DE3808812A1 - Aufprallvorrichtungssystem fuer nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufprallvorrichtungs­ system für Nutzfahrzeuge, die an ihrer Vorderseite mit einer Stoßstange und gegebenenfalls mit einer darunter vorgesehenen Vorrichtung, insbesondere Frontspoiler ver­ sehen sind.

Bei einer Frontalzusammenstoß zwischen einem Nutzfahrzeug (Nfz) und einem PkW sind die Risiken im hohen Maße ungleich ver­ teilt. Wegen der ungleichen Massen- bzw. Energieverteilung ist das Risiko eines Pkw's bzw. Pkw-Insassen, bei einem Zusammenstoß mit einem Nfz zu Schaden zu kommen, ungleich größer als das des Nfz bzw. dessen Fahrers. Zusätzlich zu den Massenverhältnissen kommt das Problem der Fixierung des Pkw's beim Zusammenstoß mit dem Nfz, da besonders beim Pkw die Energieeinleitung in einer Höhe über der Fahrbahn geschieht, in der ein Pkw keine energieaufnehmende Struktur besitzt und damit vom Nfz überfahren bzw. überrollt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufprall­ vorrichtungssystem der eingangs genannten Art so auszuge­ stalten, daß das Risiko bei einem frontal auffahrenden Pkw deutlich verringert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Aufprallvorrichtungssystem wird bei einem Zusammenstoß ein Teil der Bewegungsenergie durch eine an sich bekannte energieaufnehmende Struktur in Verformungsenergie oder dergleichen umgewandelt und gleich­ zeitig durch die Ableitung des auffahrenden Pkw's die ungleiche Masse- und Energieverteilung zwischen den beiden Fahrzeugen, solange das Nfz noch in Bewegung ist, kompen­ siert und die Gefahr des Überrollens des Pkw's deutlich verringert.

Die Aufprallvorrichtung des Systems kann dabei entweder die Stoßstange selber, eine darunter angeordnete Vorrichtung, wie z. B. ein Frontspoiler, oder unter Umständen beide Komponenten gleichzeitig sein.

In einer fertigungstechnischen einfachen Ausführung ist die als Aufprallvorrichtung dienende Komponente gewölbt, d. h. im Längsschnitt bogenartig ausgeführt, was allerdings zur Vergrößerung der Gesamtlänge des Fahrzeugs führt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Frontspoiler bzw. die Stoßstange so in ein Gesamtsystem ein­ gebunden, daß diese Komponenten mit Hilfe eines geeigneten Abstandsmeßsystems vor einem Zusammenprall in eine Stellung ausgefahren werden, in der eine Ableitung des auffahrenden Pkw's möglich ist. Mit dieser Lösung wird einerseits die Gesamtlänge des Nfz im Normalfall beibehalten und trotzdem werden im Falle eines Aufpralles die Verformungswege ver­ größert und gleichzeitig ein Ableiten ermöglicht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in schematischer Dar­ stellung

Fig. 1 die vorderen Enden eines Nfz und eines Pkw's in Seitenansicht, um die Verhältnisse bei einem Frontalzusammenstoß erläutern zu können,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Bereich eines möglicher­ weise bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zwischen Nfz und Pkw,

Fig. 3 bis 5 je eine Ausgestaltung einer Aufprallvor­ richtung.

Der vordere Teil eines Nfz ist gemäß Fig. 1 gekennzeichnet durch den unteren Fahrerhausbereich 1, das Vorderrad 2, den Kotflügel 3, die Rahmenkonstruktion 4, die Stoßstange 5 so­ wie eines unterhalb der Stoßstange 5 angebrachten Front­ spoilers 6. Von einem Pkw ist ein Vorderrad 7, der vordere Teil der Karosserie 8 und eine in die Karosserie 8 inte­ grierte Stoßstange 9 dargestellt.

Ersichtlich liegt die Stoßstange 5 des Nfz erheblich ober­ halb der Stoßstange 9 des Pkw's, so daß bei einem Frontal­ zusammenstoß beide Stoßstangen 5 bzw. 9 nicht zusammen­ wirken. Hat der Frontspoiler 6 des Nfz nur Windleitfunk­ tion, wie es allgemein üblich ist, so ist es ein relativ leichtes Gebilde, das kaum Aufprallenergie aufzunehmen ver­ mag. Der Pkw wird also bei einem Auffahrunfall vom Front­ spoiler 6 kaum behindert, unter das Nfz zu gelangen, vorzugsweise bis er am vorderen Ende der Rahmenkonstruk­ tion 4 anstößt und dort mehr oder weniger deformiert wird. Die Stoßstange 5 des Nfz tritt kaum in Aktion, da sie vor allem die Karosserie 8 des eindringenden Pkw's zusammen­ drückt, wodurch ebenfalls nur wenig Energie verzehrt wird. Dadurch wird die Energie erst von der Fahrgastzelle aufge­ nommen, die sich dabei verformt und keinen ausreichenden Überlebensraum für die Insassen mehr hat.

Es ist zwar bekannt, den Frontspoiler 6 mit einer energie­ aufnehmenden Struktur auszubilden, wodurch ein größerer An­ teil der Bewegungsenergie aufgenommen werden kann, aber es bleibt das ungleiche Massenverhältnis zwischen den beiden Fahrzeugen, wobei der Pkw vom Nfz, der wegen seines hohen Gewichts praktisch unverzögert weiterfährt, entgegen seiner Fahrtrichtung geschoben bzw. zum Teil überfahren wird.

Zur Abhilfe wird zusätzlich zur energieaufnehmenden Ausge­ staltung die Aufprallvorrichtung für das Nfz so ausgebil­ det, daß der auffahrende Pkw vom Nfz weggeleitet wird und die Fortbewegung des Nfz keinen weiteren Schaden verursacht.

Ausführungen für derartige Aufprallvorrichtungssysteme sind in den Fig. 3 bis 5 gezeigt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 stellt eine technisch einfache Lösung dar, bei der die Aufprallvorrichtung, d. h. der Frontspoiler oder die Stoßstange 20 nach vorne gewölbt ist. Sie kann dabei im Längsschnitt einen Kreisbogen bilden, dessen Radius so gewählt ist, daß die Aufprallvorrichtung 20 den Wendekreis R des Fahrzeugs 21 nicht vergrößert, d. h., daß die Kontur der Komponente 20 innerhalb des Wendekreisra­ dius R liegt. Das auffahrende Fahrzeug wird dabei auf eine schräg zu seiner Fahrtrichtung 22 stehende Fläche auftreffen und entsprechend (Pfeilrichtung 25) abgelenkt.

Bei der Lösung nach Fig. 3 wird die Gesamtlänge des Fahrzeugs 21 durch die Wölbung der Aufprallvorrichtung 20 verlängert, so daß diese Lösung für Fahrzeuge geeignet ist, deren Gesamtlänge unterhalb der maximal zulässigen Fahrzeug­ länge liegt.

Fig. 4 und 5 zeigen Ausführungen, die auch für Fahrzeuge verwendet werden können, die mit konventioneller Stoß­ stange bereits die Längengrenze erreichen. Diese Ausfüh­ rungen bestehen im wesentlichen darin, daß die ableitenden Komponenten des Aufprallvorrichtungssystems im normalen Fahrbetrieb die Position einer konventionellen Stoßstange einnehmen und erst bei Auffahrgefahr nach vorne, die Fahr­ zeuglänge vergrößernd, verschoben werden derart, daß sie durch eine entsprechende Stellung der ausgefahrenen Kom­ ponenten eine Ableitung des Pkw's ermöglichen. Hierfür ist eine Steuerung notwendig, die ein frontal anfahrendes Fahrzeug signalisieren und einen Verschiebemechanismus akti­ vieren kann. Eine derartige Situation ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, bei der ein Meß- und Abstandssen­ sor 18, z. B. ein bekanntes Radar- oder Lasersystem des Nfz 1 den herannahenden Pkw 8 signalisiert und in Abhängig­ keit von der Annäherungsgeschwindigkeit, dem Abstand zwi­ schen Pkw und Nfz und des gewünschten Beobachtungssektors einen Steuermechanismus des Aufprallvorrichtungssystems akti­ viert, um damit die Ablenkkomponenten auszufahren. Dieses geschieht kurz vor dem Aufprall und wird beim Erreichen empirisch oder rechnerisch vorbestimmter Kriterien der Sensorsignale automatisch durchgeführt.

Die Aufprallvorrichtung kann zweiteilig ausgebildet werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Im Normalbetrieb liegen die beiden Komponententeile 30 und 31, die beispielsweise jeweils seitlich am Wagen angelenkt 32, 33 sind, mit dem jeweils freien Ende an der Fahrzeugfront an, diese Stellung ist in Fig. 4 mit durchgehendem Strich dargestellt. Vor einem Aufprall werden beide Komponententeile 30 und 31 nach vorne ausgeschwenkt, so daß sie eine gewölbte Stoßfläche bilden (gestrichelte Stellung). Um einen Spalt zwischen den beiden freien Enden der Komponenten 30 und 31 in vorgescho­ bener Stellung zu vermeiden, ist die eine Komponente 30 mit einem zum Fahrzeug hin gebogenen und in Normalstellung hin­ ter die zweite Komponente 31 ragenden Abschnitt 34 versehen, der die sich sonst ergebende Lücke in ausgefahrener Stellung schließt. Die Ausfahrkomponenten 30 und 31 können im Längs­ schnitt geradlinig oder leicht gewölbt sein.

Der mit der einen Komponente 30 verbundene Abschnitt 34 kann aber auch, wie in Fig. 5 dargestellt ist, getrennt ausgebildet und ausgefahren werden. In Fig. 5 ist es die Ausfahrkomponente 12. Die seitlichen Komponenten 10 und 11 sind nahe ihrem jeweiligen äußeren Ende um ein Gelenk 14 bzw. 15 mit vertikaler Achse schwenkbar und energieaufnehmend an der Rahmenkonstruktion 4 gelagert. Insoweit entspricht diese Ausführung der in Fig. 4 ge­ zeigten Ausführungsform. Die dritte und mittlere Kompo­ nente 12 ist als ein translatorisch in Fahrzeuglängs­ richtung verstellbarer Schlitten ausgebildet. Das Aufprall­ system nimmt gemäß Fig. 5 normal die gestrichelt darge­ stellte Betriebstellung I ein. Die Verstellbewegung in die Stellung II wird vor dem Aufprall durch das vorstehend erwähnte Meß- und Abstandsregelsystem bewirkt.

Auch hier können die Ableitkomponenten im Längsschnitt gerade oder gewölbt ausgebildet werden. Für das Auffahren der Ablenkkomponenten 10, 11, 12 eignen sich hydraulische oder pneumatische Verstellmechanismen 16, wie sie beispiels­ weise in Fig. 5 gezeigt sind. Jede Ableitkomponente ist gegen Aufprallkräfte ausreichend widerstandsfähig aus­ gebildet, wobei aber das Aufprallsystem zur Aufnahme von kinetischer Energie verformbar ausgelegt sein muß, bei­ spielsweise mit Sandwich- oder Gerippestrukturen. Aufprall­ systeme mit ausfahrbaren Komponenten haben darüber hinaus den Vorteil, daß der Verformungsweg vergrößert wird, wo­ durch ein weiterer Beitrag zur Milderung von Aufprall­ folgen geschaffen ist.

Claims (11)

1. Aufprallvorrichtungssystem mit einer energieauf­ nehmenden Struktur für Nutzfahrzeuge, die an ihrer Vorderseite mit einer Stoßstange oder mit einer Stoßstange und darunter angeordneter Vorrichtung, vorzugsweise Frontspoiler versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange bzw. die darunterliegende Vor­ richtung (10 bis 12; 20; 30, 31) so ausgebildet ist, daß sie einen auffahrenden Pkw abzuleiten vermag.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange bzw. die darunterliegende Vor­ richtung (20) zumindest teilweise in Fahrzeuglängs­ richtung nach vorne gewölbt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stoßstange bzw. die darunterliegende Vorrichtung (10 bis 12 bzw. 30, 31) in Fahrzeuglängs­ richtung nach vorne ausfahrbar oder ausschwenkbar aus­ gestaltet ist und daß das Aufprallsystem in dieser Lage energieaufnehmend ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange bzw. die darunterliegende Vor­ richtung (10 bis 12 bzw. 30, 31) so in einem Gesamt­ system eingebunden ist, daß diese Komponenten mit Hilfe eines geeigneten Abstandsmeßsystems (18) vor einem Zusammenprall automatisch ausfahrbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stoßstange bzw. die darunterliegende Vorrichtung aus zwei seitlichen Komponenten (30, 31) besteht, die in Normalstellung annähernd quer zur Fahrzeuglängsachse stehend eine durchgehende Struktur bilden und die im ausgefahrenen Zustand einen Winkel zueinander bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stoßstange bzw. die darunterliegende Vorrichtung aus zwei seitlichen und einer mittleren Komponente (10, 11 bzw. 12) besteht, die im Normal­ betrieb annähernd in einer Ebene senkrecht zur Fahr­ zeuglängsachse liegen, und daß die beiden seitlichen Komponenten (10 und 11) in ausgefahrener Stellung einen Winkel zueinander bilden, und daß die mittlere Kom­ ponente (12) parallel zu sich selbst vorschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Komponenten (10, 11) in den Bereichen ihrer einander abgekehrten Enden um je eine vertikale Achse (14, 15) gegenüber dem Fahrzeug­ rahmen (4) schwenkbar gelagert sind, und daß die Gelenke energieaufnehmend ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Komponente (12) in dem Bereich zwi­ schen den einander zugekehrten Enden der seitlichen Komponenten (10, 11) translatorisch verstellbar ausge­ bildet ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von dem Signal (1) ausgelöste Verstellkraft die einander zugekehrten Enden der seitlichen Komponenten (10, 11 bzw. 30, 31) vom Fahr­ zeug aus nach vorne verstellt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstellung der Komponenten (10 bis 12 bzw. 30, 31) Kolbenzylinder­ baugruppen (16, 17) vorgesehen sind, die am Fahrzeug­ rahmen energieaufnehmend gelagert und in sich verform­ bar sind.

11. Lkw mit einem Aufprallvorrichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Teilnehmer an einem Verkehrssystem, das als andere Teilnehmer Pkw ein­ schließt.