DE10114860A1

DE10114860A1 - Frontal-/Heck und Tiefwassercrash relevante Absprengvorrichtung diversitärer Kfz-Cockpitbedachungen

Info

Publication number: DE10114860A1
Application number: DE2001114860
Authority: DE
Inventors: Henry Tunger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: DE10114860B4; DE10114860A8

Abstract

Frontal-/Heck- und Tiefwassercrash relevante Absprengvorrichtung diversitärer Kfz-Cockpitbedachungen, deren Schaltkonfiguration bei mehrspurigen Kraftfahrzeugen aller Art im Falle eines Frontal-/Heck- oder Tiefwassercrashs die Cockpitdachwand der Karosserie mit moderat definierter Energie vollständig vertikal absprengt.

Description

Die Erfindung betrifft ein System, welches bei front-/heckseitigen Kollisionen, sowie auch beim potenziellen Versinken von Kraftfahrzeugen in Gewässern, unverzüglich die Bedachung des Cockpits absprengt.

Bei derartigen Verkehrsunfällen konnten in manchen Fällen leider nur unter erheblichen Zeitaufwand die Insassen geborgen werden, da sich einerseits die Fahrzeugtüren nicht mehr öffnen ließen u. andererseits die Karosserie im Cockpitbereich zu stark deformiert wurde. Die Rettungsärzte konnten dieserhalb oftmals nur noch den Tod der Insassen feststellen, weil das Cockpit für die ärztliche Notversorgung der Fahrer/Beifahrer über einen zu langwierigen Zeitraum hinweg unzugänglich war.

Bei Einfahrt/Sturz von der Straße abgekommener Fahrzeuge in tiefe Gewässer, werden dieselben u. deren Insassen zumeist nur geringfügig beschädigt/verletzt, doch lassen sich die Türen beim Versinken dieser Mobile äußerst schwer öffnen u. so mancher hierbei in Panik geratener Fahrer/Beifahrer musste in dieser Situation schon sein Leben lassen, da der Wasserdruck durch die Belüftungskanalisationen etc. das Cockpit rasch mit Wasser ausfüllte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu kreieren, mittels welcher zum einen die Insassen kollidierter Kraftfahrzeuge unverzüglich aus dem Cockpit geborgen werden können u. zum anderen beim potenziellen Versinken in tiefen Gewässern eine sofortige u. unproblematische Ausstiegsmöglichkeit geschaffen wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale im Anspruch 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Untenansprüchen gekennzeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Absprengvorrichtung wird bei front-/heckseitigen Karosserie-Aufprallbeschleunigungen in der Intensität, bei welcher konventionelle Airbags ausgelöst werden, via spezifischer Aufprallbeschleunigungssensoren sowie einer zwischengeschalteten elektronischen Steuereinheit, die Dachwand des Cockpits mittels definiert positionierter Sprenggeneratoren mit moderat definierter Energie vollständig vertikal abgesprengt.

Im Falle eines Tiefwassercrashs, bei welchem das Kraftfahrzeug im Wasser versinkt, wird die Cockpit-Dachwand in gleicher Weise vom Cockpit abgesprengt, sobald hierbei zwei definierte, mit Überflutungssensoren bestückte Karosseriehohlräume via spezifischer Flutwassermembranen zu ca. 75% überflutet wurden.

Diese Überflutungssensoren bestehen hierbei aus einer in Reihe zueinander angeordneter Schwimmer, welche in ihrer Ruhelage mit ausreichendem Federdruck jeweils in der unteren kontaktunterbrechenden Anschlagstellung ihres jew. Überbrückungskontaktes fixiert sind.

Die potenzielle Wasserverdrängung dieser Schwimmer, sowie die Federkonstante derer Rückzugsfedern sind dabei derart aufeinander abgeglichen, sodass die Schwimmer bei ca. 75% Überflutung der zueinander nivellierten Karosseriehohlräume, welche bei Pkw's beispielsweise die Hohlräume der Türschweller sind, den pauschalen Auftrieb der Schwimmer bis zum Anschlag der Überbrückungskontakte an den jew. zugeordneten Überbrückungsleiterzugsegmenten bewirken, wonach der permanent anliegende Signalstrom via zweier in Reihe nachgeschalteter NPN- Transistoren zu der elektronischen Steuereinheit abfließen kann, welche hierbei unverzüglich die Cockpitdachwand mittels der spez. def. positionierten Sprenggeneratoren - mit moderat definierter Energie - vollständig vertikal vom Cockpit der Pkw-, Lkw- etc. Karosserie absprengt.

