DE102005008637A1

DE102005008637A1 - Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005008637A1
Application number: DE200510008637
Authority: DE
Inventors: Ruprecht Sinnhuber; Thomas Wohllebe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-08-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bauteil, das im Falle der Aktivierung der Sicherheitseinrichtung mittels einer Verlagerungseinrichtung von einer Grundposition in eine Schutzposition verlagerbar ist. Erfindungsgemäß ist die Verlagerungseinrichtung als Kniehebelanordnung ausgebildet, mittels der das in der Grundposition eine in etwa gestreckt Form aufweisende Bauteil in eine in der Schutzposition gewölbte Bauteilform überführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Verbindung mit Sicherheitseinrichtungen für Fahrzeuge ist es bereits allgemein bekannt, Bauteilverlagerungen durchzuführen, um für Kollisionssituationen einen wirksamen Schutz für z. B. Fußgänger, Fahrzeuginsassen zu schaffen. Beispielsweise ist dies aus der DE 100 22 094 A1 oder der DE 100 31 526 A1 bekannt. Des weiteren ist es bekannt, in Verbindung mit Kollisionssituationen zur Erhöhung der Steifigkeit des Fahrzeugs in eine bestimmte Fahrzeugrichtung Lastpfade auszubilden. Als Beispiel hierfür sei die EP 0 470413 A1 genannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, mittels der auf einfache und funktionssichere Weise eine gute Umsetzung einer Aufprallenergie in Kollisionssituationen möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß Patentanspruch 1 ist die Verlagerungseinrichtung als Kniehebelanordnung ausgebildet, mittels der das in einer Grundposition „gestreckte" Bauteil in eine in der Schutzposition gewölbte Bauteilform überführbar ist. Durch eine derartige Maßnahme lässt sich auf besonders einfache Weise die Deformationslänge erhöhen, was gleichzeitig auch zu einer Erhöhung der Energieumsetzung führt. Des weiteren kann mit einer derartigen Maßnahme auch vorteilhaft ein Rückhalteelement bereitgestellt werden, das eine Rückhaltefunktion für z. B. einen Fahrzeuginsassen ausübt. Durch das Aufwölben bzw. Ausbeulen eines Bauteils, insbesondere eines flächigen Bauteils, wie z. B. eine fahrzeuginnenseitig oder Fahrzeugaußenseitig vorhandene Deck- oder Verkleidungswand kann gleichzeitig auch eine solche Versteifung einer bestimmten Struktur erreicht werden, dass in Verbindung mit dem dadurch gleichzeitig zur Verfügung gestellten verlängerten Deformationsweg ein gute Energieabsorptionseigenschaften aufweisendes Energieabsorptionselement zur Verfügung gestellt wird.

Gleichzeitig kann damit aber auch ein Aufbau zur Verfügung gestellt werden, bei dem z. B. durch Betätigung der Kniehebelanordnung ein frühes Ankoppeln eines z. B. Fahrzeuginsassen an das entsprechende Bauteil, beispielsweise eine Fahrgastzelle erfolgt, insbesondere vor dem Crash, so dass insgesamt günstige Energieabsorptions- und Rückhaltesituationen geschaffen werden. Ebenso ist in diesem Zusammenhang auch ein sehr gutes Ankoppeln und damit Ausbilden gewünschter bzw. zusätzlicher Lastpfade, insbesondere auch hier wiederum vor dem Crash möglich.

Gemäß einem grundlegenden konkreten Konstruktionsprinzip kann das Bauteil integraler Bestandteil der Kniehebelanordnung sein, so dass ein aufzuwölbender Bereich des Bauteils, der einen Wölbungs- bzw. Kniebereich ausbildet, zwischen zwei beabstandeten Befestigungsbereichen der Kniehebelanordnung gelagert bzw. eingespannt ist. In diesem Fall ist dann eine bzw. sind beide Befestigungsbereiche als Lagerstelle ausgebildet, die zur Aufwölbung des Wölbungsbereiches des Bauteils dann in Richtung auf den jeweils anderen Befestigungsbereich bzw. die andere Lagerstelle zu verlagerbar gestaltet sind. Für eine gezielte Führung und Verlagerung ist die wenigstens eine verlagerbare Lagerstelle vorteilhaft Bestandteil einer Führungseinrichtung, mittels der die verlagerte Lagerstelle für eine vorgegebene Zeitdauer in ihrer Verlagerungsposition gehalten ist. Hierfür eignet sich z. B. eine Rücklaufsperre. Je nach den konkret gegebenen Einbausituationen kann die Aufwölbung des Bauteils bei nicht erfolgtem Anprall bzw. einer Fehlauslösung auch wieder reversibel sein, d. h., dass das Bauteil ohne Beschädigung wieder von seiner gewölbten bzw. ausgebeulten Form zurück in die „gestreckte" Bauteilform überführt wird.

Bei diesem Kniehebel-, Beul- bzw. Wölbprinzip wird gerade am Anfang der Verlagerung einer Lagerstelle eine relativ große Aufwölbung erzielt, wobei die Abstützkraft des aufgewölbten Bauteils mit größer werdendem Verlagerungsweg der jeweiligen Lagerstelle überproportional zunimmt. Die Haltekraft, die erforderlich ist, um die verlagerten Lagerstellen in ihrer Wölbstellung zu halten, nimmt dagegen mit größer werdendem Verlagerungsweg überproportional ab, so dass dadurch mit der erfindungsgemäßen Lösung insgesamt eine sehr gut geeignete Sicherheitseinrichtung für eine Energieabsorption zur Verfügung gestellt wird, die individuell und flexibel vielfältigst einsetzbar ist.

