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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein
Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei
einem Frontalaufprall eines Kraftfahrzeuges kann die den Motorraum
begrenzende Stirnwand in den Fußraum des Kraftfahrzeuges
intrudiert werden, wodurch die Füße des Fahrzeuginsassen
einem Verletzungsrisiko ausgesetzt sind.
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Zur
Reduzierung einer solchen unfallbedingten Stirnwandintrusion ist
es bekannt, Dämpfungselemente auf dem Stirnwandblech anzuordnen.
So ist aus der
DE
198 58 636 A1 eine gattungsgemäße Sicherheitseinrichtung
für ein Fahrzeug bekannt, das ein auf der Stirnwand angeordnetes
Energieabsorptionselement sowie eine darauf angeordnete Fußablage
aufweist, auf der die Füße des Fahrzeuginsassen abstützbar
sind. Im Normalzustand ist das Energieabsorptionselement unmittelbar
ohne zwischengeordnetem Hohlraum in Kontakt mit der Stirnwand sowie
mit der Fußablage. Im Kollisionsfall kann daher noch ein
großer Anteil des Aufprallimpulses auf die auf die Fußablage
abgestützten Füße des Fahrzeuginsassen übertragen
werden.
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In
der
DE 102 50 090
A1 wird ein Fahrzeug mit einer Bodenverkleidung beschrieben,
welche zumindest abschnittsweise zu einer Stirnwand beabstandet
angeordnet ist, um im Crash-Fall einen Verformungsweg für
die Stirnwand in Richtung des Fahrgastraums bereitzustellen.
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Die
DE 101 54 026 A1 offenbart
ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Antriebsaggregat von Luftsäcken
eingeschlossen ist, welche bei einer Frontalkollision schlagartig
aufgeblasen werden. Die aufgeblasenen Luftsäcke verhindern,
dass das Antriebsaggregat in die Stirnwand eindringt, welche den
Motorraum von der Fahrgastzelle trennt.
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Aus
der
DE 44 09 081 C1 ist
eine Baueinheit für den Stirnwand- oder Cockpitbereich
eines Personenkraftwagens bekannt, welche aus zwei Verbundteilen
gebildet ist. Die Verbundteile bestehen jeweils aus tiefgezogenem
Blech und daran angespritztem Kunststoff. Das eine Verbundteil bildet
die Stirnwand als vordere Abschlusswand des Insassenraumes und das andere
Verbundteil bildet den Instrumententafel-Träger. Der Blechanteil
eines jeden Verbundteiles ist derart geformt, dass mit ihm den großräumigen
Kraftfluss bei der Aufnahme der Betriebsbelastung innerhalb des
Verbundteiles und an den Anschlussstellen zur Karosserie hin Rechnung
getragen ist.
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Die
DE 199 32 780 C1 beschreibt
einen Vorbaubereich für ein Kraftfahrzeug mit einer einen Fahrgastraum
von einem Motorraum trennenden Stirnwand, wobei in dem Motorraum
eine mehrere Teileinheiten aufweisende Antriebseinheit angeordnet
ist. Die Stirnwand ist mit vorgeformten Flächenabschnitten
derart an eine – auf die normale Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs
bezogen – rückseitige Kontur der Antriebseinheit
angepasst, dass bei einer Verschiebung der Antriebseinheit nach
hinten durch einen Frontaufprall eine großflächige
Anlage der Antriebseinheit an der Stirnwand erfolgt.
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Aus
der
DE 196 21 943
C2 ist eine Stirnwand für eine Fahrzeugkarosserie
bekannt, welche mit verformbaren Teilbereichen versehen ist, um
eine Bewegung von im Motorraum angeordneten Teilen relativ zur Stirnwand
zu ermöglichen. Die Stirnwand ist im Bereich der beiden
Längsträgeranschlüsse jeweils mit steifen
und unnachgiebigen Seitenteilen und im Mittelbereich mit einem Deformationseinsatz
versehen. Die Seitenteile sind oben durch einen steifen Verbindungsträger
zusammengehalten und bilden mit diesen einen U-förmigen
Rahmen, welcher den Deformationseinsatz umfasst.
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In
der
DE 10 2005
052 842 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz der
unteren Extremitäten eines Insassen bei einer unfallbedingten
Verformung des Fußraumes mit einer im Fußraum
angeordneten Dämmschicht beschrieben. Unter der Dämmschicht
ist ein als Lastverteilerplatte ausgelegter Einleger angeordnet,
welcher Mittel aufweist, mittels denen sich der Einleger bei einer
unfallbedingten Verformung des Fußraumes selbsttätig
von einem Fußraum-Wandbereich abhebt und einen Spaltabstand
zwischen dem Einleger und dem Fußraum-Wandbereich ausbildet.
