DE3046677A1 - Beinschutz fuer die insassen eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Beinschutz für die Insassen eines Kraftfahrzeuges, um eine Verletzung der Beine und Füße einer in einem Kraftfahrzeug befindlichen Person bei einem Zusammenstoß zu schützen.

Schutzkonstruktionen verschiedener Art wurden schon vorgeschlagen, um eine Verletzung der Insassen eines Kraftfahrzeuges zu verhindern, indem die kinetische Energie, der die Beine und Füße der Person bei einer Kollision des Fahrzeuges ausgesetzt sind, absorbiert wird. In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Beispiel für eine derartige bekannte Konstruktion gezeigt, bei der die aus Stahlplatten gebildeten Wandelemente 1 gekrümmt verlaufen und in Form eines Laminates angeordnet sind, wobei die Platten ein Polster 2 aufweisen, das an einer dem Fahrzeugsitz zugewandten Oberfläche des Wandelementes angeklebt ist. Diese Anordnung wird an der Innenseite der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges mittels Halterungen 10 und 11 befestigt, die wiederum am Fahrzeuggehäuse angebracht sind, so dass die kinetische Energie der Beine und Füße der Person bei einer Kollision des Fahrzeuges durch plastische Verformung der Wandelemente absorbiert wird.

Bei dieser Anordnung hängt jedoch die Verformungs- oder Einbeulstrecke der Wandelemente zur Absorption der Energie von der Dicke der Wandelemente ab. Wenn die Wandelemente zur Verringerung des Gewichtes des Beinschutzes dünn sind, sind die Verformungen oder Bewegungen der Wandelemente groß, was die Anordnung von anderen im Fahrzeugraum unterzubringenden Teilen schwierig macht. Wenn andererseits die Wandelemente so ausgebildet werden, dass sie nur geringe Verformungen oder Einbeulbewegungen vornehmen, um die vorgenannte Schwierigkeit zu beseitigen, werden dicke Wandelemente benötigt, so dass ein Beinschutz mit geringem Gewicht nicht erzielt werden kann.

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jedoch aufgrund der relativ großen plastischen Verformungen bei geringen Kräften keine ausreichende Energieabsorption auf, obgleich sie ein spezielles Energieabsorptionsverhalten zeigen.

Ein Hauptziel der Erfindung ist daher die Schaffung von einem verbesserten Schutz für die Beine und Füße einer in einem Fahrzeug befindlichen Person, mit dem sämtliche mit bekannten Ausbildungen verbundenen Probleme beseitigt sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von einem an einer Fahrgastzelle des Fahrzeuges befestigten Beinschutz mit geschlossenen Kanälen an einem Wandelement und in die Räume der geschlossenen Kanäle eingefüllten Energieabsorptionselemente, wodurch die vorgenannten mit bekannten Ausbildungen verbundenen Probleme gelöst werden.

Zusammengefasst wird durch die Erfindung ein Schutz für die Beine und Füße einer in einem Fahrzeug befindlichen Person bei einer Kollision des Fahrzeuges geschaffen, der aus einem Wandelement in Form von einem gekrümmten Körper besteht, der sich zu einem Fahrgastsitz erstreckt und an dessen dem Sitz zugewandten Oberfläche ein Polster angeklebt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Beinschutz weist das Wandelement wenigstens einen geschlossenen Kanal auf, der einen Raum enthält, in dem ein Energieabsorptionselement eingefüllt ist. Hierdurch werden die Belastung bei plastischer Verformung und die Streckgrenzenbelastung des Wandelementes erheblich vergrößert, was eine Verletzung der Beine und Füße verhindert.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäß aufgebauten Beinschutzes,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen aufgebauten Beinschutzes, und

Fig. 9 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie IX-IX in Fig. 7 oder IX´-IX´ in Fig. 8.