Beispielsweise kann eine derartige Führungseinrichtung als Seilzugeinrichtung mit einem Zugseil ausgebildet sein. Alternativ dazu kann jedoch auch eine Zylinder-Kolbeneinrichtung vorgesehen sein. Die Aktivierung der Führungseinrichtung und damit der Sicherheitseinrichtung erfolgt weiterhin vorteilhaft in Abhängigkeit von einem Aktivierungssignal, z. B. einem Crash- oder Pre-Crash-Signal, wobei insbesondere auch eine pyrotechnische Aktivierung der Führungseinrichtung für eine besonders schnelle Aktivierung von Vorteil ist. Für den Fall, dass ausreichend Zeit zur Verfügung steht, kann die Auswölbung bzw. Ausbeulung auch motorisiert erfolgen, wobei selbstverständlich auch hydraulische und pneumatische Antriebsmöglichkeiten hierfür einsetzbar sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

1 eine schematische Prinzipskizze der Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Kniehebelanordnung,

2 eine weitere schematische Prinzipskizze einer alternativen Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Kniehebelanordnung,

3 und 4 schematisch ein Querschnitt durch eine Fahrzeugtür mit verlagerbarer Türaußenhaut,

5 eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Fahrzeuginnenraums mit zur Ausbildung eines vorgegebenen Lastpfades an einen potentiellen Anprallbereich angekoppelten Bauteilen,

6 schematisch eine weitere alternative Ausführungsform in Verbindung mit einer Fronthaube eines Kraftfahrzeugs,

7 bis 9 schematische Darstellungen von weiteren Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit einem Fahrzeugsitz,

10 und 11 eine weitere schematische Ausführungsform in Verbindung mit einer Türinnenverkleidung einer Fahrzeugtür,

12 eine weitere Ausführungsform in Verbindung mit einem Frontend eines Kraftfahrzeugs,

13 eine weitere Ausführungsform in Verbindung mit einer Säulenverkleidung eines Kraftfahrzeugs,

14 schematisch eine weitere Ausführungsform in Verbindung mit einem Überrollbügel eines Kraftfahrzeugs,

15 schematisch eine weitere alternative Ausführungsform in Verbindung mit einer Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeugs,

16 schematisch ein Vorderwagenkonzept unter Verwendung von Kniehebelanordnungen zur Ausbildung diverser Lastpfade und Energieabsorptionsbereiche,

17 und 18 schematisch die Verwendung einer Kniehebelanordnung zur Verlagerung eines Frontend-Querträgers,

19 und 20 schematisch eine Längsträgeranordnung in einem Vorderwagenbereich eines Kraftfahrzeugs, und

21 eine zu der Ausführungsform der 19 und 20 alternative Ausführungsform einer Längsträgeranordnung im Vorderwagenbereich eines Kraftfahrzeugs.