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Die
DE 103 30 313 A1 beschreibt
einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug,
welcher an einer in Fahrtrichtung weisenden Stirnwand angrenzende Schürzen
aufweist. Die Schürzen biegen sich bei einem Crash des
Kraftfahrzeugs nach außen und vergrößern
damit die stirnseitige Fläche des Stoßfängers.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sicherheitseinrichtung
für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der die Füße
des Fahrzeuginsassen bei einer Fahrzeugkollision geschützt
sind.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist zwischen der Fußablage
und dem Energieabsorptionselement ein freier Deformationsraum ausgebildet,
der einen freien Deformationsweg für das Stirnwandblech
bereithält. Im Kollisionsfall wird daher der in das Stirnwandblech
eingebrachte Aufprallimpuls durch Deformation des Stirnwandbleches
zumindest teilweise abgebaut, bevor dieser in die Füße
des Fahrzeuginsassen eingeleitet wird.
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Die
Fußablage kann erfindungsgemäß als ein
starres, steifes sowie plattenförmiges Kunststoffbauteil
ausgebildet sein, das als stabiles Widerlager zur Fußabstützung
einsetzbar ist. Demgegenüber kann das Energieabsorptionselement
aus weichem Material ausgeführt sein, das plan auf der
Stirnwand aufliegt und deren Blechkontur folgt. Als besonders vorteilhaft,
auch im Hinblick auf eine Geräuschdämpfung des
Fahrzeuginnenraumes, hat sich die Verwendung von Baumwollfaserflies
erwiesen.
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Die
im Fußraum vorgesehene Sicherheitseinrichtung ist mit der
Kombination aus Energieabsorptionselement und Fußablage
zumindest zweilagig ausgeführt. Für einen stabilen
Aufbau kann der Deformationsraum als ein in Richtung des Fußraumes
offener Hohlraum in das Energieabsorptionselement eingebracht sein.
Der offene Hohlraum kann von der plattenförmigen Fußablage
abgedeckt sein.
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Für
einen stabilen Aufbau der Sicherheitseinrichtung ist es außerdem
günstig, wenn der Deformationsraum an seiner der Stirnwand
zugewandten Seite geschlossen ist. Entsprechend kann das Energieabsorptionselement
zur Ausbildung des Deformationsraumes in etwa schalenförmig
ausgebildet sein, deren Boden durch das Energieabsorptionselement mit
reduzierter Materialstärke geschlossen ist.
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Für
eine für den Fahrzeuginsassen risikoarme Stirnwandintrusion
ist es von Bedeutung, dass die Fußablage bei in etwa gleichbleibender
Winkellage in den Fußraum gedrückt wird.
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Außerdem
ist eine montagetechnisch einfache Halterung der Fußablage
am Energieabsorptionselement von Vorteil. Vor diesem Hintergrund
kann das Energieabsorptionselementeine entsprechend angepasste Formschlusskontur
aufweisen, in der die Fußablage formschlüssig
eingesetzt ist. Die Formschlusskontur kann eine umlaufende Einfassung
aufweisen, die sich entlang des Öffnungsrandes des Deformationsraums
erstrecken kann. Die Fußablage kann in die Einfassung lose
eingelegt werden.
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Alternativ
oder zusätzlich kann die Formschlusskontur des Energieabsorptionselementes
zumindest eine weitere Ausnehmung aufweisen, in die ein an der Fußablage
ausgebildetes Führungselement formschlüssig einragen
kann.
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Die
oben genannte Einfassung kann eine von der dem Fußraum,
zugewandten Seite des Energieabsorptionselementes abgestufte Stützfläche
aufweisen, auf der die Fußablage abstützbar ist.
Die Stützfläche kann dabei bevorzugt um eine Höhe
abgestuft sein, die in etwa der Materialstärke der Fußablage
beziehungsweise der Materialstärke eines Verbundes aus
Fußablage und zusätzlichem Einlegerteil entspricht.
Auf diese Weise kann die Fußablage in etwa flächenbündig
in der Oberfläche des Energieabsorptionselementes verbaut
sein. Zur Lagesicherung kann die Fußablage von einem Bodenbelag überdeckt
sein. Auf diese Weise kann eine dreilagige Verbundstruktur bestehend
aus Stirnwandblech, Energieabsorptionselement, Fußablage
und Bodenbelag bereitgestellt werden.
