DE102006012459A1

DE102006012459A1 - Sicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE102006012459A1
Application number: DE200610012459
Authority: DE
Inventors: Gerd-Peter Schmieder; Klaus Ries-Mueller; Udo Schulz; Uwe Bauer; Frank Niewels; Eveline-Johanna Fackelmann; Thomas Berroth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-20
Also published as: FR2898567A1; ITMI20070509A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung (1) zum Schutz von Personen vor Bruchstücken (3) einer zerborstenen Scheibe (2), insbesondere in einem Fahrzeug, mit mindestens einer Druckmittelquelle (6, 17, 19), die mit mindestens einer im Bereich einer Scheibe (2), insbesondere einer Glasscheibe, angeordneten Druckmittelauslassöffnung (12) verbunden ist sowie mit einem Steuergerät (14) zum Auslösen eines Druckmittelstroms (5) in Richtung Scheibe (2) für den Fall des Eintritts mindestens einer Auslösebedingung.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Personen vor Bruchstücken einer zerborstenen Scheibe sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Sicherheitseinrichtung.

Die Frontscheiben von Fahrzeugen bestehen meist aus Verbund-Sicherheitsglas. Derartige Scheiben bestehen in der Regel aus zwei Flachglasscheiben und einer Zwischenschicht, meist aus reißfester Polyvinyl-Butyral-Folie. Teilweise werden auch transparente Kunststoffzwischenschichten oder Zwischenschichten aus Gießharzen eingesetzt. Ein weiteres Einsatzgebiet des bekannten Verbund-Sicherheitsglases ist die Überkopfverglasung sowie die Brüstungsverglasung in Gebäuden und Bauwerken. Bei einer, insbesondere mechanischen, Überlastung, beispielsweise durch einen Steinschlag, brechen zwar die Glasscheiben, die Bruchstücke haften jedoch an der Zwischenschicht. Durch die Splitterbindung wird die Verletzungsgefahr von hinter der Scheibe befindlichen Personen reduziert. Nachteilig ist die aufwändige Fertigung solcher Verbund-Sicherheitsglasscheiben und die damit verbundenen hohen Kosten.

Weiterhin ist es bekannt, so genanntes Einscheiben-Sicherheitsglas einzusetzen. Dieses besitzt eine hohe Biege-, Schlag- und Stoßfestigkeit. Im Bruchfall zerfällt es in kleine, lose zusammenhängende Bruchstücke, wodurch die Verletzungsgefahr von hinter der Scheibe befindlichen Personen reduziert wird. Ein Einsatz von Einscheiben-Sicherheitsglas als Frontscheibe in Kraftfahrzeugen birgt jedoch eine zu hohe Gefahr für die Fahrzeuginsassen, da die Bruchstücke vom Fahrtwind mit hoher Geschwindigkeit in den Fahrzeuginnenraum beschleunigt werden können.

Offenbarung der Erfindung

Technische Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Sicherheitseinrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht, auch Einscheiben-Sicherheitsglas oder Normalglas in Bereichen erhöhter Personengefährdung einzusetzen.

Technische Lösung

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde mittels einer Sicherheitseinrichtung die Bruchstücke einer zerberstenden Scheibe aus den für hinter der Scheibe befindlichen Personen kritischen Bereichen durch Beaufschlagen mit einem Druckmittelstrom, insbesondere einem Druckluftstrom, wegzublasen. Hierfür ist erfindungsgemäß mindestens eine Druckmittelquelle vorgesehen, die über mindestens eine Druckmittelleitung mit mindestens einer im Bereich der Scheibe angeordneten Druckmittelauslassöffnung verbunden ist. Wird von einem mit einem Steuergerät verbundenen Sensor eine Auslösebedingung, insbesondere das Reißen oder Splittern der Scheibe, detektiert, wird von dem Steuergerät ein Druckmittelstrom von der Druckmittelquelle durch die Druckmittelauslassöffnungen in Richtung Scheibe ausgelöst. Dies kann beispielsweise durch das Öffnen eines Ventils zwischen Druckmittelquelle und Druckmittelauslassöffnung realisiert werden.

Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung eignet sich insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, wobei in diesem Fall die mindestens eine Druckmittelauslassöffnung im Fahrzeuginnenraum im Bereich hinter der Frontscheibe angeordnet ist. Bevorzugt sind eine Vielzahl von Druckmittelauslassöffnungen, insbesondere nebeneinander in Reihe angeordnet. Bevorzugt sind die Druckmittelauslassöffnungen im Armaturenbrett unterhalb der Frontscheibe eingebracht. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar an den Seitenbereichen der Scheibe und/oder oberhalb der Scheibe Druckmittelauslassöffnungen vorzusehen. Durch den durch die Druckmittelauslassöffnungen ausströmenden Druckmittelstrom werden kleine Glassplitter sowie größere Bruchstücke aus den kritischen Bereichen der Fahrgastzelle nach außen weggeblasen. Hierdurch ist es möglich, als Frontscheibe beispielsweise Einscheiben-Sicherheitsglas einzusetzen. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung kann zusätzlich oder alternativ auch bei den Seitenscheiben oder der Heckscheibe sowie einer Überkopfverglasung eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet sind Omnibusse oder Züge, bei denen die Fahrgäste durch die Sicherheitseinrichtung vor Bruchstücken einer zerborstenen bzw. zerberstenden Scheibe geschützt werden können. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung eignet sich darüber hinaus auch zum stationären Einsatz, beispielsweise in Gebäuden und Bauwerken, insbesondere unterhalb einer Überkopfverglasung oder im Bereich einer Brüstungsverglasung.

Als Druckmittelquelle können verschiedene Einrichtungen genutzt werden. Bevorzugt ist als Druckmittelquelle ein Druckluftspeicher vorgesehen. Dieser ist insbesondere über mindestens ein von dem Steuergerät zu öffnenden Ventil mit der Druckmittelauslassöffnung bzw. den Druckmittelauslassöffnungen verbunden. Der Druckluftspeicher ist bevorzug mit einem Luftkompressor zum Auffüllen und Nachfüllen des Druckluftspeichers verbunden. Bevorzugt wird hierfür ein Luftkompressor einer vorhandenen Luftdruckanlage eines Fahrzeugs genutzt. Eine derartig ausgebildete Sicherheitseinrichtung eignet sich insbesondere zum Einsatz in Lastkraftwagen, Omnibussen und Zügen, da hier bereits eine Luftdruckanlage vorhanden ist.

Zusätzlich oder alternativ kann als Druckmittelquelle auch eine, insbesondere austauschbare, Druckmittelpatrone vorgesehen werden. Diese sollte aus Sicherheitsgründen nach dem Ablauf eines Verfallsdatums überprüft bzw. ausgetauscht werden.

Weiterhin ist es denkbar, zusätzlich oder alternativ als Druckmittelquelle einen Gasgenerator, beispielsweise einen Gasgenerator eines Airbags vorzusehen. Durch die Treibladung des Gasgenerators wird ein starker Druckmittelstrom erzeugt, mit dem es möglich ist, die Bruchstücke auch bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten aus dem Gefahrenbereich wegzublasen.

Zur Detektierung einer Auslösebedingung ist bevorzugt mindestens ein im Bereich oder unmittelbar an der Scheibe angeordneter Scheibenbruchsensor vorgesehen. Detektiert dieser Sensor den Bruch der Scheibe, wird von dem Steuergerät ein Druckmittelstrom ausgelöst, beispielsweise durch Zünden einer Treibladung des Gasgenerators und/oder durch Öffnen eines oder mehrerer Ventile.

Bevorzugt wird als Steuergerät das Steuergerät eines Airbags genutzt. Detektiert das Airbagsteuergerät über mit ihm verbundene Sensoren einen Fahrzeugcrash, kann zusätzlich oder alternativ zum Airbag die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ausgelöst werden. Es ist auch denkbar, lediglich die Sensoren eines Airbagsteuergerätes mit einem separaten Steuergerät für die Sicherheitseinrichtung zu verbinden.

Um einen gerichteten Druckmittelstrom zu erhalten, sind die Druckmittelauslassöffnungen bevorzugt als Düsen ausgebildet. Es ist denkbar, einzelne Düsen oder Gruppen von Düsen separat mittels des Steuergerätes anzusteuern, um in unterschiedlichen Bereichen Druckmittelströme zu erzeugen.

Bevorzugt ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass die Intensität des oder der Druckmittelströme anhand von Parametern bestimmt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Intensität in Abhängigkeit des Glasbruchverlaufs zu verändern, insbesondere die Intensität im Bedarfsfalle sprunghaft zu erhöhen. Es ist auch möglich, mittels des Steuergeräts unterschiedliche Druckmittelauslassöffnungen oder Gruppen von Auslassöffnungen derart anzusteuern, dass in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Druckmittelstromintensitäten vorherrschen. Bevorzugt sind hierfür mehrere Glasbruchsensoren in unterschiedlichen Bereichen der Scheibe angeordnet. Das Steuergerät erzeugt in Abhängigkeit der Signale der Sensoren unterschiedliche Druckverteilungen im Bereich der Scheibe.

In Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein Personenerkennungssensor vorgesehen, mit dem Personen im Bereich vor der Glasscheibe erkannt werden können. Wird von dem Personenerkennungssensor eine Person im Gefahrenbereich vor der Scheibe erkannt, so wird von dem Steuergerät die Sicherheitseinrichtung nicht ausgelöst oder der Luftstrom derart gesteuert, beispielsweise durch eine gezielte Ansteuerung bestimmter Druckauslassöffnungen, dass eine Gefährdung der detektierten Person minimiert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem mit der Druckluftanlage des Kraftfahrzeugs verbundenen Druckluftspeicher,
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Sicherheitseinrichtung mit einem Gasgenerator und
3 eine schematische Darstellung einer Sicherheitseinrichtung mit einer austauschbaren Druckluftpatrone.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist eine Sicherheitseinrichtung 1 zum Schutz von Personen vor Bruchstücken einer zerborstenen Scheibe 2, hier aus Einscheiben-Sicherheitsglas, dargestellt. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 1 eignet sich zum Einsatz mit beliebigen Gläsern aber auch mit Kunststoffscheiben.
Die Sicherheitseinrichtung 1 ist in ein Kraftfahrzeug integriert und dient zum Wegblasen von Bruchstücken 3 aus den kritischen Bereichen des Fahrzeuginnenraums 4.
Zur Erzeugung eines entsprechenden Druckmittelstroms 5 ist als Druckmittelquelle ein Druckluftspeicher 6 in der Form eines Drucklufttanks vorgesehen. Dieser ist über eine Druckluftverbindungsleitung 7 mit einem Luftkompressor 8 der Druckluftanlage des Fahrzeugs verbunden. In der Druckluftverbindungsleitung 7 ist ein Wasserabscheider 9 sowie ein Rückschlagventil 10 vorgesehen, mit dem ein Zurückströmen von Druckluft aus dem Druckluftspeicher 6 in Richtung Luftkompressor 8 vermieden wird. Mittels des Luftkompressors 8 wird der Luftdruck im Druckluftspeicher 6 konstant gehalten.
Über eine weitere Druckluftverbindungsleitung 11 ist der Druckluftspeicher 6 mit in diesem Ausführungsbeispiel sechs in Reihe geschalteten, als Düsen ausgebildeten Druckmittelauslassöffnungen 12 verbunden. Diese sind im Fahrzeuginnenraum 4 unmittelbar unterhalb der Scheibe 2 angeordnet. In die Druckluftverbindungsleitung 11 ist ein schnell schaltendes, ansteuerbares Magnetventil 13 integriert, das mit einem Steuergerät 14 verbunden ist. Das Steuergerät 14 ist wiederum mit mindestens einem Glasbruchsensor 15 verbunden. Wird von dem Glasbruchsensor 15 das Zerbersten der Scheibe 2 detektiert, so wird von dem Steuergerät 14 das Magnetventil 13 geöffnet, wodurch Druckluft aus dem Druckluftspeicher 6 zu den Druckmittelauslassöffnungen 12 strömen kann. Aus diesen tritt dann der Druckmittelstrom 5 aus, mithilfe dessen die Bruchstücke 3 der Scheibe 2 nach außen weggeblasen werden, wodurch die Gefährdung der Fahrzeuginsassen minimiert wird. Es ist denkbar, jede einzelne Druckmittelauslassöffnung 12 oder Gruppen von Druckmittelauslassöffnungen 12 über separate Magnetventile anzusteuern. Über den Öffnungsgrad des Ventils 13 kann die Intensität des Druckmittelstroms 5 in Abhängigkeit verschiedener Parameter geregelt werden. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Erzeugung der Druckwelle hinter der Scheibe 2 gestuft erfolgt. Zusätzlich oder alternativ können beispielsweise zunächst die ersten drei Druckmittelauslassöffnungen 12 mit Druckluft versorgt werden und nach einer Verzögerungszeit die restlichen Druckmittelauslassöffnungen 12.
Um zu verhindern, dass Personen, beispielsweise Fußgänger, die sich im seitlichen Bereich und vor der Scheibe 2 befinden, durch das Wegblasen der Bruchstücke 3 verletzt werden, ist ein Personenerkennungssensor 16, beispielsweise ein Radarsensor, vorgesehen, welcher ebenfalls mit dem Steuergerät 14 verbunden ist. Wird von dem Glasbruchsensor 15 ein Zerbersten der Scheibe 2 detektiert, jedoch gleichzeitig von dem Personenerkennungssensor 16 eine Person im Gefahrenbereich erfasst, wird gemäß einer ersten Alternative das Magnetventil 13 nicht geöffnet. Ebenso ist es denkbar, die Druckmittelauslassöffnungen 12 über separate Ventile derart anzusteuern, dass die Bruchstücke in eine Richtung geblasen werden, in der Person nicht getroffen werden können. Bei der Detektierung einer Person im Gefahrenbereich kann mithilfe des Steuergerätes 14 auch die Intensität des Druckmittelstroms 5 reduziert werden.
Bei der in 2 dargestellten Sicherheitseinrichtung 1 wurde auf die Darstellung der Scheibe 2 verzichtet. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung 1 eignet sich nicht nur zum Einsatz in Fahrzeugen, sondern auch für stationäre Anwendungen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist als Druckmittelquelle ein Gasgenerator 17 mit einer Treibladung vorgesehen. Der Gasgenerator 17 ist über eine Druckmittelverbindungsleitung 11 unmittelbar mit den Druckmittelauslassöffnungen 12 verbunden. Dem Gasgenerator 17 ist ein Steuergerät 14, hier ein Airbagsteuergerät, zugeordnet, das mit Sensoren 18 zur Erfassung eines Fahrzeugscrashs verbunden ist. Detektieren die Sensoren 18 einen Fahrzeugcrash, wird die Treibladung des Gasgenerators 17 von dem Steuergerät 14 gezündet, wodurch ungiftiges Druckgas durch die Druckluftverbindungsleitung 11 und durch die Druckluftauslassöffnungen 12 in Richtung nicht dargestellter Scheibe strömt. Auf ein zusätzliches Ventil innerhalb der Druckluftverbindungsleitung 11 kann bevorzugt verzichtet werden.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Druckmittelquelle um eine austauschbare Druckgaspatrone 19, die über eine Druckmittelverbindungsleitung 11 mit den Druckmittelauslassöffnungen 12 zur Erzeugung eines Druckmittelstroms 5 in Richtung nicht dargestellter Scheibe verbunden ist. Wie bei dem Ausführungsbeispiel in 1 ist ein ansteuerbares Ventil 13 vorgesehen, das mit einem nicht dargestellten Steuergerät verbunden ist, welches wiederum über Sensoren den Eintritt einer Auslösebedingung, beispielsweise dem Bruch der nicht dargestellten Scheibe, detektiert.