In 1 ist schematisch eine Prinzipskizze der Funktionsweise einer Bauteilaufwölbung mittels einer Kniehebelanordnung gezeigt. Auf der linken Seite der 1 ist das aufzuwölbende Bauteil 3 zwischen zwei als Einspannstellen ausgebildete Lagerstellen 1 und 2 eingespannt. In dieser Grundposition weist das Bauteil 3 eine im Wesentlichen gestreckte Form auf. Gegebenenfalls können hier die beiden Lagerstellen 1 und 2 so voneinander beabstandet sein, dass das Bauteil 3 in die gewünschte Wölbungsrichtung leicht vorgewölbt ist. Wird nunmehr, wie dies auf der rechten Seite der 1 dargestellt ist, die Lagerstelle 1 relativ zur zweiten Lagerstelle 2 auf diese zu verlagert, dann wird das Bauteil 3 als „Knie" in seine gewölbte bzw. ausgebeulte Form überführt. Im Beispiel der 1 ist die zweite Lagerstelle 2 ortsfest ausgebildet. Es ist genauso gut möglich, die erste Lagerstelle ortsfest auszubilden und die zweite Lagerstelle dann entsprechend verlagerbar zu gestalten, was hier allerdings nicht dargestellt ist. Ebenso ist es auch möglich, beide Lagerstellen 1 und 2 aufeinander zuzubewegen, um das Bauteil aufzuwölben, wie dies in der 2 schematisch dargestellt ist.
Durch die Aufwölbung des Bauteils wird, was den 1 und 2 deutlich entnommen werden kann, ein deutlich längerer Deformationsweg zur Verfügung gestellt als dies bei der gestreckten Position des Bauteils 3 der Fall ist, was vorteilhaft für die Energieumsetzung bei z. B. Aufprallsituationen verwendet werden kann.
In den 3 und 4 ist eine erste Ausführungsform einer Sicherheitseinrichtung gezeigt, die Bestandteil einer Fahrzeugtür 4 ist, bei der das aufzuwölbende Bauteil durch eine Außenhaut der Fahrzeugtür 4 gebildet ist. Dieser Außenhaut 5 ist türkörperseitig eine verlagerbare Lagerstelle 6 zugeordnet, die in der in der 3 gezeigten Grundstellung am oberen Türkastenbereich 8 angeordnet ist. Ferner ist diese Lagerstelle 6, die sich über eine vorgegebene Länge in Türlängsrichtung erstrecken kann, Bestandteil einer Seilzugeinrichtung 7, die ein Zugseil 9 aufweist, das mit einem freien Ende mit der Lagerstelle 6 verbunden ist und das mittels einer z. B. pyrotechnisch aktivierbaren Aufwickeleinrichtung 10 aufgewickelt werden kann, um die Außenhaut 5, die fest mit der Lagerstelle 6 verbunden ist, aus der in der 3 gezeigten Grundposition in die in der 4 gezeigte aufgewölbte Bauteilform überzuführen. Dabei kann eine seitliche Blechverklebung an z. B. den Holmen gelöst werden, was z. B. durch einfaches Abreißen bzw. durch Trennung mittels z. B. eines integrierten Schermessers erfolgen kann. Um die Außenhaut 5 bzw. das Außenblech der Fahrzeugtür 4 in der in der 4 gezeigten Schutzposition zu halten, kann in die Seilzugeinrichtung eine Rücklaufsperre integriert sein, was hier jedoch nicht im Detail dargestellt ist. Auch kann die Aufwickelkraft so groß sein, dass diese z. B. in Verbindung mit einer elastischen Auswölbung der Außenhaut dem Bestreben der Außenhaut 5 nach Rückverformung in die in der 3 gezeigte gestreckte Form entgegenwirkt.
Die Auslösung der Pyrotechnik kann entweder mittels einer Pre-Crash-Sensorik oder aber auch durch eine andere Crash-Sensorik erfolgen.
Gegebenenfalls kann auch ein Anschlagelement vorgesehen sein, an dem die Lagerstelle 6 in der in der 4 gezeigten Schutzposition 12 anschlägt und anliegt. Bevorzugt ist die Lagerstelle 6 hierbei fahrzeugtürseitig bzw. fahrzeugseitig, z. B. in einem Holmbereich, um die Auswölbung der Fahrzeugtür-Außenhaut 5 funktionssicher gezielt und geführt durchführen zu können.
Sowohl die Aufwölbung der Außenhaut 5 als auch das Halten dieser Außenhaut 5 in der in der 4 gezeigten Schutzposition 5 kann dabei mittels eines vorzugsweise pyrotechnisch aktivierbaren Airbags 13 unterstützt werden, der vorzugsweise gleichzeitig mit der Aktivierung der pyrotechnischen Seilzugeinrichtung 7 aktiviert wird.
Dadurch wird eine insgesamt versteifte Seitenstruktur erhalten unter gleichzeitiger Verlängerung des Deformationsweges, wobei durch Verwendung von z. B. hochfestem Stahl gleichzeitig auch die Steifigkeit und die Energieaufnahme noch weiter erhöht werden können. Die Steifigkeit kann auch durch den Hub zwischen der oberen und unteren Befestigungsstelle bzw. Lagerstelle eingestellt werden, was insbesondere auch adaptiv in Abhängigkeit von der Kollisionsschwere und/oder einem Kollisionshindernis erfolgen kann. Dies gilt für alle Anwendungsfälle und ist nicht auf das zuvor beschriebene Beispiel beschränkt. Gegebenenfalls müsste für diesen Fall auch die untere Außenhaut-Befestigungsstelle 14 im Bereich der Seilzugeinrichtung 7 crashaktiv insbesondere pre-crash-aktiv einstellbar sein.
Alternativ zu der hier dargestellten Unterstützung mittels einem Airbag 13 können auch andere Maßnahmen getroffen werden, so z. B. die Verwendung von ausziehbaren Teleskopstangen mit Rücklaufsperren bzw. verschwenkbare Stäbe, die in der Art der in der 16 dargestellten Kniehebelanordnungen ausgebildet sind, d. h., dass anstelle des Bauteils 3 dann zwei hier nicht dargestellte Stäbe in einem mittleren Kniebereich miteinander gelenkig verbunden werden und dieser Kniebereich in Richtung auf die ausgewölbte Außenhaut zuverlagert wird.