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Durch
den erfindungsgemäßen freien Deformationsraum
im Energieabsorptionselement kann – im Vergleich zu einer
Vollmaterial-Ausführung – die Stabilität
der Sicherheitseinrichtung bezüglich einer Trittfestigkeit
beeinträchtigt sein, bei der die Fußablage vom
Fahrzeuginsassen mit einer Trittkraft beaufschlagt wird. Vor diesem
Hintergrund ist es günstig, wenn die Fußablage
mit einer zusätzlichen Versteifungsstruktur ausgebildet
ist, die die Formstabilität der Fußablage erhöhen
kann. Die Versteifungsstruktur kann von einem geschlossenen Rahmen
umgeben sein, der wiederum großflächig auf der
Stützfläche der Einfassung des Deformationselementes
aufliegen kann.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten
Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einer perspektivischen Teilansicht den vorderen beifahrerseitigen
Fußraum eines Kraftfahrzeugs mit einem teilweise aufgeschnittenen
Bodenbelag und einer teilweise aufgeschnittenen Fußablage;
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2 in
einer Querschnittansicht entlang der Schnittebene I-I aus der 1 den
vorderen Fußraum;
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3 in
einer Draufsicht die dem Fußraum zugewandte Vorderseite
der Fußablage; und
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4 die
Rückseite der Fußablage.
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In
der 1 ist in einer perspektivischen Teilansicht ein
vorderer Fußraum 1 der Beifahrerseite eines Fahrzeugs
gezeigt. Der Fußraum 1 ist zur Fahrzeugmitte hin
von einem Mittentunnel 15 sowie frontseitig durch eine
Stirnwand 3 begrenzt. Wie aus der 1 hervorgeht,
ist die Stirnwand 3 des vorderen Fußraums 1 mehrlagig
aufgebaut. Unter einem Bodenbelag 9 ist in etwa mittig
in der Stirnwand 3 eine Kombination aus einer Fußablage
bzw. Fußablageplatte 7 und einem Einlegerteil 8 angeordnet.
Die Fußablage 7 überdeckt wiederum eine
als Energieabsorptionselement wirkende Dämmschicht 13,
etwa aus Baumwollfaserflies. Die Dämmschicht 13 begrenzt
einen Deformationsraum 11, welcher als ein in Richtung
des Fußraumes 1 offener Hohlraum ausgebildet ist.
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Der
Hohlraum 11 ist vollständig von der Fußablage 7 abgedeckt.
Die Fußablage 7 sitzt formschlüssig auf
der Dämmschicht 13, die in dichter Anlage mit
der Stirnwand 3 ist und großflächig deren Blechkontur
sowie der Blechkontur eines an die Stirnwand 3 anschließenden
Mittentunnels 15 folgt.
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Wie
auch aus der 2 hervorgeht, ist die Dämmschicht 13 mit
variierender Materialstärke auf das Stirnwandblech 3 aufgebracht.
So ist im Bereich des schalenförmigen Hohlraums 11 die
Materialstärke der Dämmschicht 13 derart
angepasst, dass die Dämmschicht 13 mit reduzierter
Materialstärke den Boden 17 des in etwa schalenförmigen
Hohlraums 11 ausbildet. Für einen sicheren Halt
der Fußablage 7 weist die Dämmschicht 13 eine
entsprechend der Fußablage 7 angepasste Formschlusskontur 19 auf.
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Die
Formschlusskontur 19 ist hier eine um den Öffnungsrand
des Hohlraums 11 verlaufende Einfassung 21, die
die Fußablage 7 begrenzt. Die Einfassung 21 weist
eine von der dem Fußraum 1 zugewandten Seite der
Dämmschicht 13 abgestufte Stützfläche 20 für
die Fußablage 7 auf. Dabei ist die Stützfläche 20 um
eine Höhe abgestuft, die in etwa der Materialstärke
des Verbundes aus Fußablage 7 und Einlegerteil 8 entspricht.
Die Fußablage 7 liegt in der Einfassung 21 lose
auf der Stützfläche 20. Für eine
zusätzliche Vereinfachung der Montage der Fußablage 7 weist
die Formschlusskontur 19 eine weitere Ausnehmung 23 auf,
in welche ein an der Fußablage 7 ausgebildetes
Führungselement 25, wie es in der 4 gezeigt
wird, formschlüssig einragt.
