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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem im Vorderwagenbereich angeordneten Airbag gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs den Anspruchs 1.
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In Fahrzeugen sind vielfach Sicherheitssysteme eingerichtet, die auf den Schutz der Insassen im Falle eines Fahrzeug-Zusammenstoßes gerichtet sind. Neben den verschiedenen Airbag- und Rückhaltesystemen werden dabei Systeme angewendet, die bereits im Vorfeld einer nahenden Unfallgefahr aktiviert werden können. Die Aktivierung solcher Systeme erfolgt durch eine Crasherkennung mittels Radar, Ultraschall-, Video- oder sonstiger Abstandssensorik oder auch einer besonders starken Betätigung des Bremspedals im Pre-Crash-Fall.
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Aus der
DE 20 20 679 ist ein Kraftwagen bekannt, an dessen Unterseite ein Gaskissen angeordnet ist, das sich in Längsrichtung des Fahrzeugs von der Vorderachse bis zur Hinterachse erstreckt. Dieses Gaskissen dient als Notbremsvorrichtung und liegt im aufgeblasenen Zustand an der Unterseite des Kraftwagens dicht an. Im Gefahrenfall wird das Gaskissen zur Erzielung eines sehr starken Bremseffektes durch ein gespeichertes mitgeführtes hochgespanntes Gas aufgeblasen, so dass es den Raum zwischen der Unterseite des Kraftwagens und der Fahrbahn ausfüllt und die an dem Gaskissen feste Bremsplatte gegen die Fahrbahn gedrückt wird.
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Eine ähnlich geartete Anordnung ist aus der
DE 10 2008 029 041 A1 bekannt, wobei gemäß einer Ausführungsform, ein Abstützkörper aus einer Ruheposition oder Passivposition über die Entfaltung eines Gassacks in eine Aktivposition abgesenkt werden kann. Die Absenkung des Abstützkörpers auf die Fahrbahn dient insbesondere zum Ausgleichen der Bremstauchbewegung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung eines Airbags im Vorderwagenbereich eines Kraftfahrzeugs so weiterzubilden, dass eine entsprechende Brems- und/oder Eintauchbewegung des Fahrzeugs in kompakter Weise verwirklicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit einem im Vorderwagenbereich angeordneten Airbag gelöst, wobei der Airbag im Auslösefall ein Bremselement in Richtung der Auflageebene der Räder des Fahrzeugs drückt und in seiner Ruhestellung in einem Bereich des vorderen Stoßfängers des Kraftfahrzeugs befestigt ist. In Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen ist der Airbag vor dem Vorderrad des Kraftfahrzeugs angeordnet. Durch die Anordnung des Airbags insbesondere zur Gänze vor dem Vorderrad, lässt sich für den Fall einer Notbremsung, bei welcher eine Auslösung des Airbags erfolgt, ein günstigeres Hebelverhältnis zur Vermeidung einer Nick- beziehungsweise Eintauchbewegung des Kraftfahrzeugvorderwagens erreichen. Durch die Vermeidung einer solchen Abtauchbewegung wird insbesondere die Crashkompatibilität mit dem Fahrzeug eines potentiellen Unfallgegners verbessert.
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Zur weiteren Verbesserung der Bremswirkung ist das Bremselement und/oder zumindest die der Fahrbahn zugewandte Oberfläche des Bremselements aus einem Material, welches einen Reibungskoeffizienten aufweist, der größer ist als der Reibungskoeffizient des Airbags und/oder des Unterbodenmaterials des Fahrzeugs. Vorteilhafterweise ist dieser Gleitreibungskoeffizient größer = 0,8, insbesondere bezogen auf eine asphaltierte oder geteerte Fahrbahn.
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Vorteilhafterweise ist zumindest ein Teil des Bremselements so ausgebildet, dass es einen Teilbereich des Unterbodens des Vorderwagens des Fahrzeugs bildet, wodurch keine weiteren Anpassungen hinsichtlich der Umströmung im Unterbodenbereich des Fahrzeugs erforderlich sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Bremselement integraler Teil der Außenhaut des Airbags oder zumindest an dieser befestigt. Das Bremselement ist insbesondere mit einer größeren Wandstärke in Bezug auf die Haut des Airbags ausgebildet, um in einem Bremsfall die auftretenden mechanischen Belastungen, insbesondere der Reibung zwischen dem Bremselement und dem Fahrbahnbelag besser abbauen zu können.