Die Kraftweiterleitung in der Fahrgastzelle kann, wie dies in der 5 schematisch dargestellt ist, auch durch pre-crash-aktive Fahrzeugsitze 15 optimiert werden. Diese koppeln z. B. unter der Sitzschale im Kniebereich z. B. durch Federn 17 oder aber auch pyrotechnisch an die Fahrzeugtür und/oder den Tunnel an beiden Seiten an. Dadurch wird insgesamt ein günstiger Lastpfad in Fahrzeugquerrichtung durch das ganze Fahrzeug hindurch bis zur gegenüberliegenden Fahrzeugtüre 16 geschaffen. Mit einer derartigen Maßnahme kann z. B. auch in Verbindung mit einem Sitzversatz eine Versteifung der Fahrgastzelle erreicht werden. Die Federn 17 sind hier lediglich beispielhaft mit kolbenartig verstellbaren Abstütz- bzw. Energieabsorptionselementen 18 gekoppelt, mittels denen konkret die Ankopplung erfolgt. Auch hier kann die Aktivierung z. B. pyrotechnisch erfolgen.
Dieses hier in Verbindung mit der Fahrzeugtür dargestellte Prinzip kann grundsätzlich auch zur Verstellung von Sitzrampen, Polstern, Armlehnen, Lehnenkonturen, seitlichen Sitzwangen, aktiven Stoßfängerkonturen (z. B. Stoßfängerabdeckung für den Fußgängerschutz oder Frontendkontur), zur Veränderung der Hauben, der Dachkontur und von Hecksteifigkeiten verwendet werden, was anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert wird:
So kann z. B., wie dies in der 6 in Verbindung mit einer Fronthaube 19 dargestellt ist, ein Haubenoberblech 20 durch Verlagerung einer Lagerstelle 21 in der zuvor gezeigten Weise ausgebeult bzw. ausgewölbt werden, so dass der Abstand zu darunterliegenden Aggregaten und Bauteilen vorteilhaft erhöht wird. Beispielsweise kann eine derartige Fronthaube als CFK-Haube oder nahtlose Kunststoffhaube ausgebildet sein.
Wie dies in den 7 bis 9 weiter dargestellt ist, können mittels einer derartigen Kniehebelanordnung auch Seitenwangen 22 von Sitzlehnen 27 bzw. Seitenwangen 23 von Sitzteilen 28 von Fahrzeugsitzen 26 ausgefahren werden, damit diese z. B. zur Seite hin eine Rückhaltefunktion ausbilden bzw. auch eine Schutzfunktion ausüben, insbesondere auch durch Ankoppeln des Insassen vor dem Crash an entsprechende Bauteile des Fahrzeuginnenraums bzw. des Fahrzeugaufbaus. Es erfolgt hier somit eine vorteilhafte Ankopplung von Lastpfaden vor dem Crash, die während des normalen Fahrbetriebs entkoppelt sind.
Wie dies den 8a und 8b zu entnehmen ist, können mittels diesem Prinzip auch aktive Kopfstützen 24 ausgebildet werden bzw. aktive Sitzrampen 25. Hierzu sind an der Kopfstütze 24 bzw. im Sitzteil 28 entsprechende verlagerbare Bauteile 29, 30 vorgesehen, die die Sitzteiloberfläche bzw. die Kopfstützenlehnenoberfläche wenigstens bereichsweise aufwölben.
In den 10 und 11 ist eine weitere alternative Ausführungsform in Verbindung mit einer Fahrzeugtür 31 gezeigt, bei der durch Verlagerung einer entsprechenden Lagerstelle 32, die fest mit einem Endbereich einer Türinnenverkleidung 33 verbunden ist, eben diese Türinnenverkleidung 33 ausgewölbt werden kann, wie dies in der 11 schematisch dargestellt ist. Damit eine Armlehne 34 die Aufwölbung der Türinnenverkleidung 33 nicht behindert ist, in der Türinnenverkleidung 33 eine entsprechende Ausnehmung 35 vorgesehen. Zudem ist, wie dies den 10 und 11 weiter entnommen werden kann, die Kniehebelanordnung hier so ausgebildet, dass eine mit der Lagerstelle 32, z. B. über eine Stange, insbesondere eine Gelenkstange 36, verbundene weitere Lagerstelle 37, die fest mit der Armlehne 34 verbunden ist, beim Übergang von der in der 10 gezeigten Grundposition in die in der 11 gezeigten Schutzposition so in Richtung Türaußenseite verlagert wird, dass gleichzeitig die Armlehne 34 nach innen in den Türkörper 38 hineinverlagert wird. Durch diese nach innen gerichtete Verlagerung wird gleichzeitig die Fahrzeugtür 31 insgesamt innen verstärkt. Um die Wanderung der Lagestelle 37 nach innen in den Türkörper 37 hin bei der Verlagerung der Lagerstelle 32 funktionssicher zu gewährleisten, ist vorteilhaft noch eine weitere Stange, insbesondere eine Gelenkstange 39 zwischen der Lagerstelle 37 und einer türfesten Lagerstelle 40 vorgesehen. Grundsätzlich können jedoch auch separate Maßnahmen bzw. Bauteile vorgesehen, mittels denen unabhängig von einer Verlagerung der Lagerstelle 32 eine nach innen gerichtete Verlagerung der Armlehne 34 ermöglicht wird.
Wie 11 zeigt, kann die Auswölbung hier vorteilhaft so erfolgen, dass die Armlehne auch ohne deren Verlagerung nach innen vorteilhaft überbrückt werden kann.
Dieses Prinzip ist grundsätzlich auch zur Abstützung der z. B. Knie an einer Instrumententafel und/oder an einer Lehne eines Fahrzeugsitzes möglich.