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In
der 2 ist in einer Schnittansicht entlang der Schnittebene
I-I in der 1 der mehrlagige Aufbau der
Sicherheitseinrichtung verdeutlicht. Im Fußraum 1 ist
ein Bodenblech 27 und die Stirnwand 3 vollständig
von dem Bodenbelag 9 abgedeckt. Zwischen dem Bodenbelag 9 und
der Fußablage 7 ist in der 2 das zusätzliche
Einlegerteil 8 angeordnet, das in etwa flächenbündig
mit der Oberfläche der Dämmschicht 13 ausgerichtet
ist. Die Kombination aus Fußablage 7 und Einlegerteil 8 deckt
den Hohlraum 11 auf der zum Fußraum 1 zugewandten
Seite ab.
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Zudem
geht aus der 2 hervor, dass der Hohlraum 11 stirnwandseitig
von der Dämmschicht 13 umschlossen ist. Die Dämmschicht 13 ist
wiederum mit unterschiedlicher Materialstärke vollflächig
in Anlage mit der Stirnwand 3. Auch der Abschnitt, in dem
die Stirnwand 3 in das Bodenblech 27 übergeht, ist
von der Dämmschicht 13 abgedeckt.
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Wie
aus den 3 und 4 hervorgeht, weist
die plattenförmige Fußablage 7 randseitig
einen rahmenartig umlaufenden, im Profil rinnenförmigen
Rahmen 34 auf, dessen innere Seitenwand in eine Basisplatte 30 übergeht.
Sowohl die Basisplatte 30 als auch der rinnenförmige
Rahmen 34 der Fußablage 7 ist mit einer
zusätzlichen schachbrettartigen Versteifungsstruktur 29 ausgebildet,
in der Versteifungsstege 35 einander überkreuzen.
Die Versteifungsstege 35 erstrecken sich gemäß der 4 an seiner
dem Fußraum 1 abgewandten Seite großflächig über
die gesamte Basisplatte. Zugleich erstrecken sich die Versteifungsstege 35 auf
der gegenüberliegenden Seite innerhalb des rinnenförmigen Rahmens 34 der
Fußablage 7.
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In
der 3 ist in einer Draufsicht die dem Fußraum 1 zugewandte
Vorderseite der Fußablage 7 gezeigt. Die Fußablage 7 ist
als plattenförmiges Kunststoffspritzgussteil ausgebildet.
Aufgrund der oben beschriebenen Geometrie der Fußablage 7 ist die
Versteifungsstruktur 29 an der Vorderseite der Fußablage 7 nur
im Randbereich sichtbar. Im mittleren durch die Basisplatte 30 gebildeten
Abschnitt der Fußablage 7 ist die Versteifungsstruktur 29 durch eine
geschlossene, plane Fläche 31 überdeckt.
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In
der 4 ist die Rückseite der Fußablage 7 dargestellt.
Im Unterschied zur 3 ist hier im mittleren Abschnitt 30 der
Fußablage 7 die schachbrettartige Versteifungsstruktur 29 sichtbar.
Im Randbereich 32 der Fußablage 7 ist
die Versteifungsstruktur 29 durch eine geschlossene, plane
Fläche 33 überdeckt. Der Rahmen 34 der
Fußablage 7 ist im montierten Zustand in Auflage
mit der Stützfläche 20 der Einfassung 21 des
Deformationselements 13. Am Rahmen 34 sind außerdem
die bereits erwähnten Führungselemente 25,
hier als Dorne gezeigt, angeordnet. Die Dorne 25 ragen
jeweils formschlüssig in die korrespondierende Ausnehmung 23 ein,
wie sie in der 1 gezeigt ist.
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- 1
- vorderer
Fußraum
- 3
- Stirnwand
- 7
- Fußablage
- 8
- Einlegerteil
- 9
- Bodenbelag
- 11
- Deformationsraum
- 13
- Energieabsorptionselement
- 15
- Mitteltunnel
- 17
- Boden
des Deformationsraumes 11
- 19
- Formschlusskontur
- 20
- Stützfläche
- 21
- Einfassung
- 23
- Ausnehmung
- 25
- Führungselement
- 27
- Bodenblech
- 29
- Versteifungsstruktur
- 30
- Basisplatte
- 31
- Fläche
- 32
- Randbereich
- 33
- Fläche
- 34
- Rahmen
- 35
- Versteifungsstege
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19858636
A1 [0003]
- - DE 10250090 A1 [0004]
- - DE 10154026 A1 [0005]
- - DE 4409081 C1 [0006]
- - DE 19932780 C1 [0007]
- - DE 19621943 C2 [0008]
- - DE 102005052842 A1 [0009]
- - DE 10330313 A1 [0010]