Die detaillierte Erläuterung über Aufbau u. Funktion der dargestellten Erfindung erfolgt im Anschluss anhand der Zeichnungen.

Es zeigt

Fig. 1: Schaubild mit schaltungstechnischem Funktionsverlauf vor der Funktionsauslösung;

Fig. 2: Schaubild mit schaltungstechnischem Funktionsverlauf in der Tiefwassercrash-Funktionsauslösungsphase;

Fig. 3: Positionierung der Flutwassermembranen an den zueinander nivellierten Karosseriehohlräumen anhand eines Pkw-Chassis;

Fig. 4: Cockpitdachwand in der moderat definierten, vertikalen Absprengphase nach via der Stoßbeschleunigungsensoren erfassten Frontcrash/Heckcrash-Animation.

In der Fig. 1 ist das Schaubild aller systemkonfigurativ vernetzter Schaltelemente dargestellt, deren elementare/funktionale Erläuterung sich hier via der Bezugszeichen 1-15 angliedert.

Fig. 1

1

Fahrzeugbatterie

2

Zündstartschalter, mittels welchem der für diese Systemkonfiguration pauschal benötigte Betriebsstrom zu den diversitär nachgeschalteten Verbrauchern durchgeschaltet wird

3

NPN-Transistor

4

NPN-Transistor

5

Aus nichtleitendem Material (PE-Kunststoff etc.) bestehendes Chassis, welches in zweifacher Ausführung jeweils den darin horizontal integrierten Überbrückungsleiterzug

7

integriert u. gleichzeitig an seiner jew. Unterseite die vielfältigen, federbelasteten Überbrückungskontakte

8

der Schwimmer

10

vertikal führt.
Diese beiden Kunststoffrahmen sind dabei derart horizontal zueinander nivelliert binnen zweier symmetrisch zueinander positionierten Karosseriehohlräume (bei Pkw z. B. die beiden Türschweller) installiert, sodass dieselben beim Eindringen des Fahrzeuges - exakt entlang seiner Hochachse - in das Tiefwasser, die darin integrierten Schwimmer simultan bis zum jew. oberen Kontaktüberbrückungsanschlag (analog

Fig.

2) vertikal führen, sobald diese Hohlräume zu ca. 75% überflutet wurden. Da bei beiden vollständig überbrückten Überbrückungsleiterzügen

7

, in dieser Systemkonfiguration das unverzügliche Absprengen der Cockpitdachwand via der vielfältigen Sprenggeneratoren

15

appliziert wird, verbleibt den im Fahrgastraum befindlichen Personen noch ausreichend Zeit, die Sicherheitsgurte abzulegen u. das Cockpit/den Fahrgastraum (bei Fond-Passagieren) durch diese Öffnung der vollständig abgesprengten Dachwand (siehe

Fig.

4) zu verlassen, noch ehe der Wasserspiegel sich über das Fahrzeug ebnet.

6

Kunststoffrahmen der weiteren Überflutungssensor-Konfiguration - analog

5

7

Intermittierter Leiterzug, welcher über den vertikal verschubbeweglichen Überbrückungskontakten

8

derart unterbrochen sind, sodass bei pauschalen Überbrückungskontaktanschlag derselben - analog

Fig.

2 - der in Fahrtstellung des Zündstartschalters permanent anliegende Signalstrom zu den jew. nachgeschalteten NPN-Transistoren durchgeschaltet wird

8

Vertikal verschubbewegliche Überbrückungskontakte der Schwimmer

10

9

Rückzugsfedern der Schwimmer

10

, deren Federkonstanten/Vorspannung derart definiert sind, sodass dieselben - analog

Fig.

2 - exakt bei 75% Überflutung der beiden jew. (Türschweller-)Hohlräume der Wasserverdrängung der Schwimmer

10

dahingehend nachgeben, sodass diese die Überbrückungskontakte

8

jeweils vertikal bis zum oberen Kontaktüberbrückungsansehlag kinematisieren

10

(elliptisch konformierte) Kunststoffschwimmer, deren Wasserverdrängung im funktionalen Zusammenspiel auf die jeweils oberseitig zugeordneten Rückzugsfedern

9

derart abgeglichen ist, sodass dieselben - analog

Fig.

2 - bei ca. 2 Drittel Überflutung den Federdruck der jew. Rückzugsfedern

8

überwinden u. dem progressiv steigenden Wasserspiegel folgend, die Überbrückungskontakte

8

nach oben bis zum definitiven Kontaktüberbrückungsanschlag animieren.
Die am Kunststoffrahmen

6

sowie an diesen Schwimmern - gemäß der Darstellung - direkt kontaktierten Rückzugsfdern

8

gewähren hierbei gleichzeitig jew. eine exakte vertikale Führung der zwischen den Schwimmern u. den Überbrückungskontakten befindlichen Transmissionsstößel.

