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Die Erfindung betrifft eine Unterfahrschutzvorrichtung für ein Nutzfahrzeug.
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Im Allgemeinen ist ein Unterfahrschutz für ein Nutzfahrzeug bekannt. Der Unterfahrschutz ist ein Bauteil, mittels dessen verhindert werden soll, dass ein Fahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Zweirad, einen Aufbau, Fahrzeugräder und/oder ein Fahrgestell eines Nutzfahrzeuges, insbesondere eines Lastkraftwagens oder Anhängers, von vorn, von hinten oder seitlich unterfahren und Insassen des Personenkraftwagens oder ein Fahrer und/oder Sozius dadurch verletzt oder sogar getötet werden. Ein solcher Unterfahrschutz besteht aus einem Querträger aus Metall, welcher sich im Wesentlichen über eine gesamte Fahrzeugbreite erstreckt und mittels Verbindungselementen, insbesondere aus Stahl, mit dem Fahrgestell des Nutzfahrzeuges verbunden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Unterfahrschutzvorrichtung für ein Nutzfahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Unterfahrschutzvorrichtung für ein Nutzfahrzeug weist erfindungsgemäß ein aktiv positionierbares Schutzelement auf, welches bei einer erfassten, dem Nutzfahrzeug bevorstehenden Auffahrkollision durch ein nachfolgendes Fahrzeug in Richtung des nachfolgenden Fahrzeuges ausfahrbar ist, wobei das Schutzelement eine Sollbruchstelle aufweist, welche bei Entfaltung eines in dem Schutzelement angeordneten Airbags aufbricht, so dass sich der Airbag zwischen dem Schutzelement und dem auffahrenden Fahrzeug entfaltet.
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Mittels einer derart ausgebildeten Unterfahrschutzvorrichtung ist die Sicherheit bei einer Auffahrkollision, insbesondere einer Auffahrkollision eines Personenkraftwagens auf das Nutzfahrzeug, erheblich verbessert. Das Risiko eines Unterfahrens eines Aufbaues und/oder eines Fahrgestelles des Nutzfahrzeuges ist mittels der Unterfahrschutzvorrichtung weitestgehend ausgeschlossen.
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Insbesondere mittels des Airbags ist eine aus einem Aufprall resultierende Kollisionsenergie zumindest teilweise absorbierbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Auffahrkollision zwischen einem Personenkraftwagen und einem Nutzfahrzeug ohne Unterfahrschutzvorrichtung,
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2 schematisch eine Schnittdarstellung einer Unterfahrschutzvorrichtung für ein Nutzfahrzeug in einer Ausgangsposition,
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3 schematisch eine weitere Schnittdarstellung der Unterfahrschutzvorrichtung bei einer Entkopplung eines Schutzelementes und
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4 schematisch ein Nutzfahrzeug mit der Unterfahrschutzvorrichtung in ihrer Schutzposition und einen auf diese auffahrenden Personenkraftwagen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Auffahrunfall zwischen einem Nutzfahrzeug 1 in Form eines Lastkraftwagens und einem Fahrzeug 2, im Weiteren als Personenkraftwagen 2 bezeichnet, wobei dieser mit vergleichsweise hoher Fahrgeschwindigkeit auf das Nutzfahrzeug 1 aufgefahren ist.
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Da ein Fahrgestell des Lastkraftwagens als Nutzfahrzeug 1 konstruktionsbedingt wesentlich höher über einer Fahrbahnfläche angeordnet ist als ein Fahrgestell des Personenkraftwagens 2, besteht bei einer Auffahrkollision selbst mit einer verhältnismäßig geringen Fahrgeschwindigkeit die Gefahr eines Unterfahrens des Nutzfahrzeuges 1.
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Dabei kann, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt ist, eine nicht näher dargestellte Windschutzscheibe des Personenkraftwagens 2 durchbrochen werden und Fahrzeugteile des Nutzfahrzeuges 1 können in einen Fahrgastraum des Personenkraftwagens 2 eindringen.