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Die Querschnittskonfiguration und Fläche des Profilelementes 3 kann je nach der Abmessung des Wandelementes oder der Anzahl an Profilelementen gewählt werden. Ein schäumbares Kunstharz 4 wird dann in die durch das Wandelement 1 und die Profilelemente 3 gebildeten Kanalräume 1a eingegeben und darin unter Ausfüllung der Räume aufschäumen gelassen. Verschiedene Materialien können für diesen Zweck verwendet werden, doch ist Polyurethan das am meisten zu bevorzugende Material. Der Raum in dem Kanal 1a sollte mit dem geschäumten Kunststoffmaterial vollständig gefüllt sein, doch kann die Fülldichte des geschäumten Materials je nach den Anforderungen gewählt werden. Das Wandelement 1 ist mit einem Polster 2 aus einem synthetischen Material
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Die Öffnungen der Nuten sind durch lappenförmige Elemente 6 verschlossen, die an der inneren Oberfläche des Wandelementes unter Bildung von geschlossenen Kanälen 1a, z.B. durch verschweißen, befestigt sind. Die Bodenwände der Nuten 5 können sich anders als in der Zeichnung dargestellt, auch zur Innenseite des Wandelementes 1 erstrecken. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform werden die durch die Nuten 5 gebildeten Räume mit einem schäumbaren Polyurethan gefüllt und wird das Wandelement 1 mit einem Polster 2 versehen, das an der dem Fahrzeugsitz zugewandten Oberfläche des Wandelementes wie bei der vorhergehenden Ausführungsform angeklebt wird.

Bei den vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung umfasst das Wandelement 1 die geschlossenen Kanäle 1a mit den ein konstantes Volumen aufweisenden Räumen, die sich vertikal zwischen Stellen des am Fahrzeuggehäuse befestigten Wandelementes erstrecken, wodurch die Streckbelastbarkeit des Wandelementes entsprechend seiner Verformung erhöht wird. Die Räume in den geschlossenen Kanälen 1a sind weiter mit dem geschäumten Polyurethan 4 gefüllt, dessen Elastizität wirksam die kinetische Energie bei Verformung des Wandelementes 1 absorbiert und die Belastung bei plastischen Verformungen des Wandelementes 1 erhöht.

Fig. 6 zeigt das Ergebnis von Belastungsversuchen an dem erfindungsgemäßen und einem bekannten Beinschutz. Drei charakteristische Beulkurven sind zum Vergleich in Fig. 6 dargestellt. Die gestrichelte Linie betrifft den typischen Kurvenverlauf des bekannten Beinschutzes. Die strichpunktierte Linie zeigt den charakteristischen Kurvenverlauf eines Beinschutzes mit einem Wandelement, das mit Profilen, die geschlossene Räume ohne geschäumtes Polyurethan aufweisen, versehen ist. Die ausgezogene Linie betrifft den Kurvenverlauf des erfindungsgemäßen Beinschutzes. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind die Streckgrenzenbelastungen und Belastungen bei plastischer Verformung der bekannten Beinschutzkonstruktionen sehr gering und ist das Energieabsorptionsverhalten nicht ausreichend. Die bekannten Beinschutzkonstruktionen mit geschlossenen Kanälen zeigen eine erhöhte Belastbarkeit an der Streckgrenze, doch nimmt die Belastung bei plastischer Verformung nach der Streckgrenze rasch ab, so dass das Energieabsorptionsverhalten nicht ausreichend ist. Dagegen kann bei erfindungsgemäßen Beinschutzkonstruktionen eine hohe Belastbarkeit bei plastischer Deformation bei entsprechenden Einbeulbewegungen beigehalten werden, so dass die Wandelemente eine hohe Festigkeit bei einem sehr guten Energieabsorptionsvermögen zeigen.

Bei der vorgenannten Ausführungsform liegen die geschlossenen Kanäle 1a vertikal, doch können auch horizontal angeordnete Kanäle zusätzlich zu den vertikalen vorgesehen werden.

Fig. 7 bis 9 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Wandelemente 1 aus einem Kunstharz gebildet und in sich mit geschlossenen Kanälen ohne Vorsehen von Profilelementen oder lappenförmigen Elementen versehen sind. In Fig. 7 sind zwei geschlossene Kanäle 1a vertikal an der Innenseite des Wandelementes ausgebildet. In Fig. 8 sind zwei vertikale geschlossene Kanäle und zwei horizontale geschlossene Kanäle an der Innenseite des Wandelementes angeordnet. Dieser Aufbau der Wandelemente kann z.B. durch Blasformen gebildet werden. Bei diesen Ausführungsformen wird ein bei niedriger Temperatur schäumbares Kunstharz, z.B. ein bei niedriger Temperatur schäumbares Polyurethan, in die Räume der geschlossenen Kanäle 1a eingegeben und dann unter Füllung der Räume aufschäumen gelassen. Das Bezugszeichen 2 in Fig. 7 bis 9 betrifft Polster aus einem Kunstharz.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ist zu entnehmen, dass der erfindungsgemäße Beinschutz das Wandelement mit den geschlossenen Kanälen und in die Räume der geschlossenen Kanäle eingefüllte Energieabsorptionselemente umfasst. Bei dieser Konstruktion ist die Festigkeit des Wandelementes sehr hoch und sein Energieabsorptionsvermögen erheblich aufgrund von kleinen Beulbewegungen verbessert, was zu hohen Streckgrenzbelastungen und Belastungen bei plastischen Verformungen des Wandelementes führt, wenn der Beinschutz bei Kollision eines Fahrzeuges einer Stoßbelastung von den Beinen eines Fahrgastes ausgesetzt ist. Falls erforderlich, kann das Beulverhallten des Wandelementes vergleichsweise einfach dadurch gesteuert werden, dass man die Form und Anzahl der geschlossenen Kanäle sowie die Art des Materials und die Fülldichte der in die Räume der geschlossenen Kanäle eingefüllten Energieabsorptionselemente modifiziert. Darüber hinaus erhöht das Vorsehen der geschlossenen Kanäle nicht das Gewicht des Beinschutzes im Vergleich zu bekannten Konstruktionen, so dass der erfindungsgemäße Beinschutz wegen seines geringen Gewichtes für sämtliche Arten von Kraftfahrzeugen sehr wirksam ist. Ferner ist ein Wandelement aus einem Kunstharz, an dem integral die Kanäle ausgebildet sind, noch leichter und vorteilhafter für die Massenfertigung.

Leerseite

Claims (7)

1. Beinschutz für die Insassen eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Wandelement (1) in Form von einem gekrümmten Körper, der sich zu einem Fahrgastsitz erstreckt, gebildet ist, wobei das Wandelement mit einem Polster (2) versehen ist, das an der dem Sitz zugewandten Oberfläche angeklebt ist, und dass das Wandelement wenigstens einen geschlossenen Kanal (1a) aufweist, der einen mit einem energieabsorbierenden Element (4, 7) gefüllten Raum hat, um die kinetische Energie der Beine des Fahrgastes bei einer Kollision des Fahrzeuges zu absorbieren.

2. Beinschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Kanal (1a) aus dem Wandelement (1) und einem U-Profilelement (3) mit Flanschen zu seiner Befestigung am Wandelement gebildet ist.

3. Beinschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Kanal (1a) aus einer im Wandelement (1) ausgebildeten Nut (5) mit einer sich zum Sitz erstreckenden Bodenwand und einem lappenförmigen Element (6) gebildet ist, das die Öffnung der Nut verschließt.

4. Beinschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (1) und der geschlossene Kanal (1a) aus Stahlplatten gebildet sind und dass die kinetische Energie absorbierende Material schäumbares Polyurethan ist.

5. Beinschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (1) aus einem Kunstharz besteht, in dem integral wenigstens ein geschlossener Kanal (1a) ausgebildet ist.

6. Beinschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein geschlossener Kanal (1a) im Wesentlichen vertikal liegt.

7. Beinschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein geschlossener Kanal im Wesentlichen horizontal liegt.