11

Endsegment des intermittierten Leiterzuges

11

, von welchem - gemäß dieser Schaltkonfiguration - ab 75%ig überflutetem Hohlraum, bzw. bei Überbrückung aller Überbrückungskontaktsegmente bei diesbezügl. pauschal hochgefahrenen Schwimmern

10

, der in Fahrtstellung des Zündstartschalters permanent anliegende Signalstrom zu den jew. nachgeschaltetem NPN-Transistor

3

/

4

durchgeschaltet wird.

12

Elektronische Steuereinheit, welche bei Empfang des via der systemkonfigurativ vorgeschalteten Schaltelemente

1

-

2

-

7

-

8

-

11

-

3

-

4

durchgeschalteten Signalstromes, bzw. im Falle eines via der Stoßbeschleunigungssensoren

13

/

14

ermittelten Front-/Heckcrashs der Karosserie den spezifisch im Dachrahmen installierten Sprenggeneratoren

15

pauschal einen elektr. Zündimpuls emittiert, sodass dieselben - analog

Fig.

4 - danach unverzüglich mit moderat definierter Energie die Dachwand der bzgl. Pkw/Lkw/Kom etc.-Dachwand simultan von der Karosserie absprengen.

13

Stoßbeschleunigungssensor, welcher bei frontalem Zusammenstoß der Karosserie mit der Aufprallenergie, bei welcher auch konventionelle Airbags gezündet werden, einen Steuerstromimpuls zu der elektronischen Steuereinheit

12

emittiert, wonach dieselbe unverzüglich die Dachwand-Absprenggeneratoreinheiten

15

simultan funktionsanimiert.

14

Stoßbeschleunigungssensor, welcher bei Heckanprall der Karosserie, beispielsweise im Falle eines hochdimensionierten Auffahrtanpralles eines rückwärtigen Fahrzeuges, mit der Aufprallenergie, bei welcher auch konventionelle Airbags gezündet werden, einen Steuerstromimpuls zu der elektronischen Steuereinheit

12

transmittiert, wonach dieselbe unverzüglich die Dachwand- Absprenggeneratoreinheiten

15

simultan funktionsanimiert, um auch in diesem Falle bei verkeilten Fahrzeugtüren dem Rettungspersonal die Bergung der Insassen durch diese vollständige Dachöffnung zu ermöglichen.

15

Spezifisch im Dachrahmen installierte Sprenggeneratoreinheiten, deren positionelle Anordnung, energetische Dimensionierung u. Anzahl, bei simultaner Funktionsanimierung - analog

Fig.

4 - einen mit passabler Energie moderierten Absprengmodus der gesammten Pkw/Lkw/Kom-Dachwand dahingehend erzielt, sodass hierbei umliegende/umstehende Fahrzeuge od. Personen nicht negativ beeinträchtigt werden

In der Fig. 2 ist das Schaubild mit schaltungstechnischem Funktionsverlauf in der Tiefwassercrash-Funktionsauslösungsphase dargestellt, deren Erläuterung via der in Fig. 1 vorgenannten elementaren Bezugszeichen 1-15 sich hier angliedert.

Das bezügliche Kraftfahrzeug ist bei einem potenziellen Ausweichmanöver von der Fahrbahn abgekommen u. ist nachfolgend einen steilen Hang heruntergefahren, wo das Fahrzeug mit der Bremsanlage nicht mehr zum Stillstand gebracht werden konnte. Da sich am Fuße dieses Hanges ein tiefes Gewässer erstreckt, wird das Kfz (in diesem Falle ein Pkw) in demselben bis zum Stillstand negativ akzeleriert.

Nun beginnt das Fahrzeug aufgrund seiner bauartbedingten geringen Wasserverdrängung in diesem Element zu versinken u. die Insassen legen hierbei im Wissen des Vorhandenseins dieses Systems ohne panische Angstanwandlungen ihre Sicherheitsgurte ab.

Noch bevor der letzte der potenziellen 4 Fahrzeuginsassen den Sicherheitsgurt vollständig abgelegt hat, sind beide Türschweller via der spezifischen Befüllungsmembranen (siehe Fig. 3) zu ca. 75% - analog der Darstellung - mit Wasser vollgelaufen u. der Wasserspiegel binnen dieser Hohlräume steigt weiter gemäß der dargestellten Pfeilsegmente an.