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Üblicherweise ist durch gesetzliche Regelungen europaweit eine Unterfahrschutzvorrichtung S an vergleichsweise großen Lastkraftwagen und Anhängern vorgeschrieben, wobei eine solche Unterfahrschutzvorrichtung S zusätzlich die Aufgabe hat, für energieabsorbierende Bereiche einer Karosserie des auffahrenden Personenkraftwagens 2 ein Widerlager zu bilden, so dass eine aus dem Zusammenstoß resultierende Kollisionsenergie abgebaut werden kann.
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Eine solche herkömmliche Unterfahrschutzvorrichtung S umfasst einen nicht näher dargestellten Querträger aus Metall, welcher sich im Wesentlichen über eine gesamte Fahrzeugbreite erstreckt und mittels Verbindungselementen, insbesondere aus Stahl, mit dem Fahrgestell des Nutzfahrzeuges verbunden ist.
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Um einen Schutz, insbesondere für einen auf das Nutzfahrzeug 1 auffahrenden Personenkraftwagen 2, wesentlich zu verbessern, ist eine in den folgenden Figuren näher dargestellte Unterfahrschutzvorrichtung S vorgesehen.
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Dabei zeigt 2 eine Schnittdarstellung der Unterfahrschutzvorrichtung S in einer Ausgangsposition, wobei eine weitere Schnittdarstellung der Unterfahrschutzvorrichtung S in der Ausgangsposition in 3 gezeigt ist.
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Die Unterfahrschutzvorrichtung S weist zwei U-förmige Trägerelemente 3, die als Führungsschienen eines Schutzelementes 4 dienen, wobei innerhalb der Trägerelemente 3 an sich gegenüberliegenden Seiten Rollenlager 5 angeordnet sind, zwischen denen das Schutzelement 4 gehalten ist.
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Darüber hinaus umfasst die Unterfahrschutzvorrichtung S ein Entkopplungssystem mit einem Entkopplungsbolzen 6, einem Keilkolben 7, einem Druckgehäuse 8 und einem pyrotechnischen Gasgenerator 9.
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Des Weiteren sind zumindest eine Druckfeder 10, ein Airbag 11 und ein radarbasierter Sensor 12 Bestandteile der Unterfahrschutzvorrichtung S.
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Wie oben beschrieben, ist das Schutzelement 4 zumindest abschnittsweise in den U-förmigen Trägerelementen 3 angeordnet und mittels der Rollenlager 5 in horizontaler Richtung x bewegbar gelagert.
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In der Ausgangsposition der Unterfahrschutzvorrichtung S ist der Entkopplungsbolzen 6 in einer ersten Aussparung A1 des Schutzelementes 4 angeordnet, wodurch dieses in seiner Lage fixiert und somit nicht, insbesondere in horizontale Richtung x, bewegbar ist. Der Entkopplungsbolzen 6 ist zudem durch eine zweite Aussparung A2 eines der Trägerelemente 3 geführt, wobei der Entkopplungsbolzen 6 mit seiner Längsachse senkrecht zur Längsachse des Schutzelementes 4 angeordnet ist.
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Der Entkopplungsbolzen 6 weist eine dritte Aussparung A3 auf, in welche der Keilkolben 7, insbesondere dessen Keilspitze K, in der Ausgangsposition zumindest abschnittsweise eingreift. Dabei ist der Keilkolben 7 auf einer Oberseite des Trägerelementes 3 angeordnet, welches die zweite Aussparung A2 aufweist.
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Eine Rückseite R des Schutzelementes 4, insbesondere eine dem Nutzfahrzeug 1 zugewandte Seite, ist mit der Druckfeder 10 gekoppelt, deren Längsachse in horizontale Richtung x, wie die Längsachse des Schutzelementes 4, angeordnet ist.
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Die Druckfeder 10 ist in der Ausgangsposition der Unterfahrschutzvorrichtung S vorgespannt und übt somit eine Druckkraft auf das Schutzelement 4 aus, welches aber mittels des Entkopplungsbolzens 6 in seiner Lage fixiert ist.