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Vorteilhafterweise ist die Airbaganordnung im Vorderwagen so ausgebildet, dass diese zumindest zwei strömungsseitig verbundene Kammern aufweist. Mittels dieser strömungsseitigen Verbindung der Airbagkammern ist eine gezielte Aufblascharakteristik einstellbar. So ist es denkbar, dass der das Bremselement in Richtung der Auflage drückende Airbag beziehungsweise die entsprechende Kammer mit einem geringeren Volumen ausgebildet ist als eine Airbagkammer, die mit dieser verbunden ist und in Fahrtrichtung des Fahrzeugs expandiert, so dass diese einen entsprechenden Aufprallschutz bildet. Dies ist insbesondere von Vorteil beim Zusammenprall zweier Fahrzeuge oder beim Zusammenprall mit einer Person. Bevorzugt werden die beiden Kammern mit unterschiedlichen Drücken befüllt, wobei insbesondere die kleinere Kammer mit einem höheren Druck als die große, sich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs expandierende Kammer, befüllt wird um eine gut abgestimmte Brems- und Fußgängerschutzwirkung zu erzielen.
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Neben der Ausgestaltung der Airbaganordnung mittels zweier strömungsverbundener Kammern sind weiter bevorzugt alternativ zwei getrennte Airbags als Brems- und Aufprallairbag vorgesehen, die über eine gemeinsame oder zwei voneinander getrennte Gasquellen befüllt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Schusskanal des Airbags oder zumindest einer Airbagkammer im Wesentlichen senkrecht zur Aufstandsfläche des Fahrzeugs gerichtet, so dass die Strömungsrichtung des Füllgases in Richtung der Fahrbahn gerichtet ist. Dadurch wird der Airbag beziehungsweise ein entsprechendes Bremselement auf dem kürzesten Wege in Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche gebracht.
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In vorteilhafter Weiterbildung ist das Bremselement als Schwenkteil ausgebildet, insbesondere als L-förmiger Bügel. Die Schwenkachse des Schwenkelements ist vorteilhaft im Wesentlichen in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet und befindet sich zwischen der Lauffläche des Vorderrads und dem Stoßfänger, wobei der das Schwenkelement auslösende Airbag in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen, vor der Schwenkachse angeordnet ist.
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Um eine gute Reib- beziehungsweise Bremswirkung zu erzielen, ist die Oberfläche des Bremselements insbesondere aus einem elastomeren Kunststoff oder Gummi gebildet, beziehungsweise beschichtet.
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In den folgenden Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional ähnliche oder gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen schematisch:
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1 die Anordnung eines Airbags und eines Bremselements im Vorderwagenbereich in Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 die Anordnung eines Airbags bestehend aus zwei Airbagkammern und einem Bremselement in einem Kraftfahrzeugvorderwagen in Seitenansicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 die Anordnung eines Airbags im Vorderwagen mit einem Bremselement in Seitenansicht gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
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4 die Anordnung eines Airbags in einem Vorderwagen mit einem Bremselement in einem vierten Ausführungsbeispiel,
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5 die Anordnung eines Airbags mit einem Bremselement gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
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6 die Anordnung eines Airbags im Vorderwagen mit einem Bremselement gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiels
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7 die Anordnung von zwei Airbags im Vorderwagenbereich mit einem Bremselement gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen Kraftfahrzeugvorderwagen 1 in Seitenansicht mit einem gestrichelt gezeichneten Airbag 3 in aufgeblasenem Zustand. Die Auslösung des Airbags erfolgt dabei insbesondere in Abhängigkeit einer Precrashsensorik, das heißt einer Vorhersageeinrichtung für einen drohenden Anprall oder Zusammenstoß. Dabei wird gleichzeitig eine Notbremsung eingeleitet, sodass das Fahrzeug schnellstmöglich zum Stehen kommt. Da ein bevorstehender Zusammenstoß oder Aufprall auf ein Hindernis, Fahrzeug oder eine Person wie einen Fußgänger zu erwarten ist, wird der Airbag 3 vorteilhafterweise vor dem Stoßfänger aufgeblasen. Wie in 1 dargestellt, wird beim Aufblasen des Airbags 3 ein als Schwenkbügel 4 ausgebildetes Bremselement in Richtung der Fahrbahnoberfläche 8 gelenkt. Das als Schwenkbügel ausgebildete Bremselement ist an einer Schwenkachse 9 drehbeweglich gelagert und in seinem nicht ausgelenkten Zustand am Unterboden des Fahrzeugs festigt. Diese Befestigung am Unterboden des Fahrzeugs kann insbesondere als lösbare Befestigung ausgeführt sein, um eine einfache Zugänglichkeit im Falle der Wartung oder der Montage zu gewährleisten.
