schützen.
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Der Nachteil der voranstehenden Lösungen zur Energieaufnahme im Crashfall besteht darin, dass diese die Möglichkeit zusätzlicher Energieabsorption bspw. über Scherkräfte übertragende Strukturelemente nicht berücksichtigen. Damit wird die Möglichkeit der zusätzlichen Energieaufnahme über eine Schubverformung bei Kollisionen durch entsprechende Ausbildung der Struktur nicht genutzt. Ebenso wenig wird die Möglichkeit des Abbaus der Beschleunigungs- bzw. der Verzögerungskräfte über keilförmiges Ineinandergleiten betrachtet.
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In
DE 198 17 992 A1 wird ein keilförmiges Hinausdrücken der Fahrgastzelle eines Personenkraftfahrzeuges gegenüber miteinander verbundenen Front- und Heckbereiche dargestellt (ebenfalls eine im Wesentlichen keilförmige Struktur beschreiben die
DE 42 28 120 A1 ,
DE 41 26 832 A1 ,
DE 10 2004 023 389 A1 und
DE 203 16 772 U1 ). In
DE 198 17 992 A1 soll im Falle eines schweren Aufpralls vorne und/oder hinten die Fahrgastzelle aus der horizontalen Crash-Zone heraus nach oben wegführbar gelagert sein, während die restliche Crash-Energie unterhalb der Fahrgastzelle durch Verformung aufgelöst wird. Um dies zu bewerkstelligen, setzt es allerdings relativ starre Front- und Heckzellen voraus, um im Falle eines Crashs die Fahrgastzelle nach oben hinauszudrücken und die Crash-Energie über Verformung der Verbindungsstruktur beider Endzellen aufzunehmen. Oder aber eine intelligente Regelung müsste zuerst die Fahrgastzelle heraussprengen, um dann über die Verbindungsstruktur die Verformung aufnehmen zu lassen. Üblicherweise werden aber gerade die Endzellen zur Aufnahme der Stoßenergie deformierbar ausgebildet, was gerade bei leichteren Kollisionen vorteilhaft ist. Außerdem erscheint diese Lösung als Verbesserung der Crash-Eigenschaften herkömmlicher Personenkraftfahrzeuge als integrierbare Modifikation zu aufwendig.
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In
DE 203 16 772 U1 wird ebenfalls ein keilförmiges Hinausdrücken der Fahrgastzelle eines Personenkraftfahrzeuges gegenüber miteinander in Längsrichtung verschiebbar verbundenen Front- und Heckbereichen dargestellt. Auch in diesem Fall erfolgt das Hinausdrücken der Fahrgastzelle gegen über den Front- und Heckteilen über keilförmiges reibungsbehaftetes Gleiten über entsprechend ausgebildete Gleitschienen. Damit wird die Kollisionsenergie allein durch Kraftschluss (Reibung) abgebaut, abgesehen von der Energieaufnahme durch Deformation der Front- und Heckbereiche.
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Ebenfalls ist die Energieaufnahme im Crashfall bei Lastkraftfahrzeugen über entsprechende Strukturen bisher nur sehr eingeschränkt ausgebildet (vgl. hierzu u. a.
DE 42 34 143 A1 , bei der vorne und am Heck Längsträger mit energieabsorbierenden Organen mittels Druckverformung ausgestattet sind). Insbesondere besteht im Falle eines Aufpralls eines Kraftfahrzeuges im Heck eines LKWs keine Möglichkeit, die Crash-Energie durch Strukturverformung aufzunehmen. Die bisher als Unterfahrschutz von LKWs ausgebildeten Querträger am Heck reichen nicht aus, um die Crash-Energie aufzunehmen, ohne dass das aufprallende Fahrzeug bzw. die Insassen erhebliche Schäden erleiden, bei Personen bis hin zur Todesfolge.