Claims

Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Personen vor Bruchstücken (3) einer zerborstenen Scheibe (2), insbesondere in einem Fahrzeug, mit mindestens einer Druckmittelquelle (6, 17, 19), die mit mindestens einer im Bereich einer Scheibe (2), insbesondere einer Glasscheibe, angeordneten Druckmittelauslassöffnung (12) verbunden ist sowie mit einem Steuergerät (14) zum Auslösen eines Druckmittelstroms (5) in Richtung Scheibe (2) für den Fall des Eintritts mindestens einer Auslösebedingung.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle ein Druckluftspeicher (6) ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftkompressor (8), vorzugsweise ein Luftkompressor (8) einer Druckluftanlage eines Fahrzeugs, zum Auffüllen des Druckluftspeichers (6) vorgesehen ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle eine, vorzugsweise austauschbare, Druckmittelpatrone (19) und/oder ein Gasgenerator (17) ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektierung einer Auslösebedingung mindestens ein mit dem Steuergerät (14) verbundener Scheibenbruchsensor (15) vorgesehen ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (14) ein Airbagsteuergerät ist und/oder mit mindestens einem Auslösesensor (18) eines Airbagsteuergerätes verbunden ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere als Düsen ausgebildete Druckmittelauslassöffnungen (12), vorzugsweise im Innenraum eines Fahrzeugs, vorgesehen sind.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (14) den Druck und/oder den Volumenstrom des Druckmittels in Abhängigkeit verschiedener Parameter einstellend ausgebildet ist, vorzugsweise derart, dass die Erzeugung einer Druckwelle mit gestufter Intensität erfolgt.
Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mit dem Steuergerät (14) verbundener Personenerkennungssensor (16) zur Erkennung von Personen, insbesondere auf der der Druckmittelauslassöffnung (12) gegenüberliegenden Seite der Scheibe (2), vorgesehen ist.
Fahrzeug mit einer Sicherheitseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.