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Der Schwenkbügel kann gleichzeitig im nicht ausgelösten Zustand Teil des Unterbodens des Kraftfahrzeugs sein. Neben einer lösbaren Befestigung am Unterboden ist auch eine integrale Ausbildung mit dem Unterboden denkbar, wobei an definierten Stellen Materialschwächungen vorgesehen sind, die im Auslösefall eine Sollbruchstelle darstellen und ein Verschwenken nach unten ermöglichen. Der Schwenkbügel ist wie in 1 gezeigt, im Wesentlichen L-förmig ausgeführt, wobei zwischen dem an die Schwenkachse anschießenden plattenförmigen Arm des Schwenkbügels 4 und dem auf die Fahrbahnoberfläche 8 angedrückten Bremsbelagteil 5 ein stumpfer Winkel vorgesehen ist.
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Vorliegend ist der der Schwenkbügel 4 gegenüber dem Materials des Unterbodens des Fahrzeugs verstärkt oder aus Metall ausgeführt und weist eine Bremsfläche 5 auf, die an ihrer der Fahrbahn zugewandten Oberfläche eine Beschichtung aus einem elastomeren Material trägt.
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Die Auslösedynamik des Airbags 3 in Verbindung mit dem Schwenkbügel 4 erfolgt nach Erkennung eines möglicherweise bevorstehenden Unfallereignisses der Gestalt, dass die Eintauchdynamik beziehungsweise Nickbewegung des Vorderwagens minimiert wird. Neben dieser Verminderung der Nickbewegung beziehungsweise der Amplitude der Nickbewegung wird mittels der Bremsfläche 5 auch für eine den eingeleiteten Bremsvorgang unterstützte Bremsung infolge der Reibung der Bremsfläche auf der Fahrbahnoberfläche erreicht. Zusätzlich sorgt ein Rastmechanismus zwischen dem Schwenkelement 4 und der Fahrzeugstruktur für eine Arretierung des Schwenkbügels im ausgeschwenkten Zustand. Schraffiert angedeutet ist der Bereich zwischen dem Radhaus und dem vorderen Ende des Kraftfahrzeugs beziehungsweise unter dem Stoßfänger 6, welcher der Unterbringung des Airbags 3 dient.
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Ein Ausführungsbeispiel bei welchem der Airbag, der zur Auslösung des Schwenkbügels 4 dient, aus zwei über einen Verbindungsbereich 12 miteinander verbundenen Kammern besteht, ist in 2 dargestellt. Die Kammern des Airbags 3 sind dabei so ausgeführt, dass eine Hochdruckkammer 1 in direkter Verbindung mit der das Expansionsgas einspeisenden Vorrichtung besteht und insbesondere ein im Vergleich zur Stoßfängerkammer 10 des Airbags kleineres Volumen aufweist. Durch den Verbindungsbereich in Form einer Drossel 12 wird ein im Vergleich zur Stoßfängerkammer 10 hoher Druck in der Hochdruckkammer 11 aufgebaut, welcher für eine sehr schnelle Auslösung des Schwenkbügels 4 sorgt. Die Hochdruckkammer 11 dient somit im Wesentlichen der Auslösung des Schwenkbügels und die Stoßfängerkammer 10 dem Aufprallschutz. Der Schwenkbügel 4 ist im Wesentlichen gleich ausgeführt wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel 1.
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Eine weitere Abwandlung zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt 3. Der Airbag 3 ist dabei so ausgebildet, dass dieser lediglich im Auslösefall den Schwenkbügel 4 nach unten drückt und anschließend in den Bereich vor dem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs expandiert. In diesem Falle ist es insbesondere von Vorteil, wenn der Schwenkbügel 4 nach dem Auslösen in eine Arretierstellung gelangt, sodass eine weitere Krafteinwirkung vermittels des Airbags 3 in Richtung auf den Schwenkbügel während der weiteren Verzögerung nicht erforderlich ist. Zusätzlich zur Bremswirkung setzt der Schwenkbügel 4 der unterhalb des Airbags 3 anströmenden Luft einen Luftwiderstand entgegen.