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Soweit bekannt, werden bei in Betrieb befindlichen Schienenfahrzeugen bisher keine speziellen Energie absorbierenden Strukturelemente für den Kollisionsfall eingesetzt. Allerdings werden in den USA intensive Untersuchungen zu dem Crash-Verhalten von Eisenbahnen durchgeführt. Hierbei werden auch die für Kraftfahrzeuge üblichen Deformationszellen eingesetzt, die die Crash-Energie über die Verformung der Struktur auf Basis des definierten Beulens bzw. Knitterns aufnehmen.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, gegenüber den bereits bekannten strukturellen Maßnahmen zum Abbau der Aufprallenergie bei Fahrzeugkollisionen (Crash) die Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte, die auf Personen und Gegenstände wirken, durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen weiter zu mindern und damit die Verletzungsgefahr für Personen bzw. die Schädigung von Gegenständen herabzusetzen.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Energie absorbierenden Struktur sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist eine Energie absorbierende Struktur der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Baugruppen des Objektes zur Aufnahme der Stoßenergie im Kollisionsfall über Schubverformungselemente verbunden werden, die eine Aufnahme der Kollisionsenergie über Schubverformung bis hin zum Schub- oder Scherbruch der Schubverformungselemente erlauben. Die Schubkräfte aufnehmenden Schubverformungselemente können beliebig geformt sein, d. h. diese müssen nicht eben ausgeführt sein. Unterschiedliche Materialpaarung, Formgebung und Dimensionierung der Schubverformungselemente kann einen definierten zeitlichen Verlauf der Energieaufnahme ermöglichen. Die Schubverformungselemente sind derart zu dimensionieren in Materialauswahl, Abmessungen, Bauweise usw., dass sie den im normalen Betrieb auftretenden Kräften ohne Verformung standhalten. Erst wenn diese Kräfte überschritten werden, sollen sich diese Schubverformungselemente bleibend verformen bis die Schub- bzw. Scherfestigkeit überschritten ist und der Materialbruch erfolgt (Schub- bzw. Scherbruch).
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können einzelne Baugruppen derart ausgebildet sein, dass sie die Stoßenergie zusätzlich durch reibungsbehaftetes Verschieben weiter reduzieren. Dies wird dadurch erreicht, dass die Baugruppen, bestehend aus zumindest einer Zelle, die die zu schützenden Personen oder die zu schützenden Gegenstände enthält (z. B. ein Fahrgastraum beim PKW, beim LKW zusätzlich der Laderaum) und mindestens eine weitere Zelle (z. B. eine Deformationszelle oder -zone) zur Aufnahme der Stoßenergie im Kollisionsfall (z. B. beim PKW der Motorraum integriert mit stoßabsorbierenden Bauteilen), gegeneinander verschiebbar (Kraftschluss in Form von Reibung) angeordnet und ausgestaltet sind.
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Je nach Anwendung kann der Keilwinkel gegen Null, sowie die Reibung gegen Null gehen, wobei Letzteres nur theoretisch möglich ist (vom Vakuum bei berührungsloser Gleitung abgesehen). Die Verschiebung solcher Zellen gegeneinander über Gleitung und/oder Schubverformung kann ggf. – z. B. wenn der Keilwinkel sehr stumpf ist – auch durch einen Mechanismus oder pyrotechnisch definiert ausgelöst werden.
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Grundgedanke dieser Ausführung ist es, im Crashfall durch Gleitung verschiedener Schubverformungselemente die damit verbundene zeitliche Verzögerung durch die Relativbewegung über Reibung oder zusätzlich durch Schubverformung zwischengeschalteter Elemente die Beschleunigungskräfte (negativ im Falle der Verzögerung) abzubauen, um die Belastung der zu schützenden Personen oder Gegenstände weiter zu reduzieren und die sie umgebende Zelle in die dritte Dimension hinauszudrücken und deren Schädigung möglichst zu vermeiden oder zumindest gegenüber den bekannten Lösungen zu verringern.
