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Kollisionsschutz für Fahrzeuginsassen Die Erfindung bezieht sich
auf eine an einem in den Fahrgastraum eines Fahrzeugs ragenden Rahmenteil desselben
anbringbare Stützeinrichtung zum Auffangen der Bewegung eines Fahrzeuginsassen bei
plötzlicher Verzögerung des Fahrzeugs.
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Eine Stützeinrichtung der genannten Art ist dazu bestimmt, bei einem
Aufprall des Fahrzeugs die kinetische Energie eines Fahrzeuginsassen aufzunehmen
und dadurch den Insassen vor Verletzungen zu bewahren.
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Als Kollisionsschutz für Fahrzeuginsassen finden vielfach die bekannten
Sitzgurte Verwendung, welche verhindern, daß Fahrzeuginsassen bei einem Anprall
oder sonstigen Unfällen des Fahrzeugs nach vorn geschleudert und dabei verletzt
werden. Die Sitzgurte sind gewöhnlich aufgerollt oder im Fshrzeug aufgehängt und
müssen beim Besteigen und Verlassen des Fahrgastraums des Fahrzeugs jeweils angelegt
bzw.
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gelöst werden, was für den Insassen lästige handgriffe erfordert.
Darüber hinaus gewährt ein Sitzgurt dem Fahrzeugisassen bei einem Anprall des Fahrzeugs
mit hoher Geschwindigkeit nur begrenzten Schutz, da er aufgrund der Massenträgheit
des Insassen übermäßig hohe Kräfte auf diesen ausübt. Die in manchen Fahrzeugen
eingebauten Sicherheits-Luftsäcke sind kompliziert ausgebildet und teuer in der
Herstellung. Sie haben ferner den Nachteil, daß sie zuweilen schon betätigt werden,
wenn das Fahrzeug etwa bei der Fahrt über schlechte Straßen relativ leichten Erschütterungen
ausgesetzt ist. Zur Beseitigung dieser Mängel bekannter Schutzeinrichtungen wurde
bereits vorgeschlagen, das Fahrzeug mit verformbaren Stützgebilden auszustattep,
welche bei einem Anprall des Fahrzeugs die Bewegungsenergie der Insassen aufzunehmen
verögen.
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Bekannte verformbare Stütz gebilde vermögen Jedoch aufgrund ihrer
konstruktiven Ausbildung die Bewegungsener gie von Fahrseuginsaasen bei einem Anprall
nicht in befriedigendem Maße aufzunehmen, Gemaß der Erfindung ist eine Stützeinrichtung
der eingangs genannten Art gekennseichnet durcb ein an den RahFzeug-Rahmenteil befe8tietea
Verformungsteil zu Vernichten der im Falle eines Anpralls dem Fahrzeuginsassen innewohnenden
Stoßenergie und durch ein am Verformungsteil befestigt es Btoßfängerteil zum Aufnehmen
der 8toßenergio des Insassen.
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Im folgenden sind Ausführunsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
beschrieben. Darin zeigt: Fig. 1 eine schematisierte Schrä£ansicht einer bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung, Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende
Ansicht der Stützeinrichtung bei einem Anprall des Fahrzeugs, Fig. 3 eine abgewandelte
Ausführung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Stützeinrichtung, Fig. 4 eine schematisierte
Schrägansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung,
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht im Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4, Fig.
6 eine vergrößerte' Schnittansicht einer abgewandelten Ausführung eines Verformungsteils
der Stützeinrichtung nach Fig. 4, Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht einer weiteren
abgewandelten Ausführung des Verformungsteils der Stützeinrichtung nach Fig. 4,
Fig. 8 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Verformung eines zu
der Stützeinrichtung nach Fig. 4 gehörigen Verformungsteils und der auf dieses einwirkenden
Belastung und Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht noch einer weiteren abgewandelten
Ausführung des Verçormungsteils der Stützeinrichtung nach Fig. IL.
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Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug-Rahmenteil 10, an welchem die erfindungsgemäße
Stützeinrichtung befestigt ist. Die Stützeinrichtung setzt sich aus einem Verformungsteil
12 und einem daran befestigten StoSfslgerteil 14 zusammen. In der in Fig. 1 gezeigten
Ausführung ist das Verformungsteil 12 aus einem flachen, breiten U-Profil gebildet
und hat ein mittels Schrauben 18 am Rahmenteil 10 befestigtes Nittelstück 16 und
ein Paar von diesem abwärts verlaufender Schenkel 20, an welchen das plattenförmige
Stoßfängerteil 14 befestigt ist. Die Schenkel 20 haben entlang beiden Seiten abgewinkelte
Versteifungsstege 20a. Zwischein dem Mittelstück 16 und den Schenkeln 20 ist jeweils
ein Verformungsbereich 22 gebildet. Bewegt sich ein Fahrzeuginsasse etwa bei einem
Zusammenprall mit seinen Knieen A in Richtung der Pfeile B vorwärts, so daß die
Kniee auf das Stoßfängerteil 14 aufprallen, so werden die Schenkel 20 des Verformungsteils
12 in Vorwärtsrichtung belastet, wobei eine die StoßcnerSie des Fahrzeuginsassen
vernichtende Verformung in den Verformungsbereichen 22 eintritt (Fig. 2).
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Das Stoßfängerteil 14 kann eben und gepolstert sein oder sonst; eine
beliebige Form haben, bei welcher keine Gefahr einer Verletzung der I->iee A
des Insassen beim Anprall des Fahrzeugs besteht.
