DE102009008280A1

DE102009008280A1 - Heck-Unterfahrschutz

Info

Publication number: DE102009008280A1
Application number: DE200910008280
Authority: DE
Original assignee: INFATEC GmbH
Current assignee: INFATEC CONSULTING FUER INNOVATIVE FAHRZEUGTEC, DE
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2029-02-11
Also published as: DE102009008280B4

Abstract

Heck-Unterfahrschutz für einen LKW (2), dessen Ladefläche und dessen Fahrzeugrahmen oberhalb der Stoßfänger eines üblichen PKW (1) angeordnet sind, enthaltend ein Stoßfängerelement (3), ein Kippelement (4), ein Hebelelement (7) und ein Flächenelement (9), wobei das Stoßfängerelement (3) unterhalb des Heckabschlusses des LKW quer zur Fahrtrichtung und in einer Höhe angeordnet ist, die einerseits unterhalb der Höhe einer Motorhaube eines üblichen PKW, andererseits oberhalb der Höhe eines üblichen PKW-Stoßfängers liegt, das Kippelement (4) unten mit dem Stoßfängerelement (3) verbunden ist, das Kippelement (4) am oberen Ende an einer ersten Drehachse (5) am Fahrzeugrahmen (6) so fixiert wird, dass das untere Ende bei der Drehung um die erste Drehachse (5) in Fahrtrichtung schräg nach unten schwenken kann, das Hebelelement (7) an seinem oberen Ende drehbar um eine zweite Drehachse (8) mit dem Kippelement (4) auf der dem Heck abgewandten Seite angeordnet und mit ihm verbunden ist, das Hebelelement (7) an seinem unteren Ende (11) mit dem Flächenelement (9) beweglich verbunden ist, das Flächenelement (9) eine zum Heck hin ansteigende Fläche über wenigstens einen Teil der Fahrzeugbreite unterhalb der Ladefläche vom Hebelelement (7) bis zum letzten Radsatz (13) bildet, ohne diesen jedoch zu berühren, das Flächenelement (9) einen heckseitigen Abschluss (10) bildet, das Hebelelement (7) so ausgerichtet ist, dass es das Flächenelement (9) in eine horizontale Position herabschiebt, ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Heck-Unterfahrschutz für einen LKW, wobei hierunter solche Nutzfahrzeuge umfasst werden sollen, die über eine meist über 1 Meter hohe und durchgehende Ladefläche oder sonstigen Nutzraum verfügen, unter der ein tragender oder mittragender Rahmen und daran Achsen und Räder angeordnet sind, wobei auch Auflieger und Anhänger mit gemeint sind. Kleintransporter, Reisebusse und so genannte SUV sind nicht Gegenstand des betreffenden Heck-Unterfahrschutzes.
Solche LKW weisen an ihrem Heck meist einen erheblichen Überhang auf, zwischen den Hinterreifen und dem Heckabschluss liegen oft mehr als 2 Meter Abstand. Der sich hierbei ergebende Freiraum wird gelegentlich durch Staufächer oder zum Mitführen von Reservereifen benutzt, wobei aber der Nutzraum begrenzt ist, weil im hinteren Bereich bei Unebenheiten der Straße wie Bodenwellen oder kurzen Anstiegen oder beim Auffahren auf Fähren ein hohes Maß an Bodenfreiheit erforderlich ist, um ein Aufsetzen des Hecks sicher zu vermeiden. Üblicherweise sollten sich unterhalb einer in einem Winkel von 8 Grad vom Boden ab dem letzten Hinterreifen zum Heck hin ansteigenden Ebene keine Anbauten im Heckbereich befinden.
Dieses Erfordernis ausreichender Bodenfreiheit führt auch dazu, dass derartige LKW üblicherweise nicht über Stoßstangen in Höhe der Stoßstangen von PKW verfügen, was im Falle von Fahrzeugkollisionen zwischen LKW und hinten auffahrenden PKW oder im Stau von hinten hineingeschobenen PKW zu erheblichen Sicherheitsproblemen führt, desgleichen auch, wenn die Kollision im hinteren Bereich teilweise seitlich erfolgt. Üblich ist bei LKW ein Unterfahrschutz in Höhe von 0,55 m, der jedoch nicht zur Aufnahme größerer kinetischer Kräfte ausgelegt ist.
Da der gesetzlich vorgeschriebene Unterfahrschutz sowie der Heckleuchtenhalter dem kollidierenden Fahrzeug in der Regel keinen nennenswerten Widerstand bieten, kann das Sicherheitskonzept der PKW mit einer vorderen Knautschzone und einer Sicherheitszelle für die Insassen nicht greifen. Das kollidierende Fahrzeug unterfährt mit seiner tragenden Karosserie das Heckteil, bis die Karosserie auf tief liegende Teile wie Reifen oder Achse auftrifft, wo sie sich verformt und Energie aufnimmt. Zu diesem Zeitpunkt haben das Heck des LKW und der darunter liegende Rahmenträger aber bereits die Frontscheibe des PKW durchschlagen und den Insassen schwerste Verletzungen zugeführt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine sichere Vorrichtung zu schaffen, die ein Unterfahren des LKW durch einen PKW sicher verhindert, im Normalbetrieb dabei die erforderliche Bodenfreiheit des LKW erhält und in Anschaffung und Unterhalt möglichst wirtschaftlich ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Heck-Unterfahrschutz für einen LKW, dessen Ladefläche und dessen Fahrzeugrahmen oberhalb der Stoßfänger eines üblichen PKW angeordnet sind, enthaltend ein Stoßfängerelement, ein Kippelement, ein Hebelelement und ein Flächenelement, wobei