An dieser Stelle sei auch nochmals grundsätzlich herausgehoben, dass das auszuwölbende Bauteil- bzw. Beulelement dabei auch so ausgelegt sein kann, dass es als reversible Maßnahmen nur elastisch deformiert und für eine bestimmte vorgegebene Zeit in der ausgebeulten bzw. aufgewölbten Stellung gehalten wird, was z. B. bei einer möglichen Fehlauslösung von Vorteil ist.
In der 12 ist eine weitere alternative Ausführungsform in Verbindung mit einem Fahrzeugfrontend 41 gezeigt, bei der hier beispielhaft ein das obere Frontende bildende vorderer Haubenkantenbereich 42 einer Fronthaube 43 durch entsprechende Verlagerung einer Lagerstelle 44 als Befestigungsbereich ausgewölbt wird. Analoges findet in Verbindung mit einer Lagerstelle 45 bei dieser Ausführungsform im Bereich eines Spoilers 46 statt, bei dem eine vordere Spoilerkante entsprechend aufgewölbt wird, so dass im in der 12 dargestellten aktivierten Zustand der Sicherheitseinrichtung oberhalb und unterhalb eines Stoßfängers 47 bzw. eines Stoßfängerüberzuges eine entsprechende aufgewölbte Struktur am Fahrzeugfrontend 41 für eine vorteilhafte Energieabsorption ausgebildet wird.
In der 13 ist lediglich äußerst schematisch und beispielhaft eine weitere Ausführungsform in Verbindung mit einer A-Säulenabdeckung 48 gezeigt, bei der ebenfalls durch Verlagerung einer Lagerstelle 49 eine Aufwölbung der A-Säulenabdeckung 48 erreichbar ist. Gleiches ist selbstverständlich auch mit innenraumseitigen Verkleidungsteilen möglich.
In der 14 ist eine weitere alternative Ausführungsform in Verbindung mit einem Überrollbügel 50 gezeigt, bei dem durch entsprechende Verlagerung der Lagerstellen 51, 52 ein Dachblech 53 des Überrollbügels 50 nach oben ausgewölbt wird. Anstelle eines derartigen integralen Dachblechs 53 kann aber auch eine separate Zusatzblech-Struktur vorgesehen sein. Beide Maßnahmen gemeinsam ist, dass zur Optimierung des c_w-Wertes diese im normalen Fahrbetrieb flach auf dem oberen Ende des Überrollbügels 50 befestigt und angeordnet sein müssen. Grundsätzlich wäre es in Verbindung mit einer derartigen Lösung auch möglich, das Dachblech 53 bzw. eine Zusatzblech-Struktur zur Erhöhung der Dachsteifigkeit unabhängig von einer Kollision des Fahrzeugs verstellbar zu machen, um z. B. bei einer zusätzlichen Dachlast die Dachsteifigkeit zu erhöhen. In diesem Ausführungsbeispiel sind hier beispielhaft zwei aufwölbbare Blechbereiche vorgesehen.
In der 15 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der mittels hier beispielhaft zweier an einem Stoßfängerquerträger 54 angeordneter Aufwölb-Strukturen eine Stoßfängerabdeckung 57 nach vorne verlagert werden kann, was z. B. in Verbindung mit einem Fußgängeraufprall eine bevorzugte Maßnahme darstellen kann. Die Aufwölb-Struktur wird hier vorzugsweise durch in den Stoßfängerquerträger 54 integrierte Bauteile gebildet, denen hier beispielhaft die Lagerstellen 58 und 59 zugeordnet sind, die entlang einer Führungseinrichtung 60 gezielt verlagerbar sind. Diese Verlagerung der Lagerstellen 58, 59 erfolgt beispielsweise, wie dies bereits zuvor ausführlich erläutert worden ist, durch eine Pre-Crash-Sensorik in Verbindung mit einer pyrotechnischen Einrichtung. Grundsätzlich ist es in Verbindung mit einer derartigen Funktion selbstverständlich auch ausreichend, dass lediglich eine einzige Aufwölb-Struktur vorgesehen ist, die sich dann über einen größeren Teilbereich des Stoßfängerquerträgers bzw. gegebenenfalls sogar über den gesamten Stoßfängerquerträger erstreckt.
In der 16 ist beispielhaft ein Vorderwagenkonzept mit mehreren Kniehebelanordnungen gezeigt, bei dem mittels mit einer Kniehebelanordnung aufgewölbten Bauteilen bzw. mit separaten durch zwei Gelenkstangen gebildeten Kniehebeln gewünschte Lastpfade ausgebildet werden bzw. an bestimmte Bauteile angekoppelt wird bzw. Deformationsstrukturen mit längeren Deformationswegen ausgebildet werden. So ist hier ein Kühler 62 vorgesehen, dessen einem Stoßfängerquerträger 65 zugeordnete, vordere Kühlerwand 66 wenigstens einen, hier beispielhaft zwei ausgewölbte Bereiche ausbilden kann, die bei einem Frontalaufprall und bei einer Verlagerung des Stoßfängerquerträgers in Richtung Kühler 62 zur Energieabsorption an den Stoßfängerquerträger 65 ankoppeln. In Verbindung mit einem an einen Längsträger 63 angeschlossenen Pralltopf 64 kann ebenfalls auf beiden Seiten des Vorderwagens eine Kniehebelanordnung 68 vorgesehen sein, die durch drei Lagerstellen 69, 70, 71 sowie zwei Gelenkstangen 72 und 73 gebildet ist. Diese Kniehebelanordnungen 68 sind jeweils so angeordnet und ausgebildet, dass in der in der 16 mit ausgezogenen Linien dargestellten, noch nicht verlagerten Stoßfängerquerträgerposition diese Kniehebelanordnung gestreckt ist und bei in Richtung auf den Kühler 62 zu verlagertem Stoßfängerquerträger 65 nach außen gebeugt wird, so dass hiermit z. B. bei einer geringen Überdeckung des Hindernisses eine Abgleitung unterstützt werden kann.
Zur bei einem insbesondere Frontalaufprall Ankopplung des Kühlers 62 an eine Brennkraftmaschine 67 kann zwischen einer Kühlerrückwand und der Brennkraftmaschine 67 eine analog zur Kniehebelanordnung 68 aufgebaute Kniehebelanordnung 74 vorgesehen sein. Im Unterschied zur Kniehebelanordnung 68 werden bei der Kniehebelanordnung 74 jedoch beide äußere Lagerstellen aufeinander zu verlagert. Auch hier wäre jedoch grundsätzlich lediglich die Verlagerung einer dieser beiden äußeren Lagerstellen ausreichend. Zur Ankopplung eines Tunnels 76 an eine Brennkraftmaschine 67 ist eine entsprechend der Kniehebelanordnung 74 ausgebildete Kniehebelanordnung 75 vorgesehen, bei der hier lediglich beispielhaft ebenfalls beide äußeren Lagerstellen aufeinander zu verlagert werden. Besonders bevorzugt erfolgt die Ankopplung der Aggregate vor einer Kollision bzw. bei den weiter hinten liegenden Ankopplungen gegebenenfalls auch während der Kollision. Die einzelnen Kniehebelanordnungen dienen somit entweder als Beul- oder Stabelemente zur Energieabsorption und Kraftbegrenzung.
In den 17 und 18 ist eine im Bereich eines Vorderwagens 77 angeordnete beidseitige Kniehebelanordnung 78, 79, die vom Aufbau her denjenigen der 16 entspricht, vorgesehen. Diese Kniehebelanordnungen sind zwischen einem an Längsträger 80 anschließenden Stoßfängerquerträger 81 und einer Stoßfängerstruktur 82, insbesondere einem Stoßfängerüberzug angeordnet. Im Falle einer mittels einer Pre-Crash-Sensorik ermittelten drohenden Kollision des Vorderwagens 77 mit einem Kollisionsgegner können Kniehebelanordnungen 78, 79 aus ihrer in der 17 gebeugten Stellung in die in der 18 gezeigte gestreckte Stellung überführt werden, so dass die Stoßfängerstruktur 82 zur Verlängerung des Vorderwagens in Richtung des Pfeils 83 nach vorne verlagert wird. Grundsätzlich kann ein derartiger Aufbau aber auch in umgekehrter Weise zur Fahrzeugverkürzung verwendet werden, z. B. in Verbindung mit einem Einparken.
Mittels der einzelnen Stangen der Kniehebelanordnungen 78, 79, die in der gestreckten Position in etwa in Längsrichtung und damit in Längsträgerrichtung ausgerichtet sind, ist eine weitere zusätzliche vorteilhafte Energieabsorption möglich.
In den 19 und 20 ist eine weitere alternative Ausführungsform eines Vorderwagens 84 gezeigt, die hier einen oberen Längsträger 85 und einen unteren Längsträger 86 umfasst. An den oberen Längsträger 85 ist ein Pralltopf 87, insbesondere AZT-Topf angeschlossen. Der untere Längsträger 86 ist gelenkig an einem Fahrschemel 88 angelenkt und in Richtung zum Pralltopf 87 winklig nach oben in den Bereich des oberen Längsträgers 85 geführt und dort mittels einem hier nicht im Detail dargestellten Verriegelungselement 89 lösbar verriegelt. Ferner ist hier zwischen einem Stoßfängerquerträger 90 und einem vorderen freien Längsträgerende 91 eine Stange 92 vorgesehen, insbesondere eine Gelenkstange, die gelenkig am Stoßfängerquerträger 90 und am vorderen, freieren Längsträgerende 91 angelenkt ist. Die Stange 92 liegt dabei in etwa in geradliniger Verlängerung des unteren Längsträgers 86. Eine derartige winklige Anstellung des unteren Längsträgers 86 ist insbesondere z. B. für eine größere Bodenfreiheit eines Fahrzeuges, z. B. in Verbindung mit Geländefahrzeugen, erforderlich.
Wie dies lediglich äußerst schematisch und beispielhaft in der 20 dargestellt ist, wird durch eine kollisionsbedingte Rückverlagerung des Stoßfängerquerträgers 90 und einer Deformation des Pralltopfs 87 in Richtung zum oberen Längsträger 85 hin, was z. B. im Falle einer Kollision der Fall sein kann, über die Stange 92 das Verriegelungselement 89 entriegelt und damit die Verlagerung des unteren Längsträgers 86 bzw. dessen nach unten Verschwenken freigegeben. Die Stange 92 stellt in der in der 20 dargestellten abgeschwenkten Position des unteren Längsträgers eine in etwa vertikale Verbindung zwischen den beiden Längsträgern her.
Insgesamt wird mit dieser Maßnahme crash-aktiv eine untere Lastebene gebildet, die z. B. die Geometriekompatibilität unterschiedlich hoher Fahrzeuge gewährleistet. Im normalen Fahrbetrieb ist der untere Längsträger somit am oberen so verriegelt, dass die Bodenfreiheit nicht beeinträchtigt wird. Selbstverständlich kann die Positionierung des unteren Längsträgers 86 auch bereits vor dem eigentlichen Crash erfolgen.
In der 21 ist schließlich eine vom Prinzip her der Ausführungsform der 19 und 20 ähnliche Ausführungsform eines Vorderwagens 93 gezeigt, so dass gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen worden sind. Im Unterschied zur Ausführungsform der 19 und 20 ist hier die Stange 94 längsträgerseitig in Richtung Fahrgastzelle hin verlagert gelenkig angebunden, was Packagevorteile mit sich bringt. Die Anlenkstelle 95 am oberen Längsträger 85 wird z. B. in Verbindung mit einer Pre-Crash-Sensorik bei einer bevorstehenden Kollision in Richtung Pralltopf 87 nach vorne verlagert und dadurch das Abschwenken des unteren Längsträgers 86 bewirkt. Durch die hier sehr flache Bauweise wird der Ein- und Aussteigekomfort nicht reduziert und der normale Fahrbetrieb nicht beeinträchtigt.