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Eine integrierte Ausbildung eines Bremsbelages 15 mit einem Bremsairbag 13 zeigt 4. Hierzu sind im Vorderwagenbereich 1 zwei getrennt voneinander befüllbare Airbags, nämlich ein Stoßfängerairbag 14 und ein Bremsairbag 13 untergebracht. Der Unterbringungsbereich entspricht in etwa dem Bereich wie in den vorgenannten Beispielen, wobei die beiden Airbags jeweils über eine separate Öffnung mit der Gaszufuhr verbunden sind. Diese Gaszufuhr kann dabei über getrennt voneinander ansteuerbare pyrotechnische Expansionsvorrichtungen erfolgen, sodass insbesondere eine Auslösung des Bremsairbags 13 zeitlich gesteuert vor dem Stoßfängerairbag 14 erfolgen kann. Der Schusskanal für den Bremsairbag 13 ist dabei im Wesentlichen senkrecht auf die Fahrbahnoberfläche gerichtet. Somit wird die vollständige Anpresskraft als Normalkraft optimal in Verbindung mit dem Reibungskoeffizienten in eine Reibungskraft umgewandelt. Der Bremsbelag 15 ist als plattenförmiges Teilelement des Unterbodens ausgeführt, wobei dieses direkt an einer Außenfläche des Bremsairbags befestigt ist.
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In ähnlicher Weise wie in dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Bremsbelag 15 in einem Teilbereich an der Oberfläche eines Airbags 3 ausgebildet. Im Unterschied zu 4 ist jedoch lediglich ein Airbag 3 vorgesehen, welcher von unten nach oben befüllt wird, so dass das einströmende Gas zeitlich den Bremsbelag 15 vor dem Aufblasen des Bereichs des Airbags 3 vor dem Stoßfänger in Richtung der Fahrbahnoberfläche drückt. Im weiteren Verlauf der Fahrt beziehungsweise der Abbremsung wird, wie in 6 dargestellt, der Reibbelag 15 infolge der Reibungswirkung mit dem Fahrbahnbelag in Richtung des Vorderrades gedrückt und bildet so einen keilförmigen Bereich 16, welcher sich zwischen die Oberfläche des Rades und des Fahrbahnbelages schiebt und die Reibkraft dadurch weiter erhöht.
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Ein System mit einem Bremsairbag 13 und einem Stoßfängerairbag 14 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 7. Im Unterschied zu dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gaszufuhreinrichtungen voneinander separat ausgebildet, sodass eine zeitliche Steuerung der Auslöseabfolge des Bremsairbags 13 und des Stoßfängerairbags 14 noch exakter auf die Anforderungen des Brems- und/oder Unfallereignisses abstimmbar ist. Insbesondere für den Fall, dass eine Gefahrensituationsvorhersagediagnostik lediglich das Erfordernis einer Notbremsung einleiten muss, ist die Auslösung des Stoßfängerairbags 14 unter Umständen nicht erforderlich. In diesem Fall kann somit lediglich die Bremswirkung des Fahrzeugs über die Auslösung des Bremsairbags 13 und die entsprechende Reibung die Notbremsung unterstützt werden.
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Selbstverständlich sind beliebige Kombinationen der genannten Ausführungsbeispiele möglich, wobei insbesondere hervorzuheben ist, dass für den Fall eines am Airbag 3 angeordneten Bremsbelages 15 ein zusätzlicher Schwenkbügel zur Arretierung in einer Auslöseposition denkbar wäre, beziehungsweise ein solcher Bügel auch integral mit dem Airbag beziehungsweise Bremsairbag verbunden sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugvorderwagen
- 2
- Rad
- 3
- Airbag
- 4
- Schwenkbügel
- 5
- Bremsfläche
- 6
- Stoßfänger
- 7
- Unterbringungsbereich Airbag im Ruhezustand
- 8
- Fahrbahn
- 9
- Schwenkachse
- 14
- Stoßfängerkammer
- 11
- Hochdruckkammer
- 12
- Verbindungsbereich
- 13
- Bremsairbag
- 14
- Stoßfängerairbag
- 15
- Bremsbelag
- 16
- keilförmiger Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2020679 [0003]
- DE 102008029041 A1 [0004]