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Solche über Schubverformung stoßabsorbierenden Schubverformungselemente können z. B. gelochte, gewellte oder sonst wie gestaltete Schubwände/Zugdiagonalenfelder aus Metall, faserverstärkten Materialien u. ä., Gummi-Metall-Laminate sein, in Fachwerkbauweise oder in Sandwichbauweise ausgeführt werden. Bei letzterem sind die Deckflächen der jeweils mit den beiden gegeneinander verschiebbaren Zellen über einen die Schubkräfte aufnehmenden Sandwichkern (z. B. Al-Honigwabe, Schubwände, Schaumstoff) verbunden. Auch können die Kollisionskräfte über Schubstangen, die zwischen den Gleitflächen angeordnet sind, aufgenommen werden. Ein integriertes Feder-Dämpfer-System kann die Kräfte abfedern und dämpfen, so dass die Einleitung der Kräfte in die zu schützenden Bereiche sanfter erfolgt.
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Durch die der Erfindung zu Grunde liegenden Schubverformungselemente können Verletzungen von Personen und Beschädigungen von Gegenständen wesentlich abgemindert werden. Das Prinzip ist insbesondere auf alle Arten von Fahrzeugen anwendbar, d. h. bei Flugzeugen, Hubschraubern und Raumkapseln im Falle einer Bruchlandung, bei Automobilen, Schienenfahrzeugen und Schiffen im Kollisionsfall, aber auch auf Transportbehälter und Stoßschutz jeglicher Art.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Energie absorbierenden Struktur ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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In den Zeichnungen zeigen
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1 die Energie absorbierende Struktur in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen an einem Schienenfahrzeug 10;
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1a Schubverformungselemente 1 zwischen Wagenkörper 16 und Drehgestell 17;
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1b Schubverformungselemente 1 zwischen Wagenkörper 16 und Wagenkoppelung 18;
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2 die Energie absorbierende Struktur an einem PKW 20;
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3 eine Ausführungsform am Beispiel Unterfahrschutz bei Lastkraftwagen 30;
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4 eine Ausführungsform einer Energie absorbierende Struktur am Beispiel eines Stoßschutzsystems 40;
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5 eine Energie absorbierende Struktur am Beispiel eines Tankwagen/-waggons;
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6 eine Struktur am Beispiel eines Schiffsbugs 60;
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7 eine Struktur am Beispiel eines Transportbehälters 70;
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8 eine Struktur am Beispiel eines Flugzeugrumpfs 80;
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9a–d eine Struktur, integriert in eine herkömmliche Crash-Struktur eines Stoßfängers 90.
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Ausführung der Erfindung
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1 zeigt die erfindungsgemäße Energie absorbierende Struktur in drei unterschiedlichen Ausführungsformen an einem Schienenfahrzeug 10. Wie 1 veranschaulicht, können die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Struktur auch miteinander kombiniert werden.
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Im ersten Ausführungsbeispiel nimmt der vorzugsweise als Deformationszelle 11 ausgebildete Vorbau die Aufprallenergie im Kollisionsfall – Auffahren auf ein Hindernis – über eine Verformung ihrer Struktur auf (z. B. durch Beulen, Knicken, Knittern oder Komprimierung elastischer Materialien). Kann die Aufprallenergie nicht allein durch die Deformationszelle 11 abgebaut werden, so kann die Stoßenergie über die Schubverformung der zwischen den Gleitflächen 2 liegenden Schubverformungselemente 1 zwischen Deformationszelle 11 und Führerstand 12 weiter vermindert werden. Zusätzlich wird die Energie an den dafür vorgesehenen Gleitflächen 2, 11a, 12a über ein reibungsbehaftetes Verschieben/Gleiten weiter reduzieren.
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Bei dem in 1 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind die zu schützenden Passagierabteile 13 oder aber auch die Güterwaggons (nicht bildlich dargestellt) ebenfalls durch weitere Schubverformungselemente 1 gesichert. Auf Grund der Massenträgheit würden nachfolgende Fahrzeugbereiche 13 auf den Führerstand 12 aufgeschoben bzw. ineinander geschoben. Um dies zu verhindern, sind erfindungsgemäße Schubverformungselemente 1 vorgesehen, wobei sich die Aufbauten 13 über die Fahrgestelle 14 schieben, ohne diese wesentlich zu belasten. Die in 1 dargestellten Deformationszellen 15 können zusätzlich Verformungsenergie aufnehmen.
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1a zeigt beispielhaft, wie Schubverformungselemente 1 zwischen Wagenkörper 16 und Drehgestell 17 integriert werden können.