1: Lagerstelle
2: Lagerstelle
3: Bauteil
4: Fahrzeugtür
5: Außenhaut
6: Lagerstelle
7: Seilzugeinrichtung
8: Türkastenbereich, oberer
9: Zugseil
10: Aufwickeleinrichtung
11: Grundposition
12: Schutzposition
13: Airbag
14: Außenhaut-Befestigungsstelle
15: Fahrzeugsitze
16: Fahrzeugtüre
17: Federn
18: Energieabsorptionselemente
19: Fronthaube
20: Haubenoberblech
21: Lagerstelle
22: Seitenwangen
23: Seitenwangen
24: Kopfstütze
25: Sitzrampe
26: Fahrzeugsitz
27: Sitzlehne
28: Sitzteil
29: Bauteil
30: Bauteil
31: Fahrzeugtür
32: Lagerstelle
33: Türinnenverkleidung
34: Armlehne
35: Ausnehmung
36: Stange
37: Lagerstelle
38: Türkörper
39: Stange
40: Lagerstelle
41: Frontend
42: Fronthaubenkantenbereich
43: Fronthaube
44: Lagerstelle
45: Lagerstelle
46: Spoiler
47: Stoßfänger
48: A-Säulenabdeckung
49: Lagerstelle
50: Überrollbügel
51: Lagerstelle
52: Lagerstelle
53: Dachblech
54: Stoßfängerquerträger
55: Aufwölb-Struktur
56: Aufwölb-Struktur
57: Stoßfängerabdeckung
58: Lagerstelle
59: Lagerstelle
60: Führungseinrichtung
61: Vorderwagen
62: Kühler
63: Längsträger
64: Pralltopf
65: Stoßfängerquerträger
66: Kühlerwand
67: Brennkraftmaschine
68: Kniehebelanordnung
69: Lagerstelle
70: Lagerstelle
71: Lagerstelle
72: Gelenkstange
73: Gelenkstange
74: Kniehebelanordnung
75: Kniehebelanordnung
76: Tunnels
77: Vorderwagen
78: Kniehebelanordnung
79: Kniehebelanordnung
80: Längsträger
81: Stoßfängerquerträger
82: Stoßfängerstruktur
83: Pfeil
84: Vorderwagen
85: oberer Längsträger
86: unterer Längsträger
87: Pralltopf
88: Fahrschemel
89: Verriegelungselement
90: Stoßfängerquerträger
91: vorderes, freies Längsträgerende
92: Stange
93: Vorderwagen
94: Stange
95: Anlenkstelle

