DE102006056498A1

DE102006056498A1 - Heck-Unterfahrschutz eines Nutzfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006056498A1
Application number: DE102006056498A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Prof. Schimmelpfennig
Original assignee: INFATEC GmbH
Current assignee: Infatec Consulting fur Innovative Fahrzeugtec De
Priority date: 2006-08-05
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: DE102006056498B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heck-Unterfahrschutz eines Nutzfahrzeugs, wobei das Nutzfahrzeug einen oberhalb der Fahrbahn angeordneten Fahrzeugrahmen aufweist, ein Prallelement unterhalb des Fahrzeugrahmens im Heckbereich des Nutzfahrzeugs, eine Ausgangs- oder Normalstellung einnehmend, von einer Halterung gehalten ist und das Prallelement unter Einwirkung von bei einem Auffahrunfall auftretenden, in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Aufprallkräften aus seiner Ausgangs- oder Normalstellung bis in eine End- oder Unfallstellung beweglich gelagert ist und wobei das Prallelement derart geführt ist, dass es in der End- oder Unfallstellung an einem das Prallelement abstützenden Element anliegt und das Prallelement in der End- oder Unfallstellung im Abstand unterhalb des Fahrzeugrahmens angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heck-Unterfahrschutz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Praxis ist es bekannt, Prallelemente in Form horizontaler Planken, üblicherweise aus Metall, mittels vertikaler Halter mit dem Rahmen des Nutzfahrzeugs zu verbinden. Üblicherweise erstreckt sich das Prallelement über die gesamte Fahrzeugbreite. Diese Fahrzeugbreite ist in drei Abschnitte unterteilt und die beiden Halter erstrecken sich beiderseits des mittleren Abschnitts nach oben zum Fahrzeugrahmen. Als Nutzfahrzeuge, welche mit einem derartigen Heck-Unterfahrschutz ausgestattet sind, sind sowohl LKWs bekannt als auch LKW-Anhänger.
Der gattungsbildende Heck-Unterfahrschutz erfüllt in vielen Fällen nicht die Erwartungen, die an ihn gestellt werden:
Bei einem seitlich versetzten Auffahrunfall ist nachteilig, dass das Prallelement von seinen beiden Haltern aus zu den beiden Seiten hin frei endend hinausragt. Ohne große Verformungskräfte lässt sich dieser seitlich überstehende Bereich des Prallelementes verformen, nämlich in Fahrtrichtung nach vorn umknicken, so dass das aufprallende Fahrzeug kaum wirksam gebremst wird. Dementsprechend kann kaum verhindert werden, dass das Nutzfahrzeug von dem hinteren, auffahrenden Fahrzeug unterfahren wird.
Auch bei einem Auffahrunfall mit vollständiger Überdeckung ist nachteilig, dass das Prallelement vergleichsweise einfach in Fahrtrichtung nach vorn verschwenkt werden kann. Die Aufhängungspunkte, an denen die Halter an den Fahrzeugrahmen anschließen, wirken dabei wie Gelenke, so dass das gesamte Prallelement mitsamt der Halter um diese Gelenkpunkte nach vorn und dabei gleichzeitig auch nach oben verschwenkt wird. Dabei ist nicht nur nachteilig, dass hierzu die erforderlichen Kräfte vergleichsweise gering sind, sondern die Bewegung des Prallelementes nach oben öffnet eine immer größer werdende Lücke unterhalb des Fahrzeugrahmens, die es ermöglicht, dass das Nutzfahrzeug von dem hinteren, auffahrenden Fahrzeug unterfahren wird.
Dabei wirkt sich insbesondere der Umstand nachteilig aus, dass die relevanten Baugruppen der aufprallenden Fahrzeuge, beispielsweise Fahrzeugrahmen bzw. tragende Karosserieelemente, regelmäßig tiefer angeordnet sind als der Rahmen im Heckbereich des Nutzfahrzeugs:
Bei PKWs befinden sich die tragenden Karosserieelemente im Bereich vor der Personenkabine des PKWs deutlich niedriger als der Rahmen der Ladefläche eines Nutzfahrzeugs. Weist das Fahrzeugheck des Nutzfahrzeugs einen vergleichsweise langen Überhang hinter den hinteren Rädern auf, wie dies von bestimmten LKWs oder Sattelaufliegern bekannt ist, so kann ohne das Vorhandensein eines wirksamen Unterfahrschutzes der komplette Vorbau eines PKWs den Fahrzeugrahmen bzw. die Ladefläche des Nutzfahrzeugs unterfahren.
Die Rahmenstruktur im Bereich des Fahrerhauses eines LKWs liegt ebenfalls deutlich niedriger als der Rahmen unterhalb der Ladefläche desselben Nutzfahrzeuges bzw. als der Rahmen unterhalb der Ladefläche eines LKW-Anhängers. Ein erheblicher Anteil der Aufprallkräfte wirkt daher nicht auf den Fahrzeugrahmen des vorderen Nutzfahrzeugs ein, sondern auf den vergleichsweise leichter verformbaren Unterfahrschutz, der daher hinsichtlich seiner Funktion nicht immer seiner Bezeichnung in ausreichendem Maße gerecht wird.