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Das Ausführungsbeispiel in 1b zeigt eine weitere Ausführung, bei der Schubverformungselemente 1 zwischen Wagenkörper 16 und Wagenkoppelung 18 integriert werden können und beschränkt sich nicht nur auf Schienenfahrzeuge 10, sondern kann z. B. auch auf Lastzüge angewendet werden.
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2 zeigt die Energie absorbierende Struktur an einem PKW 20. Üblicherweise kann die Struktur eines Pkws 20 in Motorzelle 21, Fahrgastzelle 22 und Kofferraum 23 unterteilt werden, wobei es bei der Fahrgastzelle 22 um den zu schützenden Teil geht. Motorzelle 21 und Kofferraumzelle 23 enthalten üblicherweise spezielle Strukturelemente, die zur Energieaufnahme im Kollisionsfall vorgesehen sind (Crash-Deformationszonen oder -zellen). Diese Elemente bestehen u. a. aus den Stoßfängern 25, die den Kollisionsstoß zuerst aufnehmen. Dies geschieht, indem sich diese durch Beulen, Knicken und Knittern verformen und dann die Restkräfte durch entsprechende Verformung in die Karosseriestruktur (Motor- 21 und Kofferraumzelle 23) einleiten. Reicht die Energieaufnahme durch die Deformationszonen nicht aus, so geht die Deformation bis in die zu schützende Bereiche wie z. B. Fahrgastzelle 22 hinein.
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Da bei sehr hohen Kollisionsgeschwindigkeiten diese Maßnahmen nicht ausreichen und Personen oder Gegenstände noch erhebliche Verletzungen bzw. Schädigungen erleiden können, sollen erfindungsgemäß durch entsprechende Ausbildung der einzelnen Zellen 21, 22, 23 zueinander die auf Personen oder Gegenstände ausgeübten Kräfte abgebaut werden. Dies geschieht dadurch, dass die Zellen durch schräge Gleitflächen 2, 21a, 23a im Stirnwandbereich gegeneinander verschiebbar ausgebildet werden und dazwischen liegende Schubverformungselemente 1 enthalten, die über Schubverformung die Kräfte weiterhin abbauen. Fährt z. B. ein PKW 20 auf ein Hindernis oder anderes Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit auf, so wird der Stoß zunächst von den Stoßfängern aufgenommen. Dieser verformt sich bis hin zu dessen vollständiger Verformung und leitet die überschüssigen Kräfte weiter.
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Sind die Kräfte trotz Verformungen des Motor- und/oder Kofferraumbereichs noch so hoch, dass die Insassen erhebliche Verletzungen trotz angelegter Sicherheitsgurte erleiden könnten, soll der Mechanismus der Energieaufnahme über eine entsprechend definierte Verformung der Schubverformungselemente 1 einsetzen. Hierbei wird die Fahrgastzelle 21 auf Grund der Massenträgheit sich mit dessen Gleitfläche 2, 21a über die parallel dazu liegende Gleitfläche 2, 23a des Motorraumes unter Verformung der dazwischen liegenden Schubverformungselemente 1 schieben. Wird dabei die Schub- bzw. Scherfestigkeit der Schubverformungselemente 1 überschritten, so bewegt sich die Fahrgastzelle 22 über den Motorraum 21 hinweg, was zu weiterem Abbau der verbleibenden Verzögerungskräfte auf die Insassen führt.
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Im Falle, dass ein weiteres Fahrzeug auffährt, kann sich die rückwärtige Zelle 23 nach dem gleichen Prinzip unter die Fahrgastzelle 22 schieben, wodurch diese nach oben hinausgedrückt wird und damit die auf die Insassen wirkenden Beschleunigungskräfte weiter abbaut.
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Das Prinzip kann auch so angewendet werden, dass die Seitenteile eines Fahrzeuges ebenfalls weggedrückt werden können. Damit können bei Fahrzeugen solche Schubverformungselemente 1 auch als Seitenschutz dienen. Eine Kombination mit Airbags wäre ebenfalls möglich.
