DE10120138A1 - Schutzeinrichtung für die Insassen eines Fahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für die Insassen eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeuges sowie Kombinationen von diesen, insbesondere von Fahrzeugen, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Bussen, die Türen (4) und/oder in die Fahrzeugkarosserie (1) integrierte tragende Säulen (6, 8, 9) aufweisen. Zumindest an den Längsseiten der Fahrzeugkarosserie (1) ist eine Mehrzahl von Aufprallsensoren (12) verteilt angeordnet. Des Weiteren umfasst die Schutzeinrichtung mindestens eine extrem schnell härtenden Füllschaum enthaltende Kartusche (13), die in die Fahrzeugkarosserie (1) integriert ist, und eine im Fahrzeug angeordnete Steuerelektronik (11). Dadurch werden die Insassen eines Fahrzeuges vor Verletzungen bei äußerer Einwirkung von Gewalt auf das Fahrzeug geschützt. Gleichzeitig wird das Gewicht und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges verringert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für die Insassen eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeu­ ges sowie Kombinationen von diesen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Bussen, die Türen und/oder in die Fahrzeugkarosse­ rie integrierte tragende Säulen aufweisen.

Beim Aufprall eines Fahrzeuges gegen einen festen Wi­ derstand, beispielsweise bei einem Verkehrsunfall, wer­ den die im Fahrzeug sitzenden Personen entgegen der Verzögerungsbewegung gegen irgendeine im Fahrzeug be­ findliche Basis, beispielsweise die Armaturentafel, die Frontscheibe, den Vordersitz usw., geschleudert. Die Verletzungen der Person führen häufig zum Unfalltod, zumindest jedoch zu teilweise schwersten Verletzungen, da kein ausreichender Schutz, insbesondere des Kopfes und des Oberkörpers der Person vorhanden ist.

Es sind eine Reihe von Sicherheitssystemen für die In­ sassen von Fahrzeugen bekannt, die im Falle von Einwir­ kung äußerer Gewalt das Verletzungsrisiko oder gar eine Todesfolge der Fahrzeuginsassen möglichst weit verrin­ gern sollen.

Solche Sicherheitssystemen sollen die eine in einem Fahrzeug sitzenden Personen im Falle einer plötzlichen Verzögerung der Fahrzeugbewegung gegen Verletzungen schützen.

Bei Fahrzeugen, deren Sitze mit Sicherheitsgurten aus­ gestattet sind, wird im Falle eines Aufpralls des Fahr­ zeuges die Schleuderbewegung der im Fahrzeug befindli­ chen Person zum Teil aufgefangen und die Schleuderwir­ kung abgebremst. Diese Wirkung wird jedoch meistens nur dann erzielt, wenn der Aufprall in Fahrtrichtung er­ folgt. Hinzu kommt, dass Verletzungen, wie Schleuder­ trauma oder Genickbrüche, dadurch zustande kommen, dass beim Aufprall der Kopf und der Oberkörper der Person wieder zurück geschleudert werden.

Erfolgt ein seitlicher Aufprall des Fahrzeuges, ist das Sicherheitsgurtsystem in seiner Wirkung weitgehend ein­ geschränkt.

Airbag-Systeme dienen dem Körperschutz des Fahrers ei­ nes Kraftfahrzeuges im Falle eines Unfalles, d. h. bei einer abrupten Verzögerung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Sie umfassen mindestens einen sich selbst­ tätig aufblasbaren, als Luftsack ausgebildeten Airbag, der meistens in der Lenkradnabenverkleidung oder in der Armaturentafel eines Fahrzeuges untergebracht ist. Bei einem Aufprall des Fahrzeuges gegen einen festen Wider­ stand wird der Airbag aktiviert. Dabei sorgt ein im Fahrzeug vorhandener Beschleunigungsschalter für die Auslösung des Airbags. Dieser wird in Sekundenbruchtei­ len mit einem Gas gefüllt und tritt aufgeblasen aus der Nabe des Lenkrades aus. Dadurch wird der Oberkörper und der Kopf der nach vorn schleudernden Person vom Luft­ sack abgebremst und deren Bewegungsenergie aufgefangen. Durch den relativ weichen Aufprall des Kopfes bzw. des Oberkörpers des Fahrers auf den aufgeblasenen Luftsack werden oftmals Verletzungen verhindert oder zumindest die Gefahr von Verletzungen verringert.

In der Regel werden vierrädrige Kraftfahrzeuge heutzu­ tage mit mehr als einem Airbag ausgerüstet. Z. B. sind weitere Airbags in der Armaturentafel für den Beifah­ rer, in den Seitenholmen oder Dachholmen des Fahrzeuges vorgesehen, welche die Fahrzeuginsassen bzw. Passagiere auch bei einem seitlichen Aufprall des Fahrzeuges schützen sollen.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass solche Airbag-Systeme im Falle äußerer Gewalteinwirkung, wie diese meistens bei einem Unfall eintritt, nicht immer ausreichend oder auch gar nicht funktionieren. Darüber hinaus erfordert die Installation der Airbag-Systeme einen großen bauli­ chen und fertigungstechnischen Aufwand. Es sind eine Vielzahl von Bauteilen für das Airbag-System eines Fahrzeuges notwendig, die das Gewicht des Fahrzeuges nicht unerheblich vergrößern. Dies wiederum führt zu einem höheren Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges.

Häufig werden diese Nachteile noch dadurch verschlech­ tert, dass Verstärkungsprofile insbesondere in den Sei­ tentüren des Fährzeuges eingebaut werden, die ebenfalls das Fahrzeuggewicht und den Kraftstoffverbrauch nach­ teilig beeinflussen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die In­ sassen eines Fahrzeuges vor Verletzungen bei äußerer Einwirkung von Gewalt auf das Fahrzeug schützt. Gleich­ zeitig soll das Gewicht und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges verringert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Mehrzahl von zumindest an den Längsseiten der Fahrzeug­ karosserie verteilt angeordneten Aufprallsensoren, min­ destens einer extrem schnell härtenden Füllschaum ent­ haltende Kartusche, die in die Fahrzeugkarosserie inte­ griert ist, und einer im Fahrzeug angeordneten Steuere­ lektronik.

Bei einer äußeren Gewalteinwirkung auf das Fahrzeug, etwa infolge eines Verkehrsunfalls, bei dem ein anderes Fahrzeug auf die Längsseite des Fahrzeuges prallt, lie­ fern die Aufprallsensoren Signale an die Steuerelektro­ nik. Die Steuerelektronik aktiviert die mindestens eine Kartusche, welche den extrem schnell härtenden Füll­ schaums innerhalb von Sekundenbruchteilen in den Hohl­ raum der Fahrzeugkarosserie spritzt, so dass die Fahr­ zeugkarosserie ganz oder teilweise plötzlich mit dem schnell aushärtenden Füllschaum gefüllt wird. Bevor die durch den Aufprall verursachte Bewegungsverzögerung auf die Fahrzeuginsassen übertragen wird, ist der Füll­ schaum bereits von der mindestens einen Kartusche in den Hohlraum der Fahrzeugkarosserie gespritzt worden und härtet sofort aus. Dadurch wird verhindert, dass sich, wie sonst üblich, die Fahrzeugkarosserie an der Aufprallstelle stark verformt und die Insassen des Fahrzeuges einklemmt. Somit werden die Fahrzeuginsassen insbesondere gegen Verletzungen durch Quetschungen oder Schnittwunden durch abgespaltene Karosserieteile ge­ schützt. Ferner wird durch die wenigen Bauteile, wie Aufprallsensoren, Kartusche und Steuerelektronik, das Gewicht des Fahrzeuges verringert und führt letztlich zu einem verminderten Kraftstoffverbrauch. Die Aufpral­ lenergie wird durch die sich durch den Füllschaum ver­ steifende Fahrzeugkarosserie zum größten Teil aufgefan­ gen und somit nicht vollständig auf den Fahrzeuginnen­ raum und die darin befindlichen Insassen übertragen.

Alternativ wird die Aufgabe auch dadurch gelöst, dass in die Fahrzeugkarosserie ein bei Gewalteinwirkung auf das Fahrzeug extrem schnell härtendes Zwei-Komponenten- Mittel eingebracht ist. Dabei besteht das Zwei- Komponenten-Mittel aus einem Bindemittel und einem ex­ trem schnell härtenden Härtemittel. Des Weiteren kann dass Bindemittel des Zwei-Komponenten-Mittels aus einem Granulat bestehen. Stattdessen können das Bindemittel und das Härtemittel des Zwei-Komponenten-Mittels bei einer äußeren Gewalteinwirkung auf das Fahrzeug einen extrem schnell aushärtenden Füllschaum bilden. Das Gra­ nulat bzw. der Füllschaum versteifen bei einem Aufprall des Fahrzeuges auf einen festen Gegenstand, z. B. ein anderes Fahrzeug bei einem Unfall, blitzartig die Fahr­ zeugkarosserie, so dass diese einen festen Widerstand gegen die Gewalteinwirkung bildet und die Fahrzeugin­ sassen vor Verletzungen schützt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass insbesondere Seitenairbags entfallen können. Dadurch wird der Innen­ raum bei gleichen Abmessungen des Fahrzeuges vergrö­ ßert.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Aufprallsenoren aufweisenden Schutzeinrichtung werden zusätzliche Auf­ prallsensoren an anderen Seiten als den Längsseiten des soren beispielsweise an der Frontseite und/oder an der Heckseite des Fahrzeuges angebracht werden. Dadurch er­ fährt das Fahrzeug einen Rundumschutz für die Insassen. Im Falle eines Aufpralls des Fahrzeuges auf ein Hinder­ nis oder beim Aufprall eines anderen Fahrzeuges akti­ vieren die Aufprallsensoren an der front- oder Hecksei­ te des Fahrzeuges über die Steuerelektronik die Kartu­ sche, welche den extrem schnell härtenden Füllschaum in die Hohlräume der Fahrzeugkarosserie spritzt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausbildung der erfin­ dungsgemäßen Schutzeinrichtung sind die mindestens eine den Füllschaum enthaltende Kartusche oder das Zwei- Komponenten-Mittel in einem Hohlraum der Fahrzeugkaros­ serie angeordnet. Selbstverständlich können auch mehre­ re Kartuschen verteilt in den Hohlräumen der Fahrzeug­ karosserie angeordnet werden, die mit der Steuerelek­ tronik verbunden sind. Die Anzahl der den Füllschaum enthaltenden Kartuschen bzw. die Menge des in der Fahr­ zeugkarosserie vorgesehenen Zwei-Komponenten-Mittels sind im Wesentlichen abhängig von der Fahrzeuggröße, Fahrzeugart und den Abmessungen der Hohlräume in der Fahrzeugkarosserie. Dabei kann die Schutzeinrichtung in allen an sich bekannten Arten von Land-, Luft- oder Wasserfahrzeuges sowie Kombinationen von diesen, insbe­ sondere von Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Bussen, installiert werden, die Tü­ ren und/oder in die Fahrzeugkarosserie integrierte tra­ gende Säulen aufweisen. Tragende Säulen sind beispiels­ weise die als A-, B-, C-Säule usw. bezeichneten Trag­ säulen an den Außenkonturen des Insassenraumes und zwi­ schen den Türen eines Personenkraftwagens.

Dem gemäß können insbesondere eine oder mehrere der Füllschaum enthaltenden Kartuschen in den tragenden Säulen der Fahrzeugkarosserie und/oder in den Türen des Fahrzeuges angeordnet sind.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbei­ spieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine schematische Per­ spektivansicht eines Teils der Rohkarosserie eines Per­ sonenkraftfahrzeuges.

Die Fahrzeugkarosserie 1 des Personenkraftfahrzeuges umfasst eine Vielzahl von Profilteilen 2, die miteinan­ der zur Fahrzeugkarosserie 1 verschweißt sind. An die Profilteile 2 werden im Fertigungs- bzw. Montageprozess des Fahrzeuges Verkleidungsbleche 3 befestigt, Türen 4 angeschraubt und Fensterscheiben 5 eingesetzt. Ver­ schiedene Profilteile 2 bilden die tragende A-Säule 6 an den Vorderkanten des Insassenraumes 7, die tragende B-Säule 8 zwischen den Türen 4 und die tragende C-Säule 9 an den Hinterkanten des Insassenraumes 7. Im Motor­ raum 10 ist eine Steuerelektronik 11 vorgesehen.

An den Längsseiten der Fahrzeugkarosserie 1 ist eine Mehrzahl von Aufprallsensoren 12 verteilt an den Pro­ filteilen 2 angeordnet. Diese sind durch eine geeignete Verkabelung mit der Steuerelektronik 11 verbunden.

Des weiteren sind in den Hohlräumen der Profilteile 2 der Fahrzeugkarosserie 1 einige Kartuschen 13 einge­ setzt, die mit einem extrem schnell härtenden Kunst­ stoff gefüllt sind. Die Kartuschen 13 sind ebenfalls mittels einer geeigneten Verkabelung mit der Steuere­ lektronik 11 verbunden.

Wird bei einem Unfall oder Aufprall die Aufprallenergie von den Aufprallsensoren 12 erfasst, senden diese ein Signal an die Steuerelektronik 11. Diese aktiviert die Kartuschen 13, welche den Füllschaum in die Hohlräume der Fahrzeugkarosserie 1 spritzen. Der Füllschaum här­ tet extrem schnell aus und versteift die Fahrzeugkaros­ serie 1. Dieser Vorgang dauert nur Sekundenbruchteile.

Die Aufprallenergie wird durch den erhärteten Füll­ schaum größtenteils aufgefangen und somit der Seiten­ aufprallschutz verbessert.

Liste der Bezugszeichen

1

Fahrzeugkarosserie

2

Profilteile

3

Verkleidungsblech

4

Türen

5

Fensterscheiben

6

A-Säule

7

Insassenraum

8

B-Säule

9

C-Säule

10

Motorraum

11

Steuerelektronik

12

Aufprallsensoren

13

Kartuschen

Claims (9)

1. Schutzeinrichtung für die Insassen eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeuges sowie Kombinationen von diesen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Bussen, die Türen und/oder in die Fahrzeugkarosserie inte­ grierte tragende Säulen aufweisen, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von zumindest an den Längssei­ ten der Fahrzeugkarosserie verteilt angeordneten Aufprallsensoren, mindestens einer extrem schnell härtenden Füllschaum enthaltende Kartusche, die in die Fahrzeugkarosserie integriert ist, und einer im Fährzeug angeordneten Steuerelektronik.

2. Schutzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Fahr­ zeugkarosserie (1) ein bei Gewalteinwirkung auf das Fahrzeug extrem schnell härtendes Zwei- Komponenten-Mittel eingebracht ist.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zusätzliche Aufprallsensoren (12) an anderen Seiten als den Längsseiten des Fahrzeu­ ges verteilt angeordnet sind.

4. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die mindestens eine den Füllschaum enthaltende Kartusche (13) oder das Zwei-Komponenten-Mittel im Hohlraum der Fahrzeugkarosserie (1) vorgesehen sind.

5. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Füllschaum enthaltenden Kartuschen (13) oder das Zwei-Komponenten-Mittel in den tragenden Säulen (7, 8, 9) der Fahrzeugkarosserie (1) und/oder in den Türen (4) des Fahrzeuges angeordnet sind.

6. Schutzeinrichtung nach mindesten einem der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei ei­ ner äußeren Gewalteinwirkung auf das Fahrzeug die Aufprallsensoren (12) Signale an die Steuerelek­ tronik (11) liefern, die die mindestens eine Kar­ tusche (13) zur Abgabe des extrem schnell härten­ den Füllschaums in den Hohlraum der Fahrzeugkaros­ serie (1) aktiviert.

7. Schutzeinrichtung nach mindestens einem der An­ sprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwei-Komponenten-Mittel aus einem Bindemittel und einem extrem schnell härtenden Härtemittel be­ steht.

8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Bindemittel des Zwei- Komponenten-Mittels aus einem Granulat besteht.

9. Schutzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Bindemittel und das Härtemittel des Zwei-Komponenten-Mittels bei einer äußeren Gewalteinwirkung auf das Fahrzeug einen extrem schnell aushärtenden Füllschaum bilden.