Da gemäß dieser Schaltkonfiguration via 1-2 an 7 kontinuierlich die für 3/4 bestimmten Steuerstromspannungen anliegen u. 8 von 10 jeweils bis zum Kontaktüberbrückungsanschlag nach oben kinematisiert wurden, werden diese beiden voneinander unabhängigen Steuerstromspannungen binnen beider 6 bis zu jeweils 11 durchgeleitet, wobei einerseits 3 u. andererseits 4 durchgeschaltet wird. In Fahrtstellung von 2 liegt an dem Kollektoranschluss von 3 permanent die für 12 prädestinierte Steuerstromspannung an, sodass dieselbe nun via 4 zu 12 transmittiert wird.

Diesem Steuerimpuls folgend, steuert 12 simultan die Zündimpulse zu den spez. def. installierten 15 aus, wonach dieselben die vollständige Dachwand des Fahrgastraumes mit moderat definierter Energie - analog Fig. 4 - absprengen, wobei dieselbe an sog. Sollabrißstellen von dem Karosserieaufbau vertikal abreißt. Nunmehr können die Insassen das Fahrzeug bequem durch diese vertikale Öffnung verlassen, noch bevor sich der Wasserspiegel über demselben ebnet.

In der Fig. 3 ist die Positionierung der Flutwassermembranen an den zueinander nivellierten Karosseriehohlräumen anhand eines Pkw-Chassis dargestellt.

Zur Aufnahme dieser elastomeren Membranen sind in den jew. Stirnseiten der Türschweller spezifisch konformierte Bohrungen vorgesehen, binnen welcher dieselben verrastet sind.

Diese Membranen weisen - gemäß der Darstellung - jeweils zentrische Kreuzschlitzaussparungen auf, durch welche bei Überflutung der Schweller das Wasser mit einer derart definierten Intensivierung in deren Hohlräume eindringen kann, welche den internen Schwimmern 10 - Fig. 1 eine spez. def. moderierte Steiggeschwindigkeit bis zu den jeweiligen Kontaktüberbrückungsanschlag gewährt. Außerdem werden durch diese kreuzförmigen Drosselschlitze etwaige Fehlbetätigungen der hohlrauminternen Überflutungssensorik durch Spritzwasser im Fahrbetrieb oder in Waschanlagen etc. präventiviert.

Aus diesem Grunde müssen derartige Hohlräume, ob nun bei Pkws in Türschwellern od. bei Lkws/Koms etc. anderswo, jeweils am tiefsten Punkt eine genügend dimensionierte Ablassbohrung aufweisen, welche auch bei Unterboden- Konservierungsarbeiten nicht verschlossen werden darf.

Diese Überströmungsmembranen sind zudem derart positionell angeordnet, sodass deren jeweilige gegenseitige Nivellierung alle Schwimmer 10 - Fig. 1 beim waagerechten Versinken des Fahrzeuges im Tiefwasser, weitestgehenst simultan bis zum oberen Kontaktüberbrückungsanschlag steigen, bzw. ab 75%iger Überflutung dieser Hohlräume, dort verharren lässt.

In der Fig. 4 ist die Karosseriedachwand - nach via der Stoßbeschleunigungssensoren erfassten Frontcrash/Heckcrash-Animation - in der moderat definierten, vertikalen Absprengphase dargestellt, deren Funktionseskalation der systemkonfigurativ vorgeschalteten Schaltelemente hier nachfolgend via der in Fig. 1 vorgenannten Bezugszeichen 1-15 erläutert wird.

Das bezügliche Kraftfahrzeug ist auf der Autobahn mit einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 180 km/h in eine Nebelwand hineingefahren, binnen welcher sich auf beiden Fahrspuren dieser Verkehrsrichtung aufgrund eines vorausgegangenen Verkehrsunfalles mehrere Fahrzeuge bewegungslos angestaut hatten.

Aufgrund dieser enormen Sichteinschränkung bemerkte der Fahrzeugführer des Bezugsfahrzeuges den Warnblinkmodus der beiden letzten Stau-Fahrzeuge zu spät u. kollidierte trotz sofortiger Vollbremsung bei noch ca. 120 km/h mit dem Heck des auf der rechten Fahrspur befindlichen, letzten Pkw dieses Fahrzeugstaues.

Da gemäß dieser Schaltkonfiguration 12 via 1-2 bei Fahrtstellung des Zündstartschalters kontinuierlich mit spez. def. Betriebsstrom beschaltet ist u. aufgrund dieser enormen (Frontal-)Aufprallenergie von 13 den hierfür prädestinierten Steuerimpuls erhält.