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3 zeigt eine Ausführungsform am Beispiel Unterfahrschutz bei einem Lastkraftwagen 30. Beim LKW 30 kommt es nicht nur darauf an, den Führerraum 31 zu schützen, sondern beim Auffahren auf andere Fahrzeuge oder beim Auffahren anderer Fahrzeuge auf die Rückseite des LKWs 30 die Schäden an Personen und Gegenständen aller beteiligten Fahrzeuge zu minimieren. Dies geschieht erfindungsgemäß beim LKW 30 derart, dass im Falle einer Kollision zunächst die an der Front- und/oder Rückseite angebrachten Deformationszellen 32, 33, die auch in herkömmlicher Weise als Stoßfänger ausgebildet sein können, zunächst die Crashenergie über Verformung dieser Elemente 31 aufnehmen. Kann die Kollisionsenergie nicht allein durch die Deformationszellen 32, 33 abgebaut werden, so können sich diese über die schrägen Gleitflächen 2, 32a, 33a unter die LKW-Front- und/oder Rückseite schieben. Über zwischengelagerte Schubverformungselemente 1 können über Schubverformung die Kräfte weiter abgebaut werden. Beim Aufprall eines kleineren Fahrzeuges (z. B. eines Pkws 20) auf die LKW-Rückseite kann ein Unterfahren des LKWs 30 verhindert werden.
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Merkmale bzw. Kombinationen, die die Neuheit der Erfindung in der besonders bevorzugten Ausführungsform charakterisieren, bestehen zum einen darin, dass die Stoßenergie im Crashfall über Gleitung von mindestens zwei Gleitflächen 2 über Reibung – möglicherweise keilförmig – sowie über eine zusätzliche Verformung von dazwischen liegenden Schubverformungselementen 1 abgebaut wird. Durch die verhältnismäßig große Relativbewegung beim Keileffekt – im Vergleich zu den Verformungen der bisher bekannten Crashelemente – werden die Beschleunigungs-/Verzögerungskräfte deutlich ,sanfter' abgebaut.
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Bei Schienenfahrzeugen 10 besteht ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin, dass im Crashfall die Fahrgestelle 14 nicht oder nur unwesentlich beansprucht werden, da sich die Aufbauten darüber hinwegschieben. Damit können die Fahrgestelle 14 als teuerste Komponente der Waggons mit geringem Wartungsaufwand wieder verwendet werden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Gleitflächen 2 mit den zwischengelagerten Schubverformungselementen 1 derart gestaltet werden können, dass der Reparaturaufwand erheblich verringert werden kann gegenüber den herkömmlichen Lösungen von Crashstrukturen bzw. gegenüber fehlender Verformungsenergie aufnehmender Strukturelemente.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Energie absorbierenden Struktur am Beispiel eines Stoßschutzsystems 40. Derartige Stoßschutzsysteme kommen vornehmlich zum Schutz von Personen in Gebäuden, bspw. an Durchgängen, Wandkanten etc. oder anderen feststehenden Objekten, die ohne Schutz eine potenzielle Anstoßgefahr darstellen, zum Einsatz. In dem vorliegenden Beispiel besteht das Stoßschutzsystem aus zwei unterschiedliche Bauteilen 41, 42, wobei vorzugsweise das äußere Bauteil 41 eine weiche, das innere Bauteil 42 eine härtere Konsistenz aufweist. Die beiden Bauteile sind über die schräg angeordnete Gleitflächen 2, 41a, 42a und Schubverformungselemente 1 miteinander verbunden.
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5 zeigt eine Energie absorbierende Struktur am Beispiel eines Tankwagen/-waggons. Der Schutz mit den Schubverformungselementen 1 ist hierbei vorteilhafterweise ringförmig um den Tank 50 angeordnet, vorzugsweise ist der Schutz mit mindestens einer Sollbruchstelle versehen.
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6 zeigt eine Energie absorbierende Struktur am Beispiel eines Schiffsbugs 60.
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7 zeigt eine Energie absorbierende Struktur am Beispiel eines Transportbehälters 70. 8 zeigt letztlich eine Energie absorbierende Struktur am Beispiel eines Flugzeugrumpfs 80.
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Die 9a–d zeigen beispielhaft, wie gemäß der Erfindungsidee ein Schubverformungselement 1 in eine herkömmliche Crash-Struktur integriert werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Schubverformungselement 1 zwischen dessen Halterung 92 befestigt am Stoßfänger 91, und dem Längsträger 93 eines Kraftfahrzeuges angeordnet. In 9a wird die Verformung des Stoßfängers 90, die bei einer Kollision zunächst erfolgt, nicht dargestellt. Überschreiten die Kollisionskräfte das Verformungsvermögen des Stoßfängers 90, so werden die Kräfte auf die Schubverformungselemente 1 übertragen. Diese nehmen unter Verformung die Schub- bzw. Scherkräfte auf (1a in 9b), bei Überschreitung der Schub- bzw. Scherfestigkeit bis hin zum Schub- bzw. Scherbruch (1b) der Schubverformungselemente 1, 9c. Auf Grund der Rauhigkeit der Bruchrückstände wird das Verschieben der Elemente gegeneinander gemindert, aber gleichzeitig auch kinetische Energie abgebaut (Reibung).
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Da der Stoßfänger 91 mit der Halterung 92 nach erfolgtem Bruch der Schubverformungselemente 1 zum Anschlag gegen den Längsträger 93 gelangt, werden die bis dahin noch nicht abgebauten Kollisionskräfte in diesen eingeleitet. Dadurch wird sich der Längsträger 93 gemäß herkömmlicher Auslegung von Crash-Strukturen falten, 9d.
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Der Vorteil einer solchen integrierten Lösung ist, dass durch die zusätzlichen Schubverformungselemente 1 Kollisionsenergie abgebaut werden kann, bevor diese in den zu schützenden Bereich eines Fahrzeuges gelangt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Verformung des Längsträgers 93 hinausgezögert wird, wo dieser bei leichteren Kollisionen nicht belastet und damit auch nicht verformt wird, was dessen Reparatur dann erübrigt. Die Auslegung der Schubverformungselemente 1 kann so gestaltet werden, dass diese leicht austauschbar sind, ohne dass die Halterung 92 in Mitleidenschaft gezogen ist.
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Die Schubverformungselemente 1 können aus den bereits unter 0015 beschriebenen Bauteilen bestehen.
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Die erfindungsgemäße Energie absorbierende Struktur beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgestaltungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schubverformungselemente
- 1a
- Schub bzw. Scherung
- 1b
- Schub- bzw. Scherbruch
- 2
- Gleitflächen
- 10
- Schienenfahrzeug
- 11
- Deformationszelle
- 11a
- Gleitfläche an 11
- 12
- Führerstand
- 12a
- Gleitfläche an 12
- 13
- Passagierabteile
- 14
- Fahrgestelle
- 15
- zusätzliche Deformationszellen an 10 zwischen 12, 13
- 16
- Wagenkörper
- 17
- Drehgestell
- 18
- Wagenkoppelung
- 20
- PKW
- 21
- Motorzelle
- 21a
- Gleitfläche an 21
- 22
- Fahrgastzelle
- 23
- Kofferraum
- 23a
- Gleitfläche an 23
- 30
- LKW
- 31
- Führerraum/Deformationszelle
- 32, 33
- Deformationszellen
- 32a, 33a
- Gleitfläche an 32, 33
- 40
- Stoßschutzsystem
- 41, 42
- Bauteile
- 41a, 42a
- Gleitflächen an 41, 42
- 50
- Tank
- 60
- Schiffsbug
- 70
- Transportbehälter
- 80
- Flugzeugrumpf
- 90
- Stoßfänger
- 91
- Stoßfänger
- 92
- Halterung
- 93
- Längsträger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007007002 A1 [0002]
- DE 102004051336 A1 [0002]
- EP 1791747 B1 [0002]
- DE 19817992 A1 [0006, 0006]
- DE 4228120 A1 [0006]
- DE 4126832 A1 [0006]
- DE 102004023389 A1 [0006]
- DE 20316772 U1 [0006, 0007]
- DE 4234143 A1 [0008]