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In Versuchen hat es sich gezeigt, daß der durch das Verformungsteil
12 auf die Kniee A des Insassen ausgeübte Stützwiderstand auch bei zunehmender Verformung
aufgrund der Vorwärtsbewegung der Kniee A im wesentlichen konstant bleibt, so daß
also die vom Fahrzeuginsassen auf das Verformungsteil übertragene Stoßenergie stetig
aufgenommen und vernichtet wird.
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Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Form dieser Ausführung der erfindungsgemäßen
Stützeinrichtung, wobei gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugs
zeichen bezeichnet; sind wie in Fig. 1. Diese Ausführung unterscheidet sich von
der in Fig. 1 dargestellten darin, daß die Verformungsbereiche 22 des Verformungsteils
12 mit Welienprofilen 24
versehen und über die Ebene des flittelstücks
16 emporgewölbt sind. Diese Ausbildung gewährleistet eine stetige, gleiciäßige Verformung
der Verformungsbereiche 22 unter Vernichtung der Stoßenergie des Fahrzeuginsassen
beim Auftreten einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Stoßkraft, wobei die
Verformung gegen einen im wesentlichen konstanten Widerstand erfolgt.
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Fig. 4 zeigt eine andere Grundausführung der ,erfindungsgemäßen Stützeinrichtung,
welche in diesen Falle an einem quer verlaufenden Rahmenteil 30 eines Fahrzeugs
befestigt ist. Die Stützeinrichtung setzt sich aus einem am Ptahmenteil 30 befestigten
Verformungsteil 32 und einem einstückig mit diesem verbundenen Stoßfängerteil 34
zusammen. Wie man insbesondere in Fig. 4 und 5 erkennt, ist das Verformungsteil
32 aus einer ebenen Grundplatte 36 und einer an dieser angeschweißten oder sonstwie
befestigten gewellten Platte 38 gebildet. Das so ausgebildete Verformungsteil 32
ist in seinem oberen Bereich mittels Schrauben 40 od. dergl.
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am Rahmenteil 30 angebracht. Am unteren Ende ist das plattenförmige
Stoßfängerteil 34 angeschweißt. Dieses ist zweckmäßig gepolstert, um Knieverletzungen
eines Insassen im Falle eines Aufpralls möglichst zu verringern oder auszuschließen.
Prallt bei dieser Ausführung ein Fahrzeuginsasse mit seinem Knie A in Richtung des
Pfeiles B auf das Stoßfängerteil 34 auf, so treten am Verformungsteil 32 nach vorne
gerichtete Biegekräfte auf, so daß es unter Vernichtung der Stoßenergie des Insassen
etwa entlang der in Fig. 4 gestrichelt gezeichneten Linie 41 zunächst dem unteren
Rand des Rahmenteils 30 nach vorn abknickt bzw. verbogen wird. Dabei bleibt das
durch die Wellen 42 der gewellten Platte 38 gebildete Dreiecksprofil dank der durch
seine Gcometrie gegebenen Steifigkeit erhalten.
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In Versuchen hat es sich gezeigt, daß bei einer gewellten Platte 38
mit dem in Fig. 6 gezeigten Rechteckprofil 44 der Wellen oder dem in Fig. 7 dargestellten
Halbrundprofil 46 eine in den betreffenden Figuren gestrichelt gezeichnete Verformung
eintritt, wenn das Verformungsteil 32
an der gestrichelten Linie
41 umgebogen wird, so daß sich die Profilhöhe und damit der Widerstand gegen die
Verformung beträchtlich verringert. Demgegenüber tritt am Dreiecksprofil 42 beim
Verbiegen des Verformungsteil 32 keine nennenswerte Anderung der Profilhöhe ein,
so daß der Verformungswiderstand im wesentlichen konstant bleibt.
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Fig. 8 zeigt die Beziehungen zwischen einer auf das Verformungsteil
32 ausgeübten Belastung bzw. dem dieser entgegengesetzten Widerstand und dem Ausmaß
der Verformung des Verformungsteils 32 beim Verbiegen desselben. Die Kurve D in
Fig. 8 gibt das Verhalten eines Verformungsteils 32 mit durch die gewellte Platte
38 gebildetem Dreiecksprofil wieder und die Kurve E das eines Verformungsteils 32,
dessen gewellte Platte 38 ein rechteckiges Profil bildet.
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Während das Verformungsteil 32 in der Ausführung nach Fig. 4 und 5
aus einer ebenen Grundplatte 36 und einer gewellten Platte 38 gebildet ist, setzt
es sich in der Ausführung nach Fig. 9 aus zwei gewellten Platten 48 und 50 zusammen.
Durch entsprechende Auswahl der Abmessungen und der Anzahl der Wellen in der gewellten
Platte des Verformungsteils lassen sich verschiedene Größen des Verformungswiderstandes
erzielen.
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Wie man aus der vorstehenden Beschreibung erkennt, verwendet die erfindungsgemäße
Stützeinrichtung die Verformungsarbeit eines Verformungsteils zum Vernichten der
einem Fahrzeuginsassen bei einer Kollision innewohnenden Stoßenergie. Aufgrund des
im wesentlichen konstanten Verformungswiderstandes des Verformungsteils ergibt sich
ein weitgehender Schutz des Insassen vor Verletzungen bei einem Anprall des Fahrzeugs.
Die beschriebene Stützeinrichtung hat einen einfachen Aufbau, ist ohne 8chwierigkeit
im Innenraum eines Fahrzeugs anbringbar und kostengünstig herstellbar.