Bezüglich dieses Steuerimpulses steuert 12 simultan die Zündimpulse zu den spez. def. installierten 15 aus, wonach dieselbe die vollständige Dachwand des Fahrgastraumes an sog. Sollabrißstellen vertikal von dem Karosserieaufbau abreißt. Nunmehr können die bei dieser schweren Kollision potenziell schwerbeschädigten Fahrzeuginsassen von dem Rettungspersonal (bei unzugänglichen/verkeilten Fahrzeugtüren) problemlos durch diese hierfür ausreichend bemessene vertikale Öffnung aus dem Fahrgastraum geborgen werden, ohne dass vorab - wie bisher üblich - diversitäre Karosseriefragmente mit hohem Zeitaufwand mechanisch auf-/abgetrennt werden müssen.

Weil der Pkw, mit dessen Heck dieses Fahrzeug kollidierte, ebenfalls mit dieser Vorrichtung ausgestattet war, applizierte auch deren Systemkonfiguration den vertikalen Absprengmodus der kompletten Dachwand des Fahrgastraumes, da bei diesem Heckanprall 12 dementsprechend von 14 den hierfür prädestinierten Steuerimpuls erhält u. 12 hierbei in gleicher Weise die Zündimpulse zu 15 simultan transmittierte.

Somit können auch dessen Insassen vom eintreffenden Rettungspersonal - ohne größeren Zeitaufwand - durch diese großbemessene vertikale Öffnung des Fahrgastraumes geborgen werden.

Claims

1. Frontal-/Heck u. Tiefwassercrash relevante Abspreng vorrichtung diversitärer Kfz-Cockpitbedachungen, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrspurigen Kraftfahrzeugen jeglicher Art, im Falle eines Frontal-/Heck oder Tiefwassercrashs, die jeweilige Cockpitdachwand vollständig vertikal abge sprengt wird.

2. Frontal-/Heck u. Tiefwassercrash relevante Abspreng vorrichtung diversitärer Kfz-Cockpitbedachungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei front-/heckseitigen Karosserie-Aufprallbe beschleunigungen in der Intensität, bei welcher konventi onelle Airbags ausgelöst werden, via spezifischer Aufprallbeschleunigungssensoren (13/14; Fig. 1) u. einer zwischengeschalteten elektronischen Steuerein heit (12; Fig. 1) die Cockpitdachwand mittels definiert positionierter Sprenggeneratoren (15; Fig. 1) von dem jeweiligen Cockpit abgesprengt wird.

3. Frontal-/Heck u. Tiefwassercrash relevante Abspreng vorrichtung diversitärer Kfz-Cockpitbedachungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Tiefwassercrashs, bei welchem das bezügliche Fahrzeug im Wasser versinkt, die Cockpitbe dachung in gleicher Weise abgespreng wird, sobald hier bei zwei definierte, mit Überflutungssensoren (5-11; Fig. 1) bestückte Karosseriehohlräume via spezifischer Flutwassermembranen (Fig. 3) zu ca. 75% überflutet wurden.

4. Frontal-/Heck u. Tiefwassercrash relevante Abspreng vorrichtung diversitärer Kfz-Cockpitbedachungen nach Anspruch 1 u. 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überflutungssensoren (5-11; Fig. 1) aus in Reihe zueinander angeordneten Schwimmern (8; Fig. 1) beste hen, welche in ihrer Ruhelage mit ausreichendem Federdruck jeweils in der unteren kontaktunterbrechenden Anschlagstel lung ihres jew. Überbrückungskontaktes fixiert sind.

5. Frontal-/Heck u. Tiefwassercrash relevante Abspreng vorrichtung diversitärer Kfz-Cockpitbedachungen nach Anspruch 1 u. 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserverdrängung der Schwimmer (10 - Fig. 1) sowie die Federkonstante der Rückzugsfedern (9 - Fig. 1) derart aufeinander abgeglichen sind, sodass dieselben bei ca. 75% Überflutung der zueinander nivellierten Hohlräume, welche bei Pkw's beispielsweise die Hohlräume der Tür schweller sind (Fig. 3), den jew. Auftrieb der Schwimmer (Fig. 2) bis zum Anschlag der Überbrückungskontakte (8 - Fig. 1) an den jew. zugeordneten Überbrückungsleiterzug segmenten (7 - Fig. 1) bewirken, wonach der permanent anliegende Signalstrom via zweier in Reihe nachgeschalteter NPN-Transistoren (3-4; Fig. 1) zu der elektronischen Steuereinheit (12 - Fig. 1) abfließen kann, welche hierbei unverzüglich die Cockpitdachwand mittels der spez. def. positionierten Sprenggeneratoren (15 - Fig. 1) vollständig vom Cockpit absprengt.