DE19835527B4 - Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Schutzvorrichtung
(1; 1') für
Kraftfahrzeuge, mit
a) oberen Längsträgern (2, 3; 2', 3') und unteren Längsträgern (4, 5), die front- und/oder heckseitig an einer Fahrzeug-Karosserie angeordnet sind,
b) mindestens einem Deflektor-Schild (6) zur Aufnahme von Stößen auf die Front- und/oder Heckpartie der Fahrzeug-Karosserie, wobei der mindestens eine Deflektor-Schild (6)
i) mit den oberen Längsträgern (2, 3; 2', 3')) über Schwenkelemente verbunden ist und die Schwenkelemente eine gemeinsame horizontal und quer zur Längsrichtung der Fahrzeug-Karosserie verlaufende Achse (13) aufweisen, und
ii) mit den unteren Längsträgern (4, 5) über Aufprall-Dämpfer (14, 15) verbunden ist.
a) oberen Längsträgern (2, 3; 2', 3') und unteren Längsträgern (4, 5), die front- und/oder heckseitig an einer Fahrzeug-Karosserie angeordnet sind,
b) mindestens einem Deflektor-Schild (6) zur Aufnahme von Stößen auf die Front- und/oder Heckpartie der Fahrzeug-Karosserie, wobei der mindestens eine Deflektor-Schild (6)
i) mit den oberen Längsträgern (2, 3; 2', 3')) über Schwenkelemente verbunden ist und die Schwenkelemente eine gemeinsame horizontal und quer zur Längsrichtung der Fahrzeug-Karosserie verlaufende Achse (13) aufweisen, und
ii) mit den unteren Längsträgern (4, 5) über Aufprall-Dämpfer (14, 15) verbunden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge.
- Bei der Frontalkollision von Kraftfahrzeugen bieten die meisten Sicherheitselemente in Kraftfahrzeugen, wie Knautschzonen, Air-Bags etc. keinen ausreichenden Schutz, wenn lediglich eine Teilüberdeckung der kollidierenden Fahrzeuge vorliegt. Vielmehr dringen die Fahrzeuge ineinander ein, wodurch häufig die Fahrgastzelle in Mitleidenschaft gezogen wird, was zu schweren Personenverletzungen führt. Zur Abhilfe dessen wurde in
DE 195 32 858 A1 eine Sicherheitsstoßstange für Personenkraftwagen vorgeschlagen. Diese Sicherheitsstoßstange, die auch als Deflektor bezeichnet wird, erstreckt sich über die volle Breite des Kraftfahrzeugs und umfaßt im Randbereich auch die Reifen, so daß es bei Kollisionen mit Teilüberdeckung zu einem "Abgleiten" der Fahrzeuge aneinander kommt. Hinsichtlich der Höhe erstreckt sich der Deflektor über einen Großteil der Frontkontur des Fahrzeugs, so daß ein Fahrzeug, das in Folge eines starken Bremsvorgangs im vorderen Bereich nach unten geneigt ist, sich nicht unter das kollidierende Fahrzeug schieben kann. - Aus der
DE 44 14 432 A1 ist eine Schutzvorrichtung für Kompaktfahrzeuge bekannt, die zur Bildung einer Knautschzone einen Ausfahrmechanismus für ein Stoßschild an der Frontseite aufweist. - Die bekannten Deflektoren weisen den Nachteil auf, daß Zusammenstöße bei geringen Geschwindigkeiten und vor allem das Auffahren auf stehende Hindernisse, z. B. beim Einparken, zu irreversiblen Verformungen, d. h. Schäden der Tragkonstruktion des Deflektors führt.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei der ein Aufprall gegen einen Deflektor bei niedrigen Geschwindigkeiten zu keinen irreversiblen Verformungen am Kraftfahrzeug führt.
- Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Die Erfindung besteht u. a. darin, daß der Deflektor-Schild in seinem oberen Bereich verschwenkbar ist und im unteren Bereich Stöße gedämpft aufnehmen kann, so daß eine unmittelbare Einwirkung des Stoßes auf die Karosserie vermieden werden kann.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Schutzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, -
2 eine Seitenquerschnittsansicht einer Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, -
3 eine Querschnittsdraufsicht auf eine Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, -
4 eine Seitenquerschnittsansicht einer Schutzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform und -
5 eine Querschnittsdraufsicht auf eine Schutzvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. - Eine Schutzvorrichtung
1 für Kraftfahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform ist in den1 bis3 gezeigt. Sie weist zwei benachbart angeordnete obere Längsträger2 ,3 sowie zwei untere Längsträger4 ,5 auf, die frontseitig an einer Fahrzeug-Karosserie befestigt sind. Die Längsträger2 ,3 ,4 und5 können auch heckseitig vorgesehen sein. Es können auch zur Erhöhung der Festigkeit weitere Längsträger vorgesehen sein. Die Längsträger2 ,3 ,4 und5 weisen eine vorgegebene Längs- und Quersteifigkeit auf. Hierunter wird die beim modernen Karosserie-Sicherheits-Design übliche Festigkeit verstanden, die derart eingestellt ist, daß sich die Längsträger2 ,3 ,4 und5 bis zu einer bestimmten Energieeinwirkung in Folge eines Aufpralls im wesentlichen steif verhalten. Bei höheren Energien werden die Träger unter Umwandlung von kinetischer Energie in thermische Energie komprimiert. Wichtig ist, daß die Längsträger2 ,3 ,4 und5 neben der Längssteifigkeit auch eine ausreichende Quersteifigkeit, d. h. im wesentlichen quer zu ihrem Längsverlauf, aufweisen. Die oberen Längsträger2 und3 und unteren Längsträger4 bzw.5 sind bezüglich der Vertikalen gegeneinander versetzt, wodurch die Quersteifigkeit der Schutzvorrichtung1 erhöht wird. - Die Schutzvorrichtung
1 weist ferner einen frontseitig an der Fahrzeug-Karosserie vorgesehenen Deflektor-Schild6 auf. Derartige Deflektor-Schilde sind ausDE 195 32 858 A1 bekannt und können auch heckseitig vorgesehen sein. Sie erstrecken sich über die volle Breite der Fahrzeug-Karosserie bis zu den Außenseiten von vorderen Rädern7 ,8 , die beidseitig auf gleicher Höhe an der Fahrzeug-Karosserie angebracht sind. Die oberen Längsträger2 und3 sind oberhalb der Räder8 bzw.7 angebracht. Die Seitenbereiche9 und10 des Deflektor-Schildes6 sind in Längsrichtung der Fahrzeug-Karosserie gekrümmt ausgebildet, so daß die Räder7 ,8 teilweise überdeckt sind. Der Deflektor-Schild6 erstreckt sich hinsichtlich der Höhe über einen Großteil, insbesondere 80 %, der Frontkontur der Fahrzeug-Karosserie. Der Deflektor-Schild6 ist hinsichtlich der Materialwahl und Dicke derart ausgestaltet, daß er bei einem Aufprall möglichst wenig deformiert wird. Vielmehr entsteht bei einer Kollision zwischen einem Fahrzeug mit dem Deflektor-Schild6 und einem anderen Fahrzeug bei einer Teilüberdeckung der Effekt eines Abgleitens, wie er ausführlich inDE 195 32 858 A1 beschrieben ist und worauf hiermit verwiesen wird. - Der Deflektor-Schild
6 ist im oberen Bereich mit den oberen Längsträgern2 ,3 über als Scharniere11 ,12 ausgebildete Schwenkelemente verbunden. Der Deflektor-Schild6 ist somit um die durch die Scharniere11 ,12 gebildete horizontale, quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufende Schwenkachse13 verschwenkbar. - Im unteren Bereich ist der Deflektor-Schild
6 über Aufprall-Dämpfer14 und15 mit den unteren Längsträgern4 bzw.5 verbunden. Die Aufprall-Dämpfer14 ,15 sind ausDE 93 10 036 U (entsprichtUS 5 427 214 ) bekannt. Die dort beschriebenen Aufprall-Dämpfer weisen eine Dämpfungscharakteristik mit einem reversiblen und einem irreversiblen Teil auf. Die reversible Dämpfung wird dabei durch einen bekannten reversiblen Pralldämpfer bewirkt, wie er ausDE 40 28 448 A1 (entsprichtUS 5 181 589 ) bekannt ist. Die irreversible Dämpfung wird durch ein Deformationsrohr bewirkt, welches durch den zu dämpfenden Schub deformiert wird. Die Aufprall-Dämpfer14 ,15 sind in1 bis3 lediglich schematisch dargestellt. Sie weisen jeweils ein Trag- und Führungsrohr16 auf. Am äußeren freien Ende des Trag- und Führungsrohres16 ist ein Befestigungselement17 angebracht, mittels dessen die Aufprall-Dämpfer14 ,15 mit den unteren Längsträgern4 ,5 verbunden sind. Ein zylindrisches Gehäuse18 eines reversiblen Dämpfungselements erstreckt sich über das freie Ende des Trag- und Führungsrohres16 hinaus und ist in dieses reversibel gedämpft einschiebbar. Am freien Ende des zylindrischen Gehäuses18 ist ein rohrförmiges Befestigungselement19 vorgesehen, das in einer Ausnehmung20 des Deflektor-Schildes6 mit diesem befestigt ist. Das Befestigungselement19 kann auch als Platte oder in einer anderen dem Deflektor-Schild6 angepaßten geometrischen Form ausgebildet sein. Die genauere Funktionsweise der Aufprall-Dämpfer14 ,15 ist inDE 93 10 036 U (entsprichtUS 5 427 214 ) detailliert beschrieben, worauf hiermit verwiesen wird. Es können auch beliebige andere Aufprall-Dämpfer verwendet werden. Insbesondere können auch nur reversibel oder nur irreversibel dämpfende Aufprall-Dämpfer verwendet werden, wie sie aus den obenzitierten Druckschriften bekannt sind. - Bei einem Aufprall eines Gegenstandes, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, gegen den Deflektor-Schild
6 wird dieser um die Schwenkachse13 verschwenkt, wodurch die Aufprall-Dämpfer14 und15 zusammengedrückt werden und Bewegungsenergie in Wärme umwandeln. Bis zu einem ersten Aufprallenergie-Grenzwert kann die Bewegungsenergie durch die in diesem Bereich reversibel arbeitenden Aufprall-Dämpfer14 ,15 absorbiert werden. Nach dem Ende des Aufpralls wird der Deflektor-Schild6 wieder in die ursprüngliche Position zurückbewegt. - Überschreitet die Aufprallenergie den ersten Aufprallenergie-Grenzwert und liegt die Aufprallenergie unterhalb eines zweiten höheren Aufprallenergie-Grenzwertes, so tritt eine irreversible Kompression der Aufprall-Dämpfer
14 und15 ein. Nach dem Ende des Aufpralls müssen die Aufprall-Dämpfer14 ,15 ausgewechselt werden. Weitere Schäden an der Fahrzeug-Karosserie liegen in der Regel nicht vor. - Liegt die Aufprallenergie oberhalb des zweiten Aufprallenergie-Grenzwertes, so kann die Aufprallenergie nicht mehr durch Kompression der Aufprall-Dämpfer
14 ,15 aufgefangen werden. In diesem Fall tritt eine Deformation der Längsträger2 ,3 ,4 und5 sowie anderer Teile der Fahrzeug-Karosserie auf. - Die Befestigung des Deflektor-Schildes
6 über die Aufprall-Dämpfer14 ,15 und die Scharniere11 ,12 mit der Fahrzeug-Karosserie ist derart gewählt, daß auch ein Aufprall, der schräg zur Längsrichtung der Karosserie erfolgt, die Funktionsfähigkeit des oben beschriebenen Mechanismusses nicht beeinträchtigt. Die Schutzvorrichtung1 besitzt somit auch eine gewisse Querstabilität. - Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den
4 und5 dargestellt. Im folgenden werden lediglich die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform beschrieben. Ansonsten wird auf die Beschreibung zur ersten Ausführungsform verwiesen. Identische Teile sind mit denselben Bezugsziffern versehen; unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile sind mit demselben Bezugszeichen jedoch mit einem hochgestellten Strich versehen. - Der zentrale Unterschied zwischen der zweiten und der ersten Ausführungsform besteht darin, daß bei der zweiten Ausführungsform der Deflektor-Schild
6 über Aufprall-Dämpfer21 und22 mit den oberen Längsträgern2' bzw.3' verbunden ist. Die Aufprall-Dämpfer21 ,22 sind im wesentlichen wie die Aufprall-Dämpfer14 ,15 aufgebaut. Sie weisen jedoch eine geringere maximale Einschubtiefe, d. h. einen geringeren Hub, auf, um die Querstabilität zu erhöhen. Am freien Ende der Gehäuse18' der Aufprall-Dämpfer21 und22 sind Scharniere11' bzw.12' vorgesehen, welche mit dem Deflektor-Schild6 verbunden sind. - Hinsichtlich der Funktionsweise der Schutzvorrichtung
1' bei einem Aufprall wird auf die Beschreibung zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel werden bei einem Aufprall auch die Aufprall-Dämpfer21 ,22 zusätzlich zu den Aufprall-Dämpfern14 ,15 zunächst reversibel und dann irreversibel zusammengedrückt.
Claims (7)
- Schutzvorrichtung (
1 ;1' ) für Kraftfahrzeuge, mit a) oberen Längsträgern (2 ,3 ;2' ,3' ) und unteren Längsträgern (4 ,5 ), die front- und/oder heckseitig an einer Fahrzeug-Karosserie angeordnet sind, b) mindestens einem Deflektor-Schild (6 ) zur Aufnahme von Stößen auf die Front- und/oder Heckpartie der Fahrzeug-Karosserie, wobei der mindestens eine Deflektor-Schild (6 ) i) mit den oberen Längsträgern (2 ,3 ;2' ,3' )) über Schwenkelemente verbunden ist und die Schwenkelemente eine gemeinsame horizontal und quer zur Längsrichtung der Fahrzeug-Karosserie verlaufende Achse (13 ) aufweisen, und ii) mit den unteren Längsträgern (4 ,5 ) über Aufprall-Dämpfer (14 ,15 ) verbunden ist. - Schutzvorrichtung (
1' ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Schwenkelement (11' ,12' ) und dem zugehörigen oberen Längsträger (2' ,3' ) ein Aufprall-Dämpfer (21 ,22 ) angeordnet ist. - Schutzvorrichtung (
1 ;1' ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Längsträger (2 ,3 ;2' ,3' ) und unteren Längsträger (4 ,5 ) bezüglich der Vertikalen gegeneinander versetzt sind. - Schutzvorrichtung (
1 ;1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Längsträger (2 ,3 ;2' ,3' ) vertikal oberhalb von mit der Fahrzeug-Karosserie verbundenen Rädern (7 ,8 ) angeordnet sind. - Schutzvorrichtung (
1 ;1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkelemente als Scharniere (11 ,12 ;11' ,12' ) ausgebildet sind. - Schutzvorrichtung (
1 ;1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungscharakteristik der Aufprall-Dämpfer (14 ,15 ;14 ,15 ,21 ,22 ) einen reversiblen und einen irreversiblen Teil aufweist. - Schutzvorrichtung (
1' ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den oberen Längsträgern (2' ,3' ) verbundenen Aufprall-Dämpfer (21 ,22 ) einen geringeren Hub und/oder eine größere Quersteifigkeit aufweisen, als die mit den unteren Längsträgern (4' ,5' ) verbundenen Aufprall-Dämpfer (14 ,15 ).
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