DE102020118985A1

DE102020118985A1 - Safety system and method for operating a motor vehicle

Info

Publication number: DE102020118985A1
Application number: DE102020118985.0A
Authority: DE
Inventors: Philipp Bolay; Christian Rommelfanger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2022-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem (10) und ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das eine Sicherheitsverglasung mit einer fest mit einem Rohbau des Kraftfahrzeugs verbundenen Windschutzscheibe (7) aus Verbundglas mit einer Glaseigenspannung umfasst.Um die Sicherheit im Betrieb des Kraftfahrzeugs weiter zu erhöhen, umfasst das Sicherheitssystem (10) eine mechanische Aktorik (11) mit mindestens einem Aktorelement (12), das an der Windschutzscheibe (7) angebracht und bei einer entsprechenden Aktivierung durch die mechanische Aktorik (11) so bewegbar ist, dass ein Biegemoment in die Windschutzscheibe (7) eingeleitet wird, das durch einen starken Anstieg der Glaseigenspannung zu einem definierten Bruch der Windschutzscheibe (7) führt.The invention relates to a safety system (10) and a method for operating a motor vehicle, which comprises safety glazing with a windshield (7) made of laminated glass with internal glass stress and firmly connected to a shell of the motor vehicle. In order to further increase safety during operation of the motor vehicle, the safety system (10) comprises a mechanical actuator (11) with at least one actuator element (12) which is attached to the windshield (7) and can be moved when activated by the mechanical actuator (11) in such a way that a bending moment is applied to the windshield (7) is initiated, which leads to a defined breakage of the windshield (7) due to a sharp increase in the internal glass stress.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem und eine Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das eine Sicherheitsverglasung mit einer fest mit einem Rohbau des Kraftfahrzeugs verbundenen Windschutzscheibe aus Verbundglas mit einer Glaseigenspannung umfasst.The invention relates to a safety system and a method for operating a motor vehicle, which comprises safety glazing with a windshield made of laminated glass, which is firmly connected to a body shell of the motor vehicle, and has internal glass stress.

Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2019/245819 A1 ist ein Glaslaminat mit einer äußeren Glasscheibe und einer inneren Glasscheibe bekannt, zwischen denen eine Polymerzwischenschicht angeordnet ist, wobei eine der Glasscheiben Bruchinitiationspunkte in einem vorbestimmten Muster umfasst, um das Glaslaminat im Falle eines vorbestimmten äußeren Aufpralls auf die äußere Glasscheibe zu schwächen. Aus der europäischen Patentschrift EP 2 858 820 B1 ist ein Verbundglas mit einer äußeren Glasscheibe und einer inneren Glasscheibe bekannt, die Schwachstellen umfasst, um das Verbundglas im Falle eines internen Stoßes zu schwächen. Aus der französischen Offenlegungsschrift FR 2 129 880 ist eine Sicherheitsverglasung bekannt, die aus zwei Glasscheiben besteht, die durch eine Plastikfolie verbunden sind, wobei mindestens eine der Glasscheiben ein Netzwerk von Oberflächenrisslinien umfasst.From the international disclosure document WO 2019/245819 A1 discloses a glass laminate having an outer glass sheet and an inner glass sheet sandwiching a polymeric interlayer, one of the glass sheets including fracture initiation points in a predetermined pattern to weaken the glass laminate in the event of a predetermined external impact to the outer glass sheet. From the European patent specification EP 2 858 820 B1 discloses a laminated glass having an outer glass pane and an inner glass pane which includes weak points to weaken the laminated glass in the event of an internal impact. From the French publication FR 2 129 880 discloses safety glazing consisting of two panes of glass joined by a plastic film, at least one of the panes of glass comprising a network of surface cracks.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit im Betrieb eines Kraftfahrzeugs, das eine Sicherheitsverglasung mit einer fest mit einem Rohbau des Kraftfahrzeugs verbundenen Windschutzscheibe aus Verbundglas mit einer Glaseigenspannung umfasst, weiter zu erhöhen.The object of the invention is to further increase the safety during operation of a motor vehicle that comprises safety glazing with a windshield made of laminated glass with internal glass stress that is firmly connected to a body shell of the motor vehicle.

Die Aufgabe ist bei einem Sicherheitssystem zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das eine Sicherheitsverglasung mit einer fest mit einem Rohbau des Kraftfahrzeugs verbundenen Windschutzscheibe aus Verbundglas mit einer Glaseigenspannung umfasst, dadurch gelöst, dass das Sicherheitssystem eine mechanische Aktorik mit mindestens einem Aktorelement umfasst, das an der Windschutzscheibe angebracht und bei einer entsprechenden Aktivierung durch die mechanische Aktorik so bewegbar ist, dass ein Biegemoment in die Windschutzscheibe eingeleitet wird, das durch einen starken Anstieg der Glaseigenspannung zu einem definierten Bruch der Windschutzscheibe führt. Die Windschutzscheibe ist zum Beispiel mit einem geeigneten Scheibenklebstoff an fahrzeugfesten Rohbauteilen verklebt. Normalerweise ist die Windschutzscheibe oben fest mit einem Dachholm verbunden. Unten ist die Windschutzscheibe normalerweise fest mit einem Windlaufrahmen verbunden. An ihren Seiten ist die Windschutzscheibe normalerweise fest mit A-Säulen verbunden. In dem beanspruchten Sicherheitssystem ist mindestens ein bewegbares Aktorelement zwischen dem Rohbau und der Windschutzscheibe angeordnet. Das Aktorelement kann durch einen herkömmlichen Scheibenklebstoff fest mit der Windschutzscheibe verbunden sein. Durch eine Bewegung des Aktorelements relativ zu dem Rohbau kann gezielt ein gewünschtes Biegemoment in die Windschutzscheibe eingeleitet werden. So kann die Glaseigenspannung in dem Verbundglas bis zu einem definierten Bruch der Windschutzscheibe erhöht werden. So kann bei einem Kopfanprall oder - aufprall auf oder an die Windschutzscheibe ein definiertes Brechen in der Windschutzscheibe realisiert werden. Durch den definierten Bruch der Windschutzscheibe kann ein gewünschter Energieabbau bei einer Kollision mit einem Fußgänger optimiert werden.The object is achieved in a safety system for operating a motor vehicle, which comprises safety glazing with a windshield made of laminated glass with internal glass stress and firmly connected to a body shell of the motor vehicle, in that the safety system comprises a mechanical actuator system with at least one actuator element which is mounted on the windshield is attached and can be moved when activated by the mechanical actuator in such a way that a bending moment is introduced into the windshield, which leads to a defined breakage of the windshield due to a sharp increase in the internal stress of the glass. For example, the windshield is bonded to the structural components of the vehicle using a suitable window adhesive. Normally, the windshield is firmly attached to a roof rail at the top. At the bottom, the windshield is usually firmly connected to a cowl frame. On its sides, the windshield is usually firmly connected to A-pillars. In the claimed safety system, at least one movable actuator element is arranged between the shell and the windshield. The actuator element can be firmly connected to the windshield by a conventional window adhesive. By moving the actuator element relative to the shell, a desired bending moment can be introduced into the windshield in a targeted manner. In this way, the residual glass stress in the laminated glass can be increased up to a defined breakage of the windshield. Thus, in the event of a head impact or impact on or against the windshield, a defined breaking in the windshield can be implemented. A desired reduction in energy in the event of a collision with a pedestrian can be optimized by the defined breakage of the windshield.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sicherheitssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement aus einer Ruhestellung translatorisch in eine Aktivierungsstellung bewegbar ist. So kann mit einfachen Mitteln bei einer Aktivierung der mechanischen Aktorik das gewünschte Biegemoment in die Windschutzscheibe eingeleitet werden. Zur Aktivierung der mechanischen Aktorik mit dem Aktorelement kann eine vorhandene Sensorik zum Erkennen eines Fußgängeraufpralls genutzt werden. Die Aktivierung der mechanischen Aktorik mit dem Aktorelement wird vorzugsweise automatisch über ein geeignetes Steuergerät, in dem eine entsprechende Software hinterlegt ist, ausgelöst.A preferred exemplary embodiment of the safety system is characterized in that the actuator element can be moved translationally from a rest position into an activation position. In this way, the desired bending moment can be introduced into the windshield with simple means when the mechanical actuator system is activated. To activate the mechanical actuator system with the actuator element, an existing sensor system can be used to detect a pedestrian impact. The activation of the mechanical actuator system with the actuator element is preferably triggered automatically via a suitable control unit in which appropriate software is stored.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sicherheitssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement als Schlitten ausgeführt ist, der bei einer Aktivierung durch die mechanische Aktorik mit einer Kraft in einer Vorwärtsfahrtrichtung beaufschlagt wird. Der Schlitten ist mechanisch, zum Beispiel in einer geeigneten Führung, translatorisch bewegbar geführt. Der Schlitten kann durch eine Federeinrichtung in seiner Ruhestellung so vorgespannt sein, dass der Schlitten automatisch aus seiner Ruhestellung in seine Aktivierungsstellung bewegt wird, sobald ein entsprechender Verriegelungsmechanismus für den vorgespannten Schlitten freigegeben wird.A further preferred exemplary embodiment of the safety system is characterized in that the actuator element is designed as a carriage which, when activated by the mechanical actuator system, is subjected to a force in a forward travel direction. The carriage is mechanically, for example in a suitable guide, guided in a translatory manner. The slide can be biased in its rest position by a spring device in such a way that the slide is automatically moved from its rest position to its activation position as soon as a corresponding locking mechanism for the biased slide is released.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sicherheitssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Aktorik einem Dachholm zugeordnet ist, wobei das Aktorelement an einem oberen Randbereich der Windschutzscheibe angreift, wobei ein unterer Randbereich der Windschutzscheibe an einem Windlaufrahmen befestigt ist. Durch die Befestigung des unteren Randbereichs der Windschutzscheibe an dem Windlaufrahmen wird die Windschutzscheibe dort festgehalten, so dass durch die Bewegung des Aktorelements das Biegemoment in die Windschutzscheibe eingeleitet wird. An den Seiten ist die Windschutzscheibe zum Beispiel an den A-Säulen des Kraftfahrzeugs befestigt.Another preferred exemplary embodiment of the safety system is characterized in that the mechanical actuator is assigned to a roof pillar, with the actuator element acting on an upper edge area of the windshield, with a lower edge area of the windshield being fastened to a cowl frame. By fastening the lower edge area of the windshield to the cowl frame, the windshield is held there, so that the bending moment is introduced into the windshield by the movement of the actuator element. On the sides is the windshield Example attached to the A-pillars of the motor vehicle.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sicherheitssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundglas der Windschutzscheibe entlang einer A-Säule in mindestens zwei Befestigungsabschnitten unterschiedlich stark an der A-Säule befestigt ist. So kann mit einfachen Mitteln zwischen den Befestigungsabschnitten eine Biegekante realisiert werden, entlang welcher die Windschutzscheibe beim Einleiten des Biegemoments verbogen wird, um den definierten Bruch der Windschutzscheibe herbeizuführen.Another preferred exemplary embodiment of the safety system is characterized in that the laminated glass of the windshield is attached to the A-pillar along an A-pillar in at least two attachment sections with different strengths. In this way, a bending edge can be realized with simple means between the fastening sections, along which the windshield is bent when the bending moment is introduced, in order to bring about the defined breakage of the windshield.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sicherheitssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundglas der Windschutzscheibe eine Zwischenfolie mit Hohlräumen umfasst, die in dem Verbundglas Trägerblasen darstellen, die mit einem Fluid gefüllt sind, das mit Partikeln beladen ist. Die Hohlräume können vorteilhaft beim Herstellungsprozess in die Zwischenfolie eingebracht werden. Beim Herstellungsprozess oder bei einem zusätzlichen Prozessschritt können dann die Partikel mit dem Fluid, insbesondere einem geeigneten Gas oder einer geeigneten Flüssigkeit, in die Hohlräume eingebracht werden. Der mit dem Fluid gefüllte Hohlraum wird als Trägerblase bezeichnet. Eine typische Partikelgröße der Partikel liegt vorzugsweise in einer Größenordnung von Mikrometer bis Maximalmillimeter. Die Hohlräume, in denen die Partikel angeordnet sind, sind deutliche größer als die Partikel, so dass sich die Partikel innerhalb der Trägerblasen frei bewegen können.Another preferred embodiment of the safety system is characterized in that the laminated glass of the windscreen comprises an intermediate film with cavities which represent carrier bubbles in the laminated glass, which are filled with a fluid loaded with particles. The cavities can advantageously be introduced into the intermediate film during the manufacturing process. In the production process or in an additional process step, the particles can then be introduced into the cavities with the fluid, in particular a suitable gas or a suitable liquid. The cavity filled with the fluid is called the carrier bladder. A typical particle size of the particles is preferably in the order of micrometers to a maximum of millimeters. The cavities in which the particles are arranged are significantly larger than the particles, so that the particles can move freely within the carrier bubbles.

Bei einem Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem vorab beschriebenen Sicherheitssystem ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die mechanische Aktorik bei einem Fußgängeraufprall aktiviert wird, um über das Aktorelement ein Biegemoment in die Windschutzscheibe einzuleiten, das durch einen starken Anstieg der Glaseigenspannung zu einem definierten Bruch der Windschutzscheibe führt. Die definiert brechende Windschutzscheibe kann vorteilhaft viel mehr Energie aufnehmen als eine intakte Windschutzscheibe. Zudem werden durch den definierten Bruch das Rissverhalten und die Steifigkeit der Windschutzscheibe im Hinblick auf einen Fußgängeraufprall optimiert.In a method for operating a motor vehicle with a safety system as described above, the object specified above is alternatively or additionally achieved in that the mechanical actuator is activated in the event of a pedestrian impact in order to introduce a bending moment into the windshield via the actuator element, which is caused by a sharp increase in the Residual glass stress leads to a defined breakage of the windshield. The windshield breaking in a defined manner can advantageously absorb much more energy than an intact windshield. In addition, the crack behavior and the rigidity of the windshield are optimized with regard to a pedestrian impact through the defined fracture.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verbundglas der Windschutzscheibe oberhalb einer Biegekante zwischen den Befestigungsabschnitten von der A-Säule löst, wenn bei einer Aktivierung durch die mechanische Aktorik ein Biegemoment in die Windschutzscheibe eingeleitet wird. Das Aktorelement der mechanischen Aktorik kann magnetisch, elektrisch, pyrotechnisch oder mechanisch ausgelöst werden. Durch einen vorzugsweise umlaufend aufgebrachten Klebstoff ist die Windschutzscheibe in ihrer Lage gehalten. Durch die unterschiedlichen Befestigungsabschnitte wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die Windschutzscheibe bei Aktivierung der mechanischen Aktorik entlang der Biegekante bricht.A preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that the laminated glass of the windshield detaches from the A-pillar above a bending edge between the fastening sections when a bending moment is introduced into the windshield when activated by the mechanical actuator system. The actuator element of the mechanical actuator system can be triggered magnetically, electrically, pyrotechnically or mechanically. The windshield is held in place by an adhesive that is preferably applied all around. The different fastening sections ensure in a simple manner that the windshield breaks along the bending edge when the mechanical actuator system is activated.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerblasen bei einer Intrusion durch eine Außenscheibe platzen, wobei das Fluid in der Zwischenfolie freigesetzt wird und die Partikel in einer Innenscheibe eine gewünschte Rissbildung initiieren. Im normalen Betrieb können sich die Partikel innerhalb der Trägerblase frei bewegen. Bei einem Kopfaufprall wird die Außenscheibe durch den Kopfanprall deformiert. Die Außenscheibe drückt durch ihre Intrusion auf die Trägerblasen in der Zwischenfolie, wodurch in diesen der Druck steigt und die Trägerblasen kollabieren. Dabei wird das Fluid freigesetzt, wobei sich durch Kapillareffekte ein Teil der Flüssigkeit sowie Partikel zwischen den beiden Scheiben verteilt. Die Partikel in der Trägerblase sind vorteilhaft so gestaltet, dass sie spitze Kanten besitzen, die bei weiterer Intrusion des Kopfes eine Rissbildung in der Innenscheibe initiieren. So kann die Kraft, die zum Durchschlagen der Scheibe benötigt wird, gezielt abgesenkt werden.A further preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that the carrier bubbles burst when intruded through an outer pane, the fluid in the intermediate film being released and the particles in an inner pane initiating a desired formation of cracks. In normal operation, the particles can move freely within the carrier bubble. In the event of a head impact, the outer pane is deformed by the head impact. Due to its intrusion, the outer pane presses on the carrier bubbles in the intermediate film, as a result of which the pressure increases and the carrier bubbles collapse. The fluid is released in the process, with part of the liquid and particles being distributed between the two discs by capillary effects. The particles in the carrier bubble are advantageously designed in such a way that they have sharp edges which initiate crack formation in the inner pane if the head is intruded further. In this way, the force required to break through the pane can be reduced in a targeted manner.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.The invention may also relate to a computer program product with program code means for carrying out a previously described method when the computer program product runs on a processing device or is stored on a computer-readable data carrier.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Steuergerät mit einem derartigen Computerprogrammprodukt.The invention may also relate to a control device with such a computer program product.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Kraftfahrzeug mit einem vorab beschriebenen Sicherheitssystem.The invention may also relate to a motor vehicle with a safety system as described above.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine mechanische Aktorik, insbesondere ein Aktorelement, und/oder eine Windschutzscheibe für ein vorab beschriebenes Sicherheitssystem. Die genannten Teile sind separat handelbar.The invention also relates to a mechanical actuator, in particular an actuator element, and/or a windshield for a safety system as described above. The parts mentioned can be traded separately.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Kraftfahrzeugs mit einer an einem Rohbau befestigten Windschutzscheibe;
2 eine mechanische Aktorik mit einem translatorisch bewegbaren Aktorelement, das an einem oberen Randbereich der Windschutzscheibe angreift, im Längsschnitt;
3 eine Befestigung der Windschutzscheibe an einer A-Säule im Schnitt durch drei Befestigungsabschnitte, in denen die Windschutzscheibe unterschiedlich stark an der A-Säule befestigt ist;
4 die gleiche Darstellung wie in 3 nach einer Aktivierung der mechanischen Aktorik mit dem Aktorelement;
5 die Darstellung eines Schnitts durch ein Verbundglas einer Windschutzscheibe mit einer Zwischenfolie, die zwischen einer Innenscheibe und einer Außenscheibe angeordnet ist, wobei in der Zwischenfolie Hohlräume ausgebildet sind, die mit einem Fluidgefüllt sind, das mit Partikeln beladen ist;
6 die Windschutzscheibe aus 5 bei einem Kopfaufprall; und
7 die Windschutzscheibe aus den 5 und 6 beim definierten Brechen durch den Kopfaufprall.

Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which various exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing. Show it:

1 a perspective view of part of a motor vehicle with a windshield attached to a body shell;
2 a mechanical actuator with a translationally movable actuator element, which acts on an upper edge region of the windshield, in longitudinal section;
3 attachment of the windshield to an A-pillar in section through three attachment sections in which the windshield is attached to the A-pillar to different extents;
4 the same representation as in 3 after activation of the mechanical actuator with the actuator element;
5 the representation of a section through a laminated glass of a windshield with an intermediate film, which is arranged between an inner pane and an outer pane, wherein cavities are formed in the intermediate film, which are filled with a fluid that is loaded with particles;
6 the windshield off 5 in the event of a head impact; and
7 the windshield from the 5 and 6 in defined breaking by head impact.

In 1 ist ein Rohbau 2 eines Kraftfahrzeugs 1 perspektivisch dargestellt. Der Rohbau 2 umfasst einen Windlaufrahmen 3, zwei A-Säulen 4, 5 und einen Dachholm 6. Eine Windschutzscheibe 7 ist, zum Beispiel durch eine herkömmliche Klebeverbindung, an dem Rohbau 2 des Kraftfahrzeugs 1 befestigt.In 1 a shell 2 of a motor vehicle 1 is shown in perspective. The shell 2 comprises a cowl frame 3, two A-pillars 4, 5 and a roof pillar 6. A windshield 7 is attached to the shell 2 of the motor vehicle 1, for example by a conventional adhesive connection.

Die Windschutzscheibe 7 umfasst ein Verbundglas 8. Das Verbundglas 8 dient zur Darstellung einer Sicherheitsverglasung 9 an dem Rohbau 2 des Kraftfahrzeugs 1.The windshield 7 comprises a laminated glass 8. The laminated glass 8 is used to represent safety glazing 9 on the shell 2 of the motor vehicle 1.

In 2 sieht man, dass in dem Dachholm 6 des Kraftfahrzeugs 1 ein Sicherheitssystem 10 mit einer mechanischen Aktorik 11 integriert ist. Die mechanische Aktorik 11 umfasst ein Aktorelement 12, das als Schlitten ausgeführt ist.In 2 It can be seen that a safety system 10 with a mechanical actuator 11 is integrated in the roof rail 6 of the motor vehicle 1 . The mechanical actuator 11 includes an actuator element 12, which is designed as a slide.

Das Aktorelement 12 ist in einer Führung 13 translatorisch hin und her bewegbar geführt. In 2 ist das Aktorelement 12 in einer Ruhestellung dargestellt. Bei entsprechender Aktivierung der mechanischen Aktorik 11 kann das Aktorelement 12 aus seiner Ruhestellung in einer durch einen Pfeil angedeuteten Vorwärtsfahrtrichtung 14 ausgefahren werden.The actuator element 12 is guided in a guide 13 so that it can be moved back and forth in a translatory manner. In 2 the actuator element 12 is shown in a rest position. If the mechanical actuator system 11 is activated accordingly, the actuator element 12 can be moved out of its rest position in a forward travel direction 14 indicated by an arrow.

Die Windschutzscheibe 7 ist durch eine Kleberraupe 15 an dem Aktorelement 12 befestigt. Wenn das Aktorelement 12 in Vorwärtsfahrtrichtung 14 ausgefahren wird, dann wird ein Biegemoment in die Windschutzscheibe 7 eingeleitet. Das Biegemoment führt zu einem starken Anstieg einer Glaseigenspannung in dem Verbundglas, aus dem die Windschutzscheibe 7 gebildet ist.The windshield 7 is attached to the actuator element 12 by an adhesive bead 15 . When the actuator element 12 is extended in the forward direction 14, a bending moment is introduced into the windshield 7. The bending moment greatly increases a glass residual stress in the laminated glass constituting the windshield 7 .

In 3 ist dargestellt, wie die Windschutzscheibe 7 an der A-Säule 5 des Rohbaus des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Die Windschutzscheibe 7 ist entlang der A-Säule 5 in drei Befestigungsabschnitten 17, 18, 19 unterschiedlich stark an der A-Säule 5 befestigt. Durch einen Pfeil 16 ist in 3 angedeutet, wie mit dem Aktorelement 12 bei Aktivierung der mechanischen Aktorik eine Kraft auf den oberen Bereich der Windschutzscheibe 7 aufgebracht wird.In 3 is shown how the windshield 7 is attached to the A-pillar 5 of the body shell of the motor vehicle. The windshield 7 is attached along the A pillar 5 in three attachment sections 17, 18, 19 to different strengths on the A pillar 5. An arrow 16 is in 3 indicated how a force is applied to the upper area of the windshield 7 with the actuator element 12 upon activation of the mechanical actuator system.

In den Befestigungsabschnitten 17, 18, 19 ist die Windschutzscheibe 7 zum Beispiel durch verschiedene Klebstoffe mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften mit der A-Säule 5 verklebt. Innerhalb der Befestigungsabschnitte 17, 18, 19 liegen isotrope Festigkeiten vor. Da für jeden Befestigungsabschnitt 17, 18, 19 ein eigener Klebstoff verwendet wird, unterscheiden sich die Adhäsionskräfte und Kohäsionskräfte jedoch zwischen den Befestigungsabschnitten 17, 18, 19.In the fastening sections 17, 18, 19, the windshield 7 is glued to the A-pillar 5, for example using different adhesives with different mechanical properties. Within the fastening sections 17, 18, 19 there are isotropic strengths. However, since a separate adhesive is used for each fastening section 17, 18, 19, the adhesive forces and cohesive forces differ between the fastening sections 17, 18, 19.

In dem Befestigungsabschnitt 17, der am nächsten zu dem Aktorelement 12 angeordnet ist, wird vorteilhaft ein Klebstoff mit geringer Festigkeit verwendet. Dadurch wird erreicht, dass sich die Windschutzscheibe 7 in dem Befestigungsabschnitt 17 beim Aufbringen der Kraft 16 von der A-Säule 5 ablösen kann.In the fastening section 17, which is arranged closest to the actuator element 12, an adhesive with low strength is advantageously used. The result of this is that the windshield 7 can be detached from the A-pillar 5 in the fastening section 17 when the force 16 is applied.

Durch die höheren Festigkeiten in den darunterliegenden Befestigungsabschnitten 18, 19 entsteht eine inhomogene Spannungsverteilung in der Windschutzscheibe 7, wodurch, wie man in 4 sieht, eine Biegung oder ein Bruch entlang einer Biegekante 20 induziert werden kann. Über verschiedene Abmaße der Befestigungsabschnitte 17, 18, 19 sowie der verwendeten Klebstoffe kann die Biegung beziehungsweise der Bruch in der Windschutzscheibe 7 gesteuert werden.Due to the higher strengths in the underlying fastening sections 18, 19, an inhomogeneous stress distribution occurs in the windshield 7, which, as can be seen in 4 sees, a bend or a break along a bending edge 20 can be induced. The bending or the breakage in the windshield 7 can be controlled via different dimensions of the fastening sections 17, 18, 19 and the adhesives used.

In den 5 bis 7 ist gezeigt, dass die Windschutzscheibe 7 vorteilhaft aus einem Verbundglas 8 mit einer speziellen Zwischenfolie 22 gebildet sein kann. Die Zwischenfolie 22 ist zwischen einer Innenscheibe 21 und einer Außenscheibe 23 der Windschutzscheibe 7 angeordnet. In der Zwischenfolie 22 sind Hohlräume 24 ausgebildet. Die Hohlräume 24 sind mit einem Fluid 25 gefüllt. Das Fluid 25 ist mit Partikeln 26 beladen.In the 5 until 7 it is shown that the windshield 7 can advantageously be formed from a laminated glass 8 with a special intermediate film 22 . The intermediate film 22 is arranged between an inner pane 21 and an outer pane 23 of the windshield 7 . Cavities 24 are formed in the intermediate film 22 . The cavities 24 are filled with a fluid 25 . The fluid 25 is loaded with particles 26 .

Der mit dem Fluid 25 gefüllte Hohlraum 24 wird als Trägerblase 29 bezeichnet. In den 6 und 7 ist veranschaulicht, was passiert, wenn ein Gegenstand 27, insbesondere ein Kopf bei einem Fußgängerunfall, auf die Windschutzscheibe 7 aufschlägt.The cavity 24 filled with the fluid 25 is referred to as the carrier bladder 29 . In the 6 and 7 is illustrated what happens when an object 27, in particular a head in a pedestrian accident, hits the windshield 7.

In 6 sieht man, dass sich die Außenscheibe 23 durch den Aufprall oder Anprall deformiert. In 7 ist veranschaulicht, wie die Außenscheibe 23 durch ihre Intrusion auf die Trägerblasen 29 in der Zwischenfolie 22 drückt. Durch den damit verbundenen Druckanstieg kollabieren und platzen die Trägerblasen 29, wie in 7 durch Symbole 28 angedeutet ist.In 6 one can see that the outer pane 23 is deformed by the impact or collision. In 7 shows how the outer pane 23 presses on the carrier bubbles 29 in the intermediate film 22 as a result of its intrusion. Due to the associated increase in pressure, the carrier bubbles 29 collapse and burst, as shown in 7 is indicated by symbols 28.

Dabei wird das in den Trägerblasen 29 enthaltene Fluid freigesetzt. Durch Kapillarkräfte wird ein Teil des Fluids 25 sowie Partikel 26 zwischen den Scheiben 21, 23 verteilt. Die Partikel 26 in der Trägerblase 29 sind so gestaltet, dass sie spitze Kanten aufweisen, die bei weiterer Intrusion des Gegenstandes 27 eine Rissbildung in der Innenscheibe 21 initiieren.In the process, the fluid contained in the carrier bladders 29 is released. Some of the fluid 25 and particles 26 are distributed between the discs 21, 23 by capillary forces. The particles 26 in the carrier bladder 29 are designed in such a way that they have pointed edges which initiate a crack formation in the inner pane 21 when the object 27 intrudes further.

BezugszeichenlisteReference List

11: Kraftfahrzeugmotor vehicle
22: Rohbaushell
33: Windlaufrahmencowl frame
44: A-SäuleA pillar
55: A-SäuleA pillar
66: Dachholmroof rail
77: Windschutzscheibewindshield
88th: Verbundglaslaminated glass
99: Sicherheitsverglasungsecurity glazing
1010: Sicherheitssystemsecurity system
1111: mechanische Aktorikmechanical actuators
1212: Aktorelementactuator element
1313: Führungguide
1414: Vorwärtsfahrtrichtungforward driving direction
1515: Kleberraupeglue bead
1616: Kraftpower
1717: Befestigungsabschnittattachment section
1818: Befestigungsabschnittattachment section
1919: Befestigungsabschnittattachment section
2020: Biegekantebending edge
2121: Innenscheibeinner pane
2222: Zwischenfolieinterlayer
2323: Außenscheibeouter pane
2424: Hohlraumcavity
2525: FluidFluid
2626: Partikelparticles
2727: Gegenstandobject
2828: Symbolsymbol
2929: Trägerblasecarrier bladder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2019/245819 A1 [0002]WO 2019/245819 A1 [0002]
EP 2858820 B1 [0002]EP 2858820 B1 [0002]
FR 2129880 [0002]FR 2129880 [0002]

Claims

Sicherheitssystem (10) zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das eine Sicherheitsverglasung (9) mit einer fest mit einem Rohbau (2) des Kraftfahrzeugs (1) verbundenen Windschutzscheibe (7) aus Verbundglas (8) mit einer Glaseigenspannung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (10) eine mechanische Aktorik (11) mit mindestens einem Aktorelement (12) umfasst, das an der Windschutzscheibe (7) angebracht und bei einer entsprechenden Aktivierung durch die mechanische Aktorik (11) so bewegbar ist, dass ein Biegemoment in die Windschutzscheibe (7) eingeleitet wird, das durch einen starken Anstieg der Glaseigenspannung zu einem definierten Bruch der Windschutzscheibe (7) führt.Safety system (10) for operating a motor vehicle (1), which comprises safety glazing (9) with a windshield (7) made of laminated glass (8) and having internal glass stress, which is firmly connected to a shell (2) of the motor vehicle (1), characterized in that that the safety system (10) comprises a mechanical actuator (11) with at least one actuator element (12), which is attached to the windshield (7) and can be moved when activated by the mechanical actuator (11) in such a way that a bending moment is generated in the Windshield (7) is initiated, which leads to a defined breakage of the windshield (7) due to a sharp increase in the internal stress of the glass.

Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement (12) aus einer Ruhestellung translatorisch in eine Aktivierungsstellung bewegbar ist.security system after claim 1 , characterized in that the actuator element (12) is translationally movable from a rest position into an activation position.

Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorelement (12) als Schlitten ausgeführt ist, der bei einer Aktivierung durch die mechanische Aktorik (11) mit einer Kraft (16) in einer Vorwärtsfahrtrichtung (14) beaufschlagt wird.Safety system according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator element (12) is designed as a carriage which, when activated by the mechanical actuator system (11), is subjected to a force (16) in a forward travel direction (14).

Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Aktorik (11) einem Dachholm (6) zugeordnet ist, wobei das Aktorelement (12) an einem oberen Randbereich der Windschutzscheibe (7) angreift, wobei ein unterer Randbereich der Windschutzscheibe (7) an einem Windlaufrahmen (3) befestigt ist.Safety system according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical actuator (11) is assigned to a roof pillar (6), the actuator element (12) acting on an upper edge area of the windscreen (7), a lower edge area of the windscreen (7 ) is attached to a cowl frame (3).

Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundglas (8) der Windschutzscheibe (7) entlang einer A-Säule (5) in mindestens zwei Befestigungsabschnitten (17,18) unterschiedlich stark an der A-Säule (5) befestigt ist.Safety system according to one of the preceding claims, characterized in that the laminated glass (8) of the windshield (7) is attached to the A-pillar (5) in at least two attachment sections (17, 18) to different extents along an A-pillar (5). .

Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundglas (8) der Windschutzscheibe (7) eine Zwischenfolie (22) mit Hohlräumen (24) umfasst, die in dem Verbundglas (8) Trägerblasen (29) darstellen, die mit einem Fluid (25) gefüllt sind, das mit Partikeln (26) beladen ist.Safety system according to one of the preceding claims, characterized in that the laminated glass (8) of the windscreen (7) comprises an intermediate film (22) with cavities (24) which represent carrier bubbles (29) in the laminated glass (8) which are filled with a fluid (25) are filled, which is loaded with particles (26).

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Sicherheitssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Aktorik (11) bei einem Fußgängeraufprall aktiviert wird, um über das Aktorelement (12) ein Biegemoment in die Windschutzscheibe (7) einzuleiten, das durch einen starken Anstieg der Glaseigenspannung zu einem definierten Bruch der Windschutzscheibe (7) führt.Method for operating a motor vehicle (1) with a safety system (10) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the mechanical actuator (11) is activated in the event of a collision with a pedestrian in order to introduce a bending moment into the windshield (7) via the actuator element (12) which, as a result of a sharp increase in the internal stress on the glass, leads to a defined fracture of the windshield (7) leads.

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Sicherheitssystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verbundglas (8) der Windschutzscheibe (7) oberhalb einer Biegekante (20) zwischen den Befestigungsabschnitten (17,18) von der A-Säule (5) löst, wenn bei einer Aktivierung durch die mechanische Aktorik (11) ein Biegemoment in die Windschutzscheibe (7) eingeleitet wird.Method for operating a motor vehicle (1) with a safety system (10). claim 5 , characterized in that the laminated glass (8) of the windshield (7) detaches from the A-pillar (5) above a bending edge (20) between the fastening sections (17, 18) if, upon activation by the mechanical actuator system (11 ) a bending moment is introduced into the windshield (7).

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Sicherheitssystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerblasen (29) bei einer Intrusion durch eine Außenscheibe (23) platzen, wobei das Fluid (25) in der Zwischenfolie (22) freigesetzt wird und die Partikel (26) in einer Innenscheibe (21) eine gewünschte Rissbildung initiieren.Method for operating a motor vehicle (1) with a safety system (10). claim 6 , characterized in that the carrier bubbles (29) burst when intruded through an outer pane (23), the fluid (25) being released in the intermediate film (22) and the particles (26) causing a desired crack formation in an inner pane (21). initiate.

Mechanische Aktorik (11), insbesondere Aktorelement (12), und/oder Windschutzscheibe (7) für ein Sicherheitssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Mechanical actuator (11), in particular actuator element (12), and / or windshield (7) for a security system (10) according to one Claims 1 until 6 .