• das Stoßfängerelement unterhalb des Heckabschlusses des LKW quer zur Fahrtrichtung und in einer Höhe angeordnet ist, die einerseits unterhalb der Höhe einer Motorhaube eines üblichen PKW, andererseits oberhalb der Höhe eines üblichen PKW-Stoßfängers liegt,
• das Kippelement unten mit dem Stoßfängerelement verbunden ist,
• das Kippelement am oberen Ende an einer ersten Drehachse am Fahrzeugrahmen so fixiert wird, dass das untere Ende bei der Drehung um die erste Drehachse in Fahrtrichtung schräg nach unten schwenken kann,
• das Hebelelement an seinem oberen Ende drehbar um eine zweite Drehachse mit dem Kippelement auf der dem Heck abgewandten Seite angeordnet und mit ihm verbunden ist,
• das Hebelelement an seinem unteren Ende mit dem Flächenelement beweglich verbunden ist,
• das Flächenelement eine zum Heck hin ansteigende Fläche über wenigstens einen Teil der Fahrzeugbreite unterhalb der Ladefläche vom Hebelelement bis zum letzten Radsatz bildet, ohne diesen jedoch zu berühren,
• das Flächenelement einen heckseitigen Abschluss bildet,
• das Hebelelement so ausgerichtet ist, das es das Flächenelement in eine horizontale Position herabschiebt, wenn eine in Fahrtrichtung gerichtete Bewegung des Stoßdämpferelements und eine dadurch hervorgerufene tangentiale Bewegung auf dem Drehkreis des Kippelements erfolgt,
• und das Flächenelement, nachdem es in eine horizontale Lage gebracht worden ist, eine in Fahrtrichtung gerichtete Bewegung ausführt, die es in horizontaler Richtung gegen den Radsatz verschiebt.

Im Normalbetrieb des LKW werden die Drehachsen arretiert und halten die Konstruktion des Heck-Unterfahrschutzes fest. Im Falle einer Kollision bewirken Sollbruchstellen bzw. Sollbiegestellen, dass die einzelnen Elemente sich an den Drehachsen wie Gelenke bewegen können. Die gesamte Konstruktion wird ferner durch weitere Haltevorrichtungen zusammengehalten, die jedoch nicht funktionell zum Unterfahrschutz beitragen, sondern Formstabilität im Normalbetrieb gewährleisten und Ersatzreifen oder die Heckbeleuchtung halten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass das Flächenelement aus 2 Teilelementen zusammengesetzt ist, von denen das eine mit dem Hebelelement verbunden ist und zum Heck hin ansteigt und das andere horizontal an das erste angesetzt ist und in Richtung des Radsatzes weist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Abstützung des Flächenelementes im Fall einer in Fahrtrichtung erfolgten Verschiebung durch die hinteren Reifen des LKW erfolgt.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Abstützung des Flächenelementes im Fall einer in Fahrtrichtung erfolgten Verschiebung durch die hintere Achse des LKW erfolgt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zwischen dem Flächenelement und der Ladefläche des LKW Staufächer vorgesehen.
Die Erfindung wird im folgenden Beispiel anhand mehrerer Skizzen näher erläutert:
1a zeigt einen PKW, der im Betriff ist, auf einen LKW, der über einen erfin dungsgemäßen Heck-Unterfahrschutz verfügt, aufzufahren,
1b zeigt schematisch eine Ausschnittvergrößerung des Heck- Unterfahrschutzes aus 1a,
2a zeigt den Heck-Unterfahrschutz im Moment des Aufpralls eines durch schnittlichