DE10037593A1 - Aufprallschutz - Google Patents

Abstract

Zum Schutz einer bewegten Raumzelle bei einer Kollision mit ortsfesten Objekten oder mit bewegten Objekten großer Masse, insbesondere zum Schutz der Türen einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs, sind die schützenden Zellenwände doppelwandig ausgeführt. Zwischen den Wänden sind als elastische Prallkörper dienende axial- und winkelbewegliche Hohlkörper aus einem elastomeren Material angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz einer bewegten Raumzelle bei einer Kollision mit ortsfesten Objekten oder Objekten großer Masse, insbesondere zum Schutz der Türen einer Fahrgastzeile eines Fahrzeugs.

Zum Schutz der Insassen eines modernen Kraftfahrzeugs sind zahlreiche voneinander unabhängige konstruktive Lösungen und kumulativ einsetzbare Schutzvorrichtungen entwickelt worden. Moderne Personenkraftwagen sind mit Verformungszonen an den Karosserien, sogenannten Knautschzonen, entwickelt worden, die die Aufgabe haben, die kinetische Energie bei einem Aufprall zu einem großen Teil in Formänderungsarbeit umzusetzen, so daß der Aufprallstoß für angegurtete Insassen des formsteifen Fahrgastraums gemindert wird. Zusätzlich werden im Innenraum des Fahrzeugs Luftkissenvorrichtungen angebracht, deren Schutzfunktion durch einen Aufprall automatisch eintritt. Die Luftkissen, allgemein in der Kraftfahrzeugbranche als Airbags bezeichnet, werden bei einem Aufprall mit einer Prozessgeschwindigkeit aufgeblasen, die einer Zeitspanne von Millisekunden entspricht. Airbags sind mittlerweile nicht nur im Frontbereich der Fahrgastzelle, sondern auch im Seitenbereich angeordnet. Frontal angeordnete Airbags sollen die Gefahr eines Schleudertraumas im Halswirbelbereich eines angegurteten Fahrgastes verhüten oder wenigstens verringern. Seitlich angeordnete Airbags sollen ein hartes Anprallen des Fahrgastes an die Fahrzeugtür verhindern. Die Wirkung eines Seitenairbags genügt in vielen Fällen bei einem seitlichen Aufprall mit großflächiger Wirkung. Besonders schwierig ist jedoch der Schutz der Fahrzeuginsassen bei einem seitlichen Ausbrechen des Fahrzeugs aus seiner Spur mit einem Aufprall auf ein festes Objekt geringen Durchmessers, beispielsweise bei einem seitlichen Anprall an einen Baum oder an ein säulenförmiges Hindernis. Es kommt zu einem Einknicken etwa in der Fahrzeugmitte mit schwersten Unfallauswirkungen für die Fahrgäste. Um den gefährdeten Knickbereich an den Fahrzeugseiten zu schützen, wurden Verstärkungskonstruktionen zum Aussteifen der Türen vorgesehen, bisher jedoch mit begrenztem Erfolg. Bei abknickenden Flächenbereichen haben sich zusätzliche seitliche Luftkissenvorrichtungen als nicht ausreichend wirksam gezeigt. Insgesamt sind die bisherigen Schutzmaßnahmen technisch aufwendig und verursachen hohe Zusatzkosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Prallschutz im Seitenbereich bewegter Raumzellen zu schaffen. Insbesondere soll erreicht werden, daß die Wirkung des Aufprallschutzes dann nicht versagt, wenn die Raumzelle seitlich gegen ein ortsfestes Objekt geringerer Breite prallt und die Gefahr einer Abknickung oder Einbeulung der Raumzelle entsteht. Der konstruktive und kostenintensive Aufwand ist dabei gering zu halten.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß die zu schützenden Zellenwände doppelwandig einen Hohlraum einschließend ausgebildet und zwischen den Wänden axial- und winkelbewegliche Hohlkörper aus einem elastomeren Material als elastische Prallkörper angeordnet sind. Die Axial- und Winkelbeweglichkeit der Hohlkörper wird vorzugsweise dadurch gefördert, daß jeder Hohlkörper als Mantel einen Faltenbalg aufweist.

Beim Zusammendrücken des Faltenbalgkörpers in Axialrichtung wird die eingeschlossene Luft komprimiert. Um die Kompressionsarbeit in vorgegebener Weise ablaufen zu lassen, ist der als Prallkörper dienende Faltenbalgkörper mit einer Öffnung definierter Größe versehen. Die Luft kann während des Kompressionsvorgangs den Innenraum mit der durch die Öffnung vorgegebenen Geschwindigkeit verlassen. Dem Aufprall wird dadurch nicht mit einer schlagartigen Verdichtung der Luft in abgeschlossenen Räumen der Prallkörper entgegengewirkt. Die Aufprallenergie wird zum Schutze der Insassen über einen endlichen Zeitabschnitt in Kompressionsarbeit umgewandelt.

Bei einer nicht in Axialrichtung der Hohlkörper wirkenden Belastung durch einen Verformungsvorgang der Zellenwand sind die Hohlkörper in der Lage, durch eine Winkelanstellung dieser Bewegung zu folgen, so daß der Hauptteil des Hohlkörpers weiterhin axial zusammengedrückt und die darin befindliche Luftmenge entsprechend komprimiert werden kann.

Weitere, die Erfindung vorteilhaft gestaltende Merkmale sind in den Ansprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt eines axial- und winkelbeweglichen Hohlkörpers,

Fig. 2 die Anordnung mehrerer Hohlkörper in einer Reihe,

Fig. 3 die Anordnung der Hohlkörper gemäß Fig. 2 im Moment des Aufpralls auf Hindernis mit kreisförmigem Querschnitt und

Fig. 4 die Seitenansicht einer angedeuteten Fahrzeugtür mit einer Vielzahl von Hohlkörpern zur fast vollständigen Ausfüllung des Hohlraums zwischen den Wänden der Fahrzeugtür.

Der erfindungsgemäße Prallschutzkörper 1 besteht aus einem stempelförmigen Faltenbalg 2 dessen offene Enden mit Deckplatten 3 und 4 verschlossen sind.

Der Faltenbalg ist beispielsweise mit zwei Falten 5 und 6 gleichen Durchmessers und mit einer weiteren Falte 7 mit einem größeren Durchmesser ausgebildet. Der Übergang - es ist die einwärts weisende Falte 7a zwischen der Falte 7 zur Falte 6 - ist besonders flexibel, wodurch die Winkelbeweglichkeit gefördert wird. Bei einem nichtaxialen Kraftangriff, beispielsweise bei einem seitlichen Anprall an ein Hindernis 14 (Fig. 3) geringer Breite oder mit konvexer Wölbung, entsteht durch den Durchmesserunterschied der Balgfalten 6 und 7 eine Hebelwirkung, die das Einknicken des Faltenbalges zwischen den Falten 6 und 7 und damit das automatische Ausrichten des dem Kraftangriff zugewandten Balgendes in die Kraftrichtung sicherstellt. Nach dem Einknicken oder Ausrichten setzt die Preßwirkung ein.

Die Enden des Hohlkörpers sind mit ihren deckelförmigen Abschlüssen 3 und 4 durch Klebung fest mit Kunststoffplatten 8 und 9 verbunden. Mit diesen Platten kann ein Satz von Prallkörpern zwischen die Wände einer Fahrzeugtür gesetzt werden, wie die Fig. 3 andeutungsweise zeigt.

An einem der Enden eines Prallschutzkörpers befindet sich eine Öffnung 10, die über eine Öffnung 11 der anliegenden Kunststoffplatte 9 mit dem Umgebungsraum kommuniziert. Die Öffnungen haben einen definierten Durchmesser, um das Entweichen der Luft aus dem Innenraum 12 gezielt ablaufen zu lassen, wodurch eine gezielte Umwandlung kinetischer Energie in Formänderungsarbeit, die der Kompression des Aufprallkörpers entspricht, erreicht wird.

Die in einer Fahrzeugtür 13 dicht an dicht angeordneten faltenbalgförmigen Hohlkörper können sich durch ihre Winkelbeweglichkeit den Verformungen der Türwände anpassen, so daß sie ihre Prallschutzwirkung durch ein gezieltes Abfedern mit allmählichem Nachgeben, ähnlich der Wirkung von Stoßdämpfern, aufrechterhalten. Der Einsatz der Aufprallkörper bietet insbesondere bei Unfällen einen erheblich verbesserten Schutz, die mit einer großen Verformung der Fahrzeugtüren einhergehen.

Die Hohlkörper sind sehr preiswert herstellbar und können ohne großen Montageaufwand in dem Hohlraum zwischen den Wänden von Fahrzeugtüren angeordnet werden. Die einleitend genannten Aufgaben werden mit geringstem technischen Aufwand erfüllt.

Claims (9)

1. Einrichtung zum Schutz einer bewegten Raumzelle bei einer Kollision mit ortsfesten Objekten oder bewegten Objekten großer Masse, insbesondere zum Schutz der Türen einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schützenden Zellenwände doppelwandig, einen Hohlraum einschließend ausgebildet und zwischen den Wänden als elastische Prallkörper dienende axial- und winkelbewegliche Hohlkörper (1) aus einem elastomerem Material angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Hohlkörper als Faltenbalg (5, 6, 7) ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume (12) der Hohlkörper an beiden Enden plattenförmige Abschlüsse (3, 4) aufweisen, wobei wenigstens in einer Abschlußplatte (3) eine Entlüftungsöffnung (10) mit einem definierten Durchmesser angeordnet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Knickpunkt für die Winkelbeweglichkeit des Faltenbalges an einem seiner Enden befindet.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Falte (7) des Faltenbalges zur Schaffung einer besonders leichten Winkelbeweglichkeit einen größeren Durchmesser aufweist, als dessen übrige Falten.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Faltenbalges zur Schaffung einer besonders leichten Winkelbeweglichkeit im Bereich einer einwärts weisenden Falte mit einer Verengung versehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbälge mit Platten aus Kunststoff verklebt und diese zwischen den Doppelwänden der Raumzelle befestigbar sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum zwischen den zu schützenden Zellenwänden eine Vielzahl von Prallkörpern dicht an dicht angeordnet sind.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallkörper in mehreren parallelen Reihen und diese jeweils um einen halben Durchmesser eines Prallkörpers gegeneinander versetzt angeordnet sind.