Claims

Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bauteil, das im Falle der Aktivierung der Sicherheitseinrichtung mittels einer Verlagerungseinrichtung von einer Grundposition in eine Schutzposition verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungseinrichtung als Kniehebelanordnung ausgebildet ist, mittels der das in der Grundposition eine in etwa gestreckte Form aufweisende Bauteil in eine in der Schutzposition gewölbte Bauteilform überführbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil integraler Bestandteil der Kniehebelanordnung ist dergestalt, dass ein aufzuwölbender Bereich des Bauteils als Wölbungs- bzw. Kniebereich zwischen zwei beabstandeten Befestigungsbereichen der Kniehebelanordnung gelagert und/oder eingespannt ist, wobei wenigstens einer der beiden Befestigungsbereiche als Lagerstelle ausgebildet ist, die zur Aufwölbung des Wölbungsbereichs verlagerbar ist, insbesondere in Richtung auf den anderen Befestigungsbereich bzw. die andere Lagerstelle zu verlagerbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine verlagerbare Lagerstelle Bestandteil einer Führungseinrichtung ist, mittels der die Lagerstelle geführt von deren Grundstellung in deren Wölbstellung verlagerbar und dort haltbar ist, insbesondere für eine vorgegebene Zeitdauer haltbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung als Seilzugeinrichtung, insbesondere mit Rücklaufsperre, ausgebildet ist, die ein Zugseil aufweist, mittels dem die jeweilige Lagerstelle in die Wölbstellung verlagerbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung in der Art einer Zylinder-Kolben-Einrichtung, insbesondere mit Rücklaufsperre, ausgebildet ist, mittels deren Kolben die jeweilige Lagerstelle in die Wölbstellung verlagerbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung und damit die Sicherheitseinrichtung in Abhängigkeit von einem Aktivierungssignal, insbesondere einem Crash- oder Pre-Crash-Signal, aktivierbar, insbesondere pyrotechnisch aktivierbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als flächiges, insbesondere großflächiges Bauteil ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil durch einen Teilbereich der Fahrzeugaußenhaut gebildet ist, insbesondere durch eine Türaußenhaut (5) und/oder durch einen Kotflügel-Außenhautbereich und/oder eine Fronthaube (20) und/oder einen Frontend-Außenhautbereich (42, 46), insbesondere einen oberen Frontend-Außenhautbereich und/oder vorderen Haubenkantenbereich und/oder einen Stoßfängerüberzug und/oder einen Spoilerbereich, und/oder einen Säulen-Außenhautbereich (48) und/oder einen Dach-Außenhautbereich und/oder einen Heckend-Außenhautbereich gebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil durch ein Innenverkleidungsteil gebildet ist, insbesondere durch eine Türinnenverkleidung (33) und/oder eine Instrumententafel und/oder eine Sitzlehnenverkleidung und/oder eine Säulenverkleidung und/oder einen Dachhimmel gebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Türinnenverkleidung (33) so aufwölbbar ist, dass diese eine an der Türinnenseite angeordnete Armlehne (34) überwölbt.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebelanordnung und die Armlehne (34) so ausgebildet sind, dass die Armlehne bei einer Betätigung der Kniehebelanordnung zur Aufwölbung der Türinnenverkleidung (33) gleichzeitig nach innen in den Türkörper (38) hinein verlagerbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil seitlich in eine Sitzlehne und/oder ein Sitzteil integriert ist und im aktivierten, aufgewölbten Zustand eine Sitzlehnenseitenwange (22) und/oder eine Sitzteilseitenwange (23) ausbildet.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil in eine Kopfstütze (24) und/oder ein Sitzteil (28) so integriert ist, dass dieses im aktivierten, aufgewölbten Zustand eine aktive Kopfstütze (24) und/oder eine aktive Sitzrampe (25) ausbildet.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil Bestandteil eines Überrollbügels (50) ist, insbesondere in Form eines integrierten oder zusätzlichen Blech-Bauteils.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil durch eine Kühlerwand (66) eines Kühlers (62) und/oder durch eine Spritzwand gebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil in der Schutzposition in Richtung auf eine Hauptaufprallkraftkomponente zu gewölbt ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung eines Lastpfades vorgegebene weitere Fahrzeugbauteile crash- oder pre-crashaktiv an das gewölbte Bauteil, insbesondere mechanisch und/oder pyrotechnisch aktiviert, ankoppelbar sind, vorzugsweise durch Verlagerung entsprechender Ankopplungsmittel, insbesondere von mittels einem Energiespeicher gekoppelter Prallelemente und/oder Energieabsorptionselemente.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels der Kniehebelanordnung zu wölbende Bauteil ein Verlagerungselement zur Verlagerung eines weiteren Bauteils, insbesondere einer Stoßfängerabdeckung (57), ausbildet.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem zu wölbenden Bauteil Mittel zugeordnet sind, die die Auswölbung des Bauteils mittels der Kniehebelanordnung unterstützen und/oder die das Bauteil in der gewölbten Form halten.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch wenigstens einen Airbag (13) gebildet sind, der vorzugsweise gleichzeitig mit der Kniehebelanordnung aktiviert wird.
Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bauteil, das im Falle der Aktivierung der Sicherheitseinrichtung, insbesondere zur Verlängerung eines Vorderwagens oder eines Heckbereichs, mittels einer Verlagerungseinrichtung von einer Grundposition in eine Schutzposition verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungseinrichtung als Kniehebelanordnung (78, 79) ausgebildet ist, die in der Grundposition gebeugt und in der Schutzposition gestreckt ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil durch ein Fahrzeugfrontend oder einen Bestandteil davon, insbesondere einen Stoßfängerüberzug (82) gebildet ist.
Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem im Vorderwagenbereich oder Heckbereich angeordneten oberen und unteren Längsträger sowie mit einem dem Längsträger vorgeschaltetem Querträger, insbesondere einem Stoßfängerquerträger, wobei ggf. zwischen dem Querträger (90) und dem oberen Längsträger (85) ein Energieabsorptionselement (87) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Längsträger (86), der vorzugsweise mit einem hinteren Ende vorzugsweise an einem Fahrschemel (88) oder einer Fahrgastzelle gelenkig im Bereich einer unteren Längsträgerebene angebunden ist, winklig nach vorne oben in Richtung zum oberen Längsträger (85) geführt ist und an diesem bzw. am Querträger (90) unter Zwischenschaltung einer Stange, insbesondere einer Gelenkstange (92; 94) angekoppelt ist dergestalt, dass bei einer Aktivierung der Sicherheitseinrichtung der untere Längsträger (86) mittels der Gelenkstange (92; 94) nach unten abschwenkbar ist zur Ausbildung eines unteren Längsträgerlastpfades.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkstange (92) so am Querträger (90) angebunden, insbesondere angelenkt ist, dass deren Anbindungspunkt bei einer Deformation des Energieabsorptionselements (87) in Richtung auf den Längsträger (85) zu verlagert wird, wodurch die Stange (90) so verschwenkt wird, dass der untere Längsträger (86) abgeschwenkt wird.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkstange (94) am oberen Längsträger (85) angebunden, insbesondere angelenkt ist, dass deren Anbindungspunkt (95) pre-crashgesteuert so verlagert wird, dass die Gelenkstange (94) den unteren Längsträger (85) abschwenkt.