Im Ergebnis führen Auffahrunfälle auf ein Nutzfahrzeug daher häufig dazu, dass das Prallelement den Aufprall des auffahrenden Fahrzeugs nicht wirksam abbremsen kann und es daher zu sehr hohen Fahrzeugschäden und häufig auch zu schweren Personenschäden kommt. Zu diesen unmittelbaren Schäden eines Auffahrunfalls kommen weitere, insbesondere volkswirtschaftliche Schäden: Durch das vorerwähnte Unfallverhalten der beiden beteiligten Unfallpartner kommt es häufig dazu, dass das auffahrende Fahrzeug unter dem Heck des Nutzfahrzeugs verkeilt ist. Eine aufwendige und langwierige Trennung der beiden Fahrzeuge kann häufig nur mit schwerem Gerät erfolgen, wobei das Heranführen dieses Gerätes seinerseits wieder besonders zeitaufwendig dadurch sein kann, dass dieses Gerät üblicherweise sehr viel Straßenraum, insbesondere Straßenbreite beansprucht und durch einen Stau, der sich aufgrund des Auffahrunfalls gebildet hat, das Vordringen dieses Gerätes bis zur Unfallstelle zeitraubend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Heck-Unterfahrschutz dahingehend zu verbessern, dass dieser die Aufnahme hoher Aufprallkräfte ermöglicht, dem aufprallenden Fahrzeug ein Unterfahren des Nutzfahrzeugs sowie ein Verkeilen mit dem Nutzfahrzeug wirkungsvoll verhindert.
Diese Aufgabe wird durch einen Heck-Unterfahrschutz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, das Prallelement nach wie vor beweglich anzuordnen. Während bei dem gattungsbildenden Heck-Unterfahrschutz diese Beweglichkeit allerdings ungewollt ist und die Wirkung des Prallelementes durch die Beweglichkeit eingeschränkt wird, wird vorschlagsgemäß eine Beweglichkeit des Prallelementes in der Form genutzt, dass es durch die Aufprallkräfte gegen ein abstützendes Element geführt wird. So kann es ab diesem Zeitpunkt im Unfallgeschehen, wenn es dem abstützenden Element anliegt, deutlich höhere Aufprallkräfte aufnehmen und ein weiteres Unterfahren des aufprallenden Fahrzeuges unter das Nutzfahrzeug wirksam verhindern.
Im Vergleich zu einer dauerhaft abgestützten Anordnung des Prallelementes kann vorschlagsgemäß eine erhebliche Gewichtseinsparung ermöglicht werden: Würden herkömmliche Prallelemente etwa durch Streben, die in Fahrtrichtung nach vorn und zum Fahrzeugrahmen verlaufen, gegen den Fahrzeugrahmen abgestützt, um ein von vornherein starr angeordnetes, abgestütztes Prallelement zu schaffen, so müssten diese Streben zur Aufnahme der in der Praxis auftretenden Aufprallkräfte sehr stabil und dementsprechend schwer ausgestaltet werden. Das Prallelement wird vorschlagsgemäß erst während des Unfallhergangs in die Position bewegt, in welcher es abgestützt ist. Als abstützende Elemente können daher Elemente genutzt werden, die im normalen Fahrbetrieb zum Abstützen des Prallelementes gar nicht geeignet wären.
Als stützendes Element kann beispielsweise die Hinterachse bzw. eines oder mehrere hintere Räder des Nutzfahrzeuges vorgesehen sein, so dass das Prallelement sich im Falle eines Unfalls gegen wenigstens eines dieser hinteren Räder abstützt. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, das Prallelement als liegendes Element auszugestalten, welches unterhalb des Rahmens des Nutzfahrzeuges im Heckbereich hängt und beim Auffahrunfall nach vorne gegen die hinteren Fahrzeugreifen gedrückt wird.
Die vorerwähnte liegende Ausgestaltung des Prallelementes kann besonders gewichtssparend dazu genutzt werden, ein Staufach hinter der Hinterachse des Nutzfahrzeuges einzurichten. Derartige Staufächer sind bei den Nutzfahrzeugen ohnehin in der Praxis vorgesehen, allerdings häufig an anderer Stelle. Durch den Entfall dieser herkömmlichen Staufächer und die Ausgestaltung des Prallelementes als Teil eines Staufachs, bei spielsweise als dessen Bodenplatte, kann das Netto-Mehrgewicht, welches durch die vorschlagsgemäße Ausgestaltung des Prallelementes erforderlich wird, minimiert werden, so dass die Nutzlast, die das Nutzfahrzeug aufnehmen kann, nicht nennenswert eingeschränkt wird.
Vorteilhaft kann bei Einbeziehung des liegend angeordneten Prallelementes in die Konstruktion eines Staufaches vorgesehen sein, dass sich von diesem Prallelement mehrere Halter zum Fahrzeugrahmen erstrecken, die als Wandungen des Staufaches ausgestaltet sind, so dass das Staufach durch diese Halter nach außen abgeschlossen und/oder in mehrere Kammern unterteilt ist.
Insbesondere wenn das Prallelement wie vorbeschrieben als liegendes Prallelement unterhalb des Fahrzeugrahmens vorgesehen ist und wenn dieses Prallelement sich weit nach vorn erstreckt und nahe der Fahrzeugseite verläuft, so ergibt sich ein Unterfahrschutz dieses Prallelementes nicht nur bei Auffahrunfällen von hinten, sondern es ergibt sich auch vorteilhaft ein seitlicher Unterfahrschutz. Dies ist beispielsweise gegeben, wenn das Prallelement als großflächige, breite Prallplatte ausgestaltet ist, wie beispielsweise als Boden des vorerwähnten Staufaches.