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Der Keilkolben 7 ist abschnittsweise in dem Druckgehäuse 8 angeordnet, welches mit dem pyrotechnischen Gasgenerator 9 fluidisch verbunden ist. Insbesondere ist eine der Keilspitze K gegenüberliegende Seite in dem Druckgehäuse 8 angeordnet ist. Dabei ist das Druckgehäuse 8 mittels zumindest eines umlaufenden Abdichtelementes 13 abgedichtet, wenn der Keilkolben 7 zumindest abschnittsweise in dem Druckgehäuse 8 angeordnet ist. Das zumindest eine Abdichtelement 13 ist hierzu im Bereich einer Gehäuseöffnung angeordnet.
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An einer Vorderseite des Schutzelementes 4, d. h. an einer der Rückseite R gegenüberliegenden Seite, ist ein Hohlraum H ausgebildet, wobei ein Bereich des Schutzelementes 4 mit dem Hohlraum H zumindest in Bezug auf eine Höhe größere Abmessungen aufweist als ein restlicher Bereich des Schutzelementes 4, so dass das Schutzelement 4 im Wesentlichen eine Pilz- oder Schraubenform aufweist.
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In dem Hohlraum H ist der Airbag 11 angeordnet, wobei in eine Vorderseite V des Schutzelementes 4 eine Sollöffnungsstelle O eingebracht ist. Zudem ist der radarbasierte Sensor 12, ein sogenannter Mittelbereichsradarsensor, an der Vorderseite V des Schutzelementes 4 angeordnet, wobei ein Erfassungsbereich von dem Schutzelement 4, also von dem Nutzfahrzeug 1, weg gerichtet ist.
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Ist die Unterfahrschutzvorrichtung S in einem Heckbereich des Nutzfahrzeuges 1 angeordnet, ist der Erfassungsbereich hinter das Nutzfahrzeug 1 gerichtet. Ist die Unterfahrschutzvorrichtung S in einem Frontbereich angeordnet, ist der Erfassungsbereich vor das Nutzfahrzeug 1 gerichtet. Und ist die Unterfahrschutzvorrichtung S an einer Fahrzeugseite angeordnet, ist der Erfassungsbereich von dieser Fahrzeugseite weggerichtet.
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Die Unterfahrschutzvorrichtung S ist gemäß dem Ausführungsbeispiel in 4 im Heckbereich des Nutzfahrzeuges 1 angeordnet, wobei der Sensor 12 einen Bereich von ca. 80 Metern hinter dem Nutzfahrzeug 1, insbesondere im Fahrbetrieb desselben, erfasst.
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Alternativ dazu, dass der Sensor 12 radarbasiert ausgeführt ist, kann auch eine andere geeignete Erfassungseinheit, beispielsweise eine Bilderfassungseinheit, an der Vorderseite V des Schutzelementes 4 angeordnet sein, um einen Abstand zwischen dem Nutzfahrzeug 1 und einem nachfolgenden Personenkraftwagen 2 und/oder einem anderen Fahrzeug zu erfassen.
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Befindet sich das Nutzfahrzeug 1 im Fahrbetrieb und ein nachfolgendes Fahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen 1, unterschreitet für eine vorgebbare Zeitdauer, beispielsweise für mehrere Sekunden, einen vorgegebenen Abstand zu dem Nutzfahrzeug 1, leuchtet vorzugsweise eine rote Warnleuchte in einem Anzeigebereich einer Instrumententafel des Nutzfahrzeuges 1 auf. Verringert sich der Abstand zwischen dem Nutzfahrzeug 1 und dem Personenkraftwagen 2 weiterhin und vergleichsweise schnell, wird zusätzlich zu dem Aufleuchten der Warnleuchte ein Warnton, z. B. ein Intervallton, ausgegeben.
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Wird erfasst, dass sich der Abstand dahingehend verringert, dass eine Auffahrkollision zwischen dem Personenkraftwagen 2 und dem Nutzfahrzeug 1 unvermeidbar ist, ist die Unterfahrschutzvorrichtung S aktivierbar.
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Der pyrotechnische Gasgenerator 9 wird gezündet, wodurch ein expandierendes Gas des Gasgenerators 9 dem Druckgehäuse 8 zuführbar ist. Dadurch, dass das Druckgehäuse 8 abgedichtet ist, wirkt durch das expandierende Gas eine Druckkraft auf den Keilkolben 7, wodurch dieser aus dem Druckgehäuse 8 herausbewegbar ist. Dieser Vorgang geschieht besonders bevorzugt im Bereich von Millisekunden, wobei die Funktion der eines Gurtstraffers entspricht.
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Der Keilkolben 7 bewegt sich in Richtung des Entkopplungsbolzens 6, wobei sich der Keilkolben 7 in die zweite Aussparung A2 schiebt. Durch die Form des Keilkolbens 7 und der Bewegung in Richtung des Entkopplungsbolzens 6 ist der Entkopplungsbolzen 6 aus der ersten Aussparung A1 in dem Schutzelement 4 herausbewegbar, wodurch das Schutzelement 4 nicht mehr fixiert ist.
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Die Druckkraft der vorgespannten Druckfeder 10 wirkt nun auf das nicht mehr fixierte Schutzelement 4, so dass sich dieses innerhalb von Millisekunden in Richtung des nachfolgenden Personenkraftwagens 2 bewegt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bewegt sich das Schutzelement 4 entgegen der Fahrtrichtung des Nutzfahrzeuges 1 und des Personenkraftwagens 2.
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Da das Schutzelement 4 in Richtung des nachfolgenden Personenkraftwagens 2 positionierbar ist, ist eine Eindringtiefe, d. h. eine Unterfahrtiefe, des Personenkraftwagens 2 in Bezug auf das Nutzfahrzeug 1 verringert, wobei ein Teil einer Kollisionsenergie, welche auf das Schutzelement 4 und somit auf die Druckfeder 10 wirkt, mittels der Druckfeder 10 absorbierbar ist. Der Anstoß des Personenkraftwagens 2 an das Schutzelement 4 kann mittels der Druckfeder 10 abgefedert werden.
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Zudem ist der in dem Hohlraum H angeordnete Airbag 11 aktivierbar, der ebenfalls mit einem nicht näher dargestellten pyrotechnischen Gasgenerator 9 fluidisch gekoppelt ist. Das expandierende Gas ist dem Airbag 11 zuführbar, wodurch sich dieser schlagartig entfaltet. Durch die Entfaltung drückt der Airbag 11 gegen die Sollöffnungsstelle O, so dass diese aufbricht und eine Austrittsöffnung für den Airbag 11 freigegeben ist.
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Der Airbag 11 entfaltet sich außerhalb des Schutzelementes 4 vollständig, so dass der Airbag 11 zwischen dem Nutzfahrzeug 1, d. h. dem Schutzelement 4 und dem Personenkraftwagen 2, positioniert ist. Dabei ist der Airbag 11 vorzugsweise nicht als Insassenschutzvorrichtung für Insassen des Personenkraftwagens 2 ausgelegt. Der Airbag 11 ist im Vergleich wesentlich massiver und stabiler und dient als Unterfahrschutz für den Personenkraftwagen 2.
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Denkbar ist auch, dass die Unterfahrschutzvorrichtung S nur das Schutzelement 4 ohne Airbag 11 aufweist, wobei alternativ oder zusätzlich zu der einen Druckfeder 10 ein pyrotechnisch bewegbares Element oder mehrere pyrotechnisch bewegbare Elemente zur Positionierung des Schutzelementes 4 vorgesehen sein kann bzw. können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nutzfahrzeug
- 2
- Fahrzeug/Personenkraftwagen
- 3
- Trägerelement
- 4
- Schutzelement
- 5
- Rollenlager
- 6
- Entkopplungsbolzen
- 7
- Keilkolben
- 8
- Druckgehäuse
- 9
- Gasgenerator
- 10
- Druckfeder
- 11
- Airbag
- 12
- Sensor
- 13
- Abdichtelement
- A1
- erste Aussparung
- A2
- zweite Aussparung
- A3
- dritte Aussparung
- H
- Hohlraum
- K
- Keilspitze
- O
- Sollöffnungsstelle
- R
- Rückseite
- S
- Unterfahrschutzvorrichtung
- V
- Vorderseite
- x
- Richtung