Vorteilhaft kann im Gegensatz zu den bisherigen Haltern das Prallelement derart gehalten werden, dass während des Auffahrens und während der dabei erfolgenden Bewegung des Prallelementes dessen hinteres Ende stärker abgesenkt wird als dessen vorderes Ende bzw. kann das Prallelement von vornherein so ausgerichtet sein und sich während des Auffahrunfalls derart bewegen, dass jedenfalls am Ende dieser Bewegung, also in der Endstellung oder Unfallstellung des Prallelementes, dessen hinteres Ende tiefer angeordnet ist als in der ursprünglichen Stellung, also in der Ausgangs- oder Normalstellung des Prallelementes. Durch diese Absenkbewegung des Prallelementes wird zumindest zum Zeitpunkt des Auffahrunfalls bewirkt, dass dies Prallelement eine besonders geringe wirksame Höhe aufweist, also das Unterfahren des Nutzfahrzeugs besonders wirksam behindert wird. Im normalen Fahrbetrieb hingegen ist das Prallelement mit seinem hinteren Ende demgegenüber vergleichsweise höher angeordnet, so dass beispielsweise das Überfahren von Hindernissen wie Bodenschwellen oder dergleichen mit dem Nutzfahrzeug problemlos ermöglicht ist.
Die Verbindungselemente zwischen dem Prallelement und dem Fahrzeugrahmen können vorteilhaft bewusst nicht gelenkig ausgestaltet sein, also klappbar oder in Schienen geführt oder dergleichen, sondern sie können verformbar sein, so dass bereits die Bewegung, die das Prallelement aus seiner Normalstellung oder Ausgangsstellung in die Unfallstellung oder Endstellung führt, eine Aufnahme von Aufprallkräften bewirkt und die auftretenden Aufprallkräfte durch die Verformungsarbeit zumindest teilweise abgebaut werden, noch bevor das Prallelement in seiner Endstellung an dem stützenden Element anliegt.
Die Führung des Prallelementes während seiner Bewegung von der Normal- oder Ausgangsstellung in seine Unfall- oder Endstellung kann durch Führungsschienen erfolgen, in denen das Prallelement beweglich ist. In konstruktiv besonders einfacher und gewichtssparender Ausgestaltung der Führungselemente kann jedoch vorgesehen sein, die ohnehin vorhandenen Halter als Führungselemente zu nutzen und beispielsweise als Haltestreben auszugestalten, die vom Prallelement zum Fahrzeugrahmen verlaufen. Durch die Anordnung und Länge der Haltestreben können vorbestimmte Bahnkurven verwirklicht werden, entlang derer die Bewegung des Prallelementes erfolgt.
Gleich lange und parallel zueinander angeordnete Halter bewirken dabei eine Bewegung in Art einer Parallelogrammverschiebung. Durch unterschiedliche Anordnung – beispielsweise unterschiedliche Neigungen gegenüber der Vertikalen – und unterschiedliche Längen der Halter kann demgegenüber eine Bewe gung verwirklicht werden, bei welcher unterschiedliche Bereiche des Prallelementes unterschiedlich weit abgesenkt werden, wobei diese Bewegung im Rahmen des vorliegenden Vorschlags ebenfalls als eine Art Parallelogrammverschiebung bezeichnet wird.
Insbesondere wenn die Halterungen, als Streben ausgebildet, von dem Halteelement nach oben und in Fahrzeuglängsrichtung nach vorn verlaufen, also schräg nach vorn verlaufen und das Prallelement daher nicht vertikal an den Halterungen aufgehängt ist, ergibt sich eine Schwenkbewegung des Prallelementes, welche dieses während des Unfallgeschehens absenkt und somit die wirksame Höhe des Prallelementes gegenüber der Normal- oder Ausgangsstellung verringert.
Als abstützendes Element, dem das Prallelement in seiner Unfallstellung anliegt, kann nicht nur ein Bestandteil des Nutzfahrzeuges selbst dienen, sondern beispielsweise die Fahrbahn bzw. der Untergrund, auf dem das Nutzfahrzeug aufsteht. So kann beispielsweise ein optimaler Unterfahrschutz in der Hinsicht gebildet werden, dass das Prallelement bis auf die Fahrbahn abgesenkt wird, so dass kein Freiraum mehr unterhalb des Prallelementes verbleibt, in welchem ein auffahrender Unfallpartner verkeilt werden könnte. Eine entsprechend tiefe Absenkung des Prallelementes bzw. zumindest seines hinteren Endes kann durch eine entsprechende vorberechnete Führung des Prallelementes problemlos verwirklicht werden, beispielsweise mit Hilfe der vorerwähnten Führungsschienen oder der entsprechend ausgestalteten und angeordneten strebenartigen Halterungen.
Insbesondere wenn besonders lange Bewegungswege des Prallelementes vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, die Verbindung zwischen dem Prallelement und dem Fahrzeugrahmen zu unterbrechen. So wird ein längerer Bewegungsweg ermöglicht, als es die Verbindungselemente eigentlich zulassen würden. Die Halterungen können hierzu gegebenenfalls vom Prallelement oder vom Fahrzeugrahmen gelöst werden, oder sie selbst können in sich unterbrochen werden.
Hierzu können Schwachstellen in den Halterungen, im Fahrzeugrahmen oder im Prallelement vorgesehen sein, so dass eine Abreißfunktion unter den beim Unfall auftretenden Aufprallkräften geschaffen wird und die vorgenannten Elemente voneinander gelöst werden können.
Alternativ kann eine formschlüssige Verbindung zwischen Prallelement und Fahrzeugrahmen vorgesehen sein, wobei dieser Formschluss während des Unfallgeschehens aufgehoben und dementsprechend die Elemente voneinander getrennt werden, beispielsweise durch zwei etwa U-förmig profilierte und ineinander greifende klauenartige Elemente, wobei die beiden Klauen zerstörungsfrei auseinander bewegt werden können. Hierzu sind gegebenenfalls schräg verlaufende Abgleitflächen vorgesehen, die im Normalfall, also bei lediglich durch Schwerkraft bedingten und bei den im üblichen Fahrbetrieb auftretenden fahrdynamischen Belastungen, die beiden die Verbindung schaffenden Elemente fest aufeinander liegen lassen, im Unfall jedoch zerstörungsfrei ein Lösen dieser Verbindung ermöglichen.
Wenn sich das Prallelement in seiner Unfallstellung gegen die Fahrbahn abstützt, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Prallelement von seinem hinteren Ende, mit welchem es der Fahrbahn anliegt, nach vorn ansteigt. Auf diese Weise kann auch mit einem einfach ausgestalteten Prallelement, beispielsweise einer im Wesentlichen liegend angeordneten Platte, eine Abstützung hoher Aufprallkräfte ermöglicht werden, indem sich das vordere Element dieser Platte beispielsweise gegen wenigstens ein hinteres Rad des Nutzfahrzeuges abstützt.
Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Prallelement an seinem hinteren Ende nicht nur eine vergleichsweise schmale, leistenartige Querschnittsfläche aufweist, wie dies beispielsweise bei dem hinteren Ende einer liegend angeordneten Platte der Fall wäre. Vielmehr kann vorteilhaft ein möglichst großflächiger Aufbau dieses hinteren Endes des Prallelementes vorgesehen sein, so dass eine ansonsten vorhandene Lücke, die sich zwischen dem hinteren Ende des Prallelementes und dem Fahrzeugrahmen ergibt, möglichst weitgehend geschlossen ist. Auf diese Weise ist das Prallelement an verschiedene beteiligte Unfallpartner optimal angepasst und weist in Höhe tragender Fahrzeugteile des jeweiligen Unfallpartners eine Prallfläche auf, mit der das auffahrende Fahrzeug zusammenwirken kann, um ein Unterfahren dieses auffahrenden Fahrzeuges zu verhindern. Hierzu können vertikale Streben oder dergleichen fest am Prallelement vorgesehen sein. In besonders vorteilhafter Weise jedoch kann ein Element vorgesehen sein, welches die vorerwähnte Lücke möglichst vollständig überbrückt und welches lediglich im Bedarfsfall, der Bewegung des Prallelementes angepasst, diese Lücke ausfüllt, also ein seine schutzwirksame Fläche vergrößerndes bzw. expandierbares Element.
Dabei kann vorteilhaft ohne den Einsatz chemischer oder pyrotechnischer Hilfsmittel ein expandierendes Element dadurch geschaffen werden, dass ein zunächst aufgerolltes oder gefaltetes Flächenelement, wie ein Gitter, ein Netz, ein Blech, ein Tuch oder dergleichen verwendet wird, welches aus Metall oder hochreißfesten Textilien bestehen kann und welches an einem Ende mit dem Fahrzeugrahmen und am anderen Ende mit dem Prallelement verbunden ist. Wenn sich das Prallelement gegenüber dem Fahrzeugrahmen bewegt, beispielsweise absenkt, wird dieses Flächenelement automatisch auseinander gerollt bzw. auseinander gefaltet, so das es ein regelrechtes Auffangelement für das auffahrende Fahrzeug bildet.
Alternativ zu einem Auffangelement, welches abgerollt oder auseinandergezogen wird, kann ein Auffangelement vorgesehen sein, welches ständig über seine gesamte Fläche ausgebreitet ist, welches jedoch teilweise verborgen angeordnet ist, beispielsweise unterhalb der Ladefläche des Nutzfahrzeugs. Gegen einen Aufprallenergie abbauenden Widerstand kann es herausgezogen werden, indem es an dem Prallelement befestigt ist und sich gemeinsam mit diesem bewegt, wenn das Prallelement aus seiner Anfangs- oder Normalstellung in seine End- oder Unfallstellung bewegt wird.
Über die Höhe dieses Auffangelementes verlaufende Verstärkungsbänder können vorteilhaft vorgesehen sein, damit dieses eventuell vergleichsweise dünne Auffangelement nicht einreißen und vom auffahrenden Fahrzeug durchfahren werden kann. Die Verstärkungsbänder können aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie das übrige Auffangelement, beispielsweise Stahlbänder bei einem metallischen Auffangelement, oder aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise aus hochreißfesten Textilien, mit denen ein beispielsweise metallisches Auffangelement verstärkt ist.
Vorteilhaft kann in gewichtssparender Ausgestaltung des auch als „Fangtuch" bezeichneten Auffangelementes vorgesehen sein, das Fangtuch als ein ansonsten ohnehin für das Nutzfahrzeug erforderliches Element auszugestalten, beispielsweise zur Halterung von Rückleuchten, Fahrzeugkennzeichen oder dergleichen. Hierzu sind aus der Praxis U-förmige Blechprofile bekannt, welche als horizontal liegende, nach hinten offene „Rinne" angeordnet sind und welche die Rückleuchten sowie das amtliche Fahrzeugkennzeichen geschützt aufnehmen. Ähnlich kann das vorerwähnte Fangtuch ausgestaltet sein, indem es beispielsweise doppellagig gefaltet ist, und/oder im Querschnitt nicht nur U-förmig, sondern mäanderförmig unter Ausbildung mehrere „Rinnen" verläuft oder dergleichen, so dass das Auffangelement aus einer kompakten Normal- oder Ausgangsanordnung während es Unfallgeschehens auf seine Unfall- oder Endanordnung hinsichtlich seiner schutzwirksamen Fläche vergrößert werden kann und das erwähnte Fangtuch bilden kann.
Für das vorerwähnte, etwa liegend angeordnete, plattenförmige Prallelement kann vorteilhaft ein Holzwerkstoff Verwendung finden. Derartige Holzwerkstoffe sind aus der Praxis insbesondere im Bereich der Nutzfahrzeugherstellung bekannt. Sie dienen beispielsweise zur Auskleidung bzw. Herstellung der Ladefläche von Nutzfahrzeugen und sind verschleiß- sowie witterungsfest ausgestaltet. Diese Holzwerkstoffe ermöglichen die Aufnahme vergleichsweise hoher Druckkräfte und bauen, wenn sie überlastet und zerstört werden, noch während ihrer Zerstörung weiterhin auf sie einwirkende Kräfte ab.
Vorteilhaft kann die Bewegung des Prallelementes derart erfolgen, dass es aus seiner Normal- oder Ausgangsstellung zunächst in Fahrtrichtung nach vorn bewegt wird, um in seine End- oder Unfallstellung zu gelangen. Diese Bewegungsrichtung ermöglicht eine optimale Umsetzung der beim Auffahrunfall auf das Prallelement einwirkenden Kräfte.
Um sicherzustellen, dass während dieser nach vorn gerichteten Bewegung nicht hinter dem Prallelement ein unterfahrbarer Freiraum unterhalb des Fahrzeugrahmens des Nutzfahrzeuges geschaffen wird, der derart groß bemessen ist, dass sich die beiden beteiligten Unfallfahrzeuge verkeilen, kann der Heckbereich des Nutzfahrzeuges stauchbar sein. So kann ermöglicht werden, dass sich das Ende des gestauchten Fahrzeughecks des Nutzfahrzeugs etwa oberhalb des hinteren Endes des Prallelementes befindet, wenn sich das Prallelement in seine End- oder Unfallstellung befindet.
Beispielsweise kann an den Fahrzeugrahmen ein separater Heckbereich anschließen, wobei diese beiden Elemente gegeneinander beweglich sind. Hierzu können z. B. Abreißstellen vorgesehen sein, so dass die normalerweise bestehende Verbindung zwischen Fahrzeugrahmen und Heckbereich unter Einwirkung der Aufprallkräfte gelöst wird. Oder es können am Fahr zeugrahmen einerseits und am Heckbereich andererseits miteinander korrespondierende Führungsschienen, -hülsen oder -zapfen vorgesehen sein, die beispielsweise in Längsrichtung konisch zulaufen und unter Aufnahme vorbestimmter Verformungskräfte das Eindrücken des Fahrzeughecks ermöglichen, indem der Heckbereich gegen den sich aus der Konizität ergebenden Widerstand der Führungsschienen nach vorn verschoben werden kann.
Alternativ kann statt einer derartigen Beweglichkeit zweier Teile eine Verformbarkeit des Heckbereiches vorgesehen sein, beispielsweise durch Schwächungselemente im Fahrzeugrahmen, oder indem die Rahmenelemente im Heckbereich eine Kurve, eine Falte oder dergleichen beschreiben, so dass unter der Einwirkung von Aufprallkräften hier eine kontrollierte Deformation erfolgt.
Der vorerwähnte Stauchungsbereich des Hecks kann auf wenige Dezimeter beschränkt werden, beispielsweise auf 20 cm bis 30 cm, was angesichts der langen Fahrzeugüberhänge von Nutzfahrzeugen, beispielsweise insbesondere bei Sattelaufliegern oder bei LKWs mit großem hinteren Überhang, eine vergleichsweise geringe Verformung über die gesamte Länge der Ladefläche bzw. des Fahrzeugrahmens gesehen bedeutet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen die
1-6 in Seitenansichten und Draufsichten unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Heckgestaltung von Nutzfahrzeugen, die
7 u. 8 in zwei Seitenansichten unterschiedliche Ausgestaltungen von Auffangelementen,
9 in perspektivischer Darstellung eine Ansicht auf das Auffangelement von 7, und die
10 eine schematische Darstellung eines lösbaren Verbindungselementes zwischen Prallelement und Fahrzeugrahmen.
In den Zeichnungen, in denen vergleichbare Bauteile auch unterschiedlicher Ausführungsbeispiele mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet sind, ist jeweils mit 1 insgesamt ein Fahrzeugheck eines Nutzfahrzeugs bezeichnet, mit einer Ladefläche 2, einem Fahrzeugrahmen 3 und hinteren Rädern 4.
Ein Heck-Unterfahrschutz 5 weist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils ein Prallelement 6 auf, welche in Form einer liegend angeordneten Schichtholzplatte ausgestaltet ist. Das Prallelement 6 ist mittels mehrerer schematisch angedeuteter Halter 7 am Fahrzeugrahmen 3 befestigt, wobei in 1 die Halter 7 gestrichelt in einer Unfallstellung bzw. Endstellung dargestellt sind, während sie in 1 in durchgezogenen Linien in ihrer Normalstellung bzw. Ausgangsstellung dargestellt sind, in welcher die Halter nahezu vertikal hängend das Prallelement 6 halten.
In der Unfallstellung sind die Halter 7 nach vorn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs verschwenkt bis zu einer Stellung, in welcher das Prallelement 6 dem hinteren Rad 4 bzw. mehreren hinteren Rädern 4 des Fahrzeughecks 1 anliegt. Dadurch, dass sich das Prallelement 6 an den Rädern 4 abstützt, kann es hohe Aufprallkräfte eines von hinten auf das Fahrzeugheck 1 aufgefahrenen Fahrzeugs aufnehmen, ohne dass hierzu die Halter 7 besonders stabil und schwer ausgestaltet sein müssten.
Ausgehend von einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung der Halter 7 in ihrer Normalstellung wird das Prallelement 6 bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 während des Unfalls nach vorn und oben in Art einer Parallelogrammverschiebung verschwenkt.
Demgegenüber zeigt das Ausführungsbeispiel der 3 eine schräg nach vorn oben verlaufende Ausrichtung der Halter 7 in ihrer Normalstellung, so dass beim Auffahren die Bewegung des Prallelementes 6 nach vorn und nach unten verläuft, das Prallelement 6 also in seiner Unfallstellung tiefer angeordnet ist als in seiner Normalstellung.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 erfolgt die Absenkung des hinteren Endes des Prallelementes 6 so weit, dass sich das Prallelement 6 in seiner Unfallstellung mit seinem hinteren Ende gegen die Fahrbahn abstützt, auf der das Nutzfahrzeug aufsteht. Mit seinem vorderen Ende stützt sich das Prallelement 6 gegen die Räder 4 ab.
5 zeigt einen verschiebbaren Heckbereich 8 des Fahrzeughecks 1, der bis zu der gestrichelten Linie 9 eingeschoben werden kann. Hierzu sind, wie insbesondere aus 6 ersichtlich, Führungsschienen bzw. Führungshülsen 10 am Fahrzeugrahmen 3 und an der Ladefläche 2 vorgesehen, wobei sich Einschubzapfen 11 des verschiebbaren Heckbereichs 8 in diese Führungshülsen 10 erstrecken. Entweder die Führungshülsen 10 und/oder die Einschubzapfen 11 sind konisch ausgestaltet, so dass sich ein erheblicher Einschub-Widerstand ergibt, der zur Aufnahme der Aufprallkräfte beiträgt.
5 zeigt, dass ein hinterer Halter 7 vom Prallelement 6 schräg nach hinten aufwärts zum Heckbereich 8 verläuft. Wenn der Heckbereich 8 gegen den übrigen Fahrzeugrahmen 3 im Verlauf eines Auffahrunfalls geschoben wird, wird dieser hintere Halter 7 steiler gestellt, so dass hierdurch das hintere Ende des Prallelementes 6 abgesenkt wird. Zudem wird das Prallelement 6 nach vorn geschoben, bis es sich gegen die Räder 4 des Nutzfahrzeuges abstützt.
Durch die unterschiedliche Ausgestaltung bzw. Anbringung der Halter 7 an dem Prallelement 6 bzw. an dem Fahrzeugrahmen 3 oder am Heckbereich 8 kann diese Verformbarkeit der Halter 7 und die dementsprechende Führung des Prallelementes 6 in einer vorbestimmten Bahnkurve bewirkt werden: wenn – rein beispielhaft – die vorderen Halter 7 des Prallelementes 6 zunächst höhere Kräfte aufnehmen können als die hinteren Halter 7, so verformen die die hinteren Halter 7 zuerst. Demzufolge senkt sich zunächst der Heckbereich des Prallelementes 6 ab, und erst später im Unfallgeschehen, bei weiter auftretenden Aufprallkräften, werden die vorderen Halter 7 verformt und dementsprechend der vordere Bereich des Prallelementes 6 gegen die Räder 4 geführt, wenn der hintere Bereich des Prallelementes 6 bereits auf der Fahrbahn abgestützt ist.
Durch eine größere Anzahl von hinteren Haltern 7, die über die Fahrzeugbreite verteilt angeordnet sind, kann ermöglicht werden, dass der sich ergebende Freiraum zwischen dem hinteren Ende des Prallelementes 6 und dem Fahrzeugrahmen 3 nicht offen ist, sondern vielmehr können die hier vorgesehenen hinteren Halter 7 Auffangelemente darstellen, die ein Unterfahren des Fahrzeugrahmens 3 durch das hintere, auffahrende Fahrzeug verhindern.
Alternativ kann gemäß 7 ein Auffangelement in Form eines mäanderförmig geformten Heckblechs 12 vorgesehen sein, welches aus seiner in durchgezogenen Linien dargestellten Normalstellung in eine gestrichelt dargestellte Unfallstellung gestreckt werden kann. Dieses Heckblech 12 stellt in seiner Normalstellung eine Halterung für ohnehin erforderliche Anbauelemente des Nutzfahrzeugs dar. Beispielsweise können in diesem Heckblech 12 Leuchteneinheiten, amtliche Kennzeichen und dergleichen beschädigungsgeschützt angeordnet sein.
8 zeigt als Alternative zu 7 eine unterschiedliche Ausgestaltung des Fangelementes: Hier ist ein Fangtuch 14 vorgesehen, welches in seiner Normalstellung zu einem gewissen Anteil im Bereich der Ladefläche bzw. des Fahrzeugrahmens 3 un tergebracht ist. Mit 15 ist in 8 schematisch eine Umlenk- und Bremseinrichtung angedeutet, die beispielsweise aus den zwei dargestellten oder auch aus mehreren Rollen bestehen kann, zwischen denen das Fangtuch 14 in seine Unfallstellung herausgezogen werden kann, wobei durch Klemmdruck oder durch einen Versatz der Rollen zueinander die Umlenk- und Bremseinrichtung 15 einen gewissen Widerstand bietet, der Aufprallkräfte aufnimmt.
Das Fangtuch 14 kann als Netz- bzw. Gitterkonstruktion oder als geschlossene Fläche ausgestaltet sein und aus Blech und/oder textilen Fasern bestehen.
9 zeigt in einer perspektivischen Ansicht auf ein Heckblech 12, dass über die Fahrzeugbreite verteilt mehrere Stützbänder 16 vorgesehen sind. Diese verhindern, dass das Heckblech 12 von einem aufprallenden vergleichsweise schmalen Fahrzeug durchfahren werden kann. In ähnlicher Weise können Stützbänder auch am Fangtuch 14 der 8 vorgesehen sein.
10 zeigt in rein schematischer Darstellung zwei Verbindungselemente 17 und 18, die rein beispielhaft ein Prallelement 6 mit einem Fahrzeugrahmen 3 verbinden. Die beiden Verbindungselemente 17 und 18 bilden daher gemeinsam einen zweiteiligen Halter 7. Ähnliche Verbindungen können jedoch auch zwischen Fahrzeugrahmen 3 und einem Halter 7 bzw. zwischen einem Halter 7 und einem Prallelement 6 vorgesehen sein.
Die beiden Verbindungselemente 17 und 18 sind durch einen Formschluss miteinander verbunden: Das untere, am Prallelement 6 befestigte Verbindungselement 18 übergreift das obere, am Fahrzeugrahmen 3 befestigte Verbindungselement 17. Dabei weisen die beiden Verbindungselemente 17 und 18 schräg verlaufende Abgleitflächen 19 auf. Durch diesen schrägen Verlauf ist unter üblichen fahrdynamischen und schwerkraftbedingten Belastungen das Prallelement 6 zuverlässig am Fahrzeug rahmen 3 aufgehängt und in seiner vorbestimmten Stellung gehalten. Im Rahmen eines Unfalls hingegen können sich die jeweils hakenartig ausgeformten Verbindungselemente 17 und 18 verformen und entlang der Abgleitflächen 19 zerstörungsfrei voneinander lösen.
Je nach Ausgestaltung und Geometrie der Halter 7 bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen kann eine derartig formschlüssige Verbindung vorgesehen sein, die sich während des Auffahrunfalls zerstörungsfrei trennen lässt. Beispielsweise kann für das Ausführungsbeispiel der 5 vorgesehen sein, dass der hintere Halter 7 am Heckbereich 8 mit einer derartig lösbaren Verbindung befestigt ist, um ein ausreichend tiefes Absenken des hinteren Endes des Prallelementes 6 zu ermöglichen, bis dieses hintere Ende des Prallelementes 6 auf der Fahrbahn aufliegt und somit das Prallelement 6 gegen die Fahrbahn abgestützt ist. Es wird also ein Bewegungsweg des Prallelementes 6 bei seiner Bewegung von der Ausgangs- oder Normalstellung in seine End- bzw. Unfallstellung ermöglicht, welcher länger ist als es die Ausgestaltung der Halter 7 an sich – also ohne Trennung der Verbindung – zulassen würde.
Auch bei anderen Geometrien kann gegebenenfalls eine derart lösbare Verbindung vorgesehen sein. Das Ausführungsbeispiel der 4 weist zwei unterschiedlich lange Halter 7 auf, so dass eine Bewegung des Prallelementes 6 ähnlich einer Parallelogrammverschiebung, jedoch nicht genau gleich einer Parallelogrammverschiebung ermöglicht wird. Gegebenenfalls kann auch bei einer derartigen oder ähnlichen Ausgestaltung der Führungselemente, also hier der Halter 7, eine lösbare Verbindung verwendet werden.
Alternativ zu der lösbaren Verbindung gemäß 10 kann eine bewusste Zerstörung der Verbindung vorgesehen sein, beispielsweise durch entsprechende Schwächungsbereiche im Prallelement 6, in den Haltern 7, und/oder im Fahrzeugrahmen 3, um einen ausreichend weiten Bewegungsweg des Prallelementes 6 bei seiner Bewegung von der Ausgangs- oder Normalstellung in seine End- bzw. Unfallstellung zu ermöglichen.
Abweichend von den rein schematisch sehr schmal und stabförmig dargestellten Haltern 7 kann vorgesehen sein, die Halter vergleichsweise kräftiger auszugestalten. Hierdurch kann bewirkt werden, dass bereits durch die innere Verformung der Halter ein nennenswerter Anteil an den Aufprallkräften aufgenommen wird und der Aufprall dementsprechend gedämpft wird. Insbesondere wenn das Prallelement 6 als Teil eines Staufachs dient, können die Halter 7 flächig statt stabförmig ausgestaltet sein und z. B. Wandelemente dieses Staufachs bilden.

Claims

Heck-Unterfahrschutz eines Nutzfahrzeugs, wobei • das Nutzfahrzeug einen oberhalb der Fahrbahn angeordneten Fahrzeugrahmen aufweist, • ein Prallelement unterhalb des Fahrzeugrahmens im Heckbereich des Nutzfahrzeugs, eine Ausgangs- oder Normalstellung einnehmend, von wenigstens einem Halter gehalten ist, und • das Prallelement unter der Einwirkung von bei einem Auffahrunfall auftretenden, in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Aufprallkräften aus seiner Ausgangs- oder Normalstellung bis in eine End- oder Unfallstellung beweglich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (6) derart geführt ist, dass es in der End- oder Unfallstellung an einem das Prallelement (6) abstützenden Element anliegt, und das Prallelement (6) in der End- oder Unfallstellung im Abstand unterhalb des Fahrzeugrahmens (3) angeordnet ist
Unterfahrschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das hintere Ende in der End- oder Unfallstellung des Prallelementes (6) tiefer angeordnet ist als in der Ausgangs- oder Normalstellung des Prallelementes (6).
Unterfahrschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (6) etwa liegend angeordnet ist, und in der End- oder Unfallstellung an wenigstens einem hinteren Rad (4) des Nutzfahrzeugs anliegt.
Unterfahrschutz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Prallelement (6) und dem darüber befindlichen Fahrzeugrahmen (3) ein Staufach vorgesehen ist, und dass mehrere Halter (7) vorgesehen sind, die sich zwischen dem Prallelement (6) und dem Fahrzeugrahmen (3) erstrecken, wobei die Halter (7) verformbar sind und die Bewegung des Prallelementes (6) durch ihre Verformung behindern.
Unterfahrschutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (7) Wandungen des Staufachs bilden.
Unterfahrschutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (6) mittels in Fahrtrichtung hintereinander angeordneter Halter (7) gehalten ist, wobei die Halter (7) unter Einwirkung der Aufprallkräfte verformbar sind und das Prallelement (6) in Art einer Parallelogrammverschiebung entlang einer vorbestimmten Bahnkurve führen.
Unterfahrschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (6) in der End- oder Unfallstellung der Fahrbahn anliegt.
Unterfahrschutz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (6) mit seinem hinteren Ende der Fahrbahn anliegt.
Unterfahrschutz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (6) in der End- oder Unfallstellung eine von seinem hinteren Ende nach vorn ansteigende Rampe bildet.
Unterfahrschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Prallelement (6) und dem Fahrzeugrahmen (3) ein expandierbares Auffangelement vorgesehen ist, welches in der End- oder Unfallstellung eine größere Fläche zwischen Fahrzeugrahmen und Prallelement (6) abdeckt als wenn sich das Prallelement (6) in seiner Ausgangs- oder Normalstellung befindet.
Unterfahrschutz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Prallelement (6) und dem Fahrzeugrahmen (3) ein bewegliches Auffangelement verläuft, von welchem in der End- oder Unfallstellung des Prallelementes (6) ein größerer Flächenanteil den Freiraum zwischen Fahrzeugrahmen (3) und Prallelement (6) abdeckt als wenn sich das Prallelement (6) in seiner Ausgangs- oder Normalstellung befindet.
Unterfahrschutz nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffangelement als Träger für Kennzeichnungs- oder Signalelemente des Nutzfahrzeugs – wie Heckleuchten oder Fahrzeugkennzeichen – dient.
Unterfahrschutz nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffangelement Verstärkungselemente – wie textile Stützbänder (16) – aufweist.
Unterfahrschutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugrahmen (3) einen längsbeweglichen oder verformbaren Heckbe reich (8) aufweist:
Unterfahrschutz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Halter (7) des Prallelementes (6) an den Heckbereich (8) anschließt, derart, dass eine durch die Aufprallkräfte ausgelöste Längsbewegung oder Verformung des Heckbereichs (8) die Bewegung des Prallelementes (6) aus seiner Ausgangs- oder Normalstellung in die End- oder Unfallstellung einleitet.
Unterfahrschutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (6) etwa liegend angeordnet und als Platte aus einem Holzwerkstoff ausgestaltet ist.
Unterfahrschutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (6) mit Hilfe von Verbindungselementen (17, 18) mit dem Fahrzeugrahmen (3) verbunden ist, wobei die durch die Verbindungselemente (17, 18) geschaffene Verbindung unter Einwirkung der bei einem Auffahrunfall auftretenden Aufprallkräfte unterbrechbar ist.
Unterfahrschutz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung wenigstens eine Schwachstelle aufweist, welche unter Einwirkung der Aufprallkräfte zerstörbar ist.
Unterfahrschutz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung wenigstens eine Trennstelle aufweist, welche unter Einwirkung der Aufprallkräfte zerstörungsfrei lösbar ist.
Unterfahrschutz nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trennstelle zwei benachbarte Verbindungselemente einen Formschluss bildend Abgleitflächen (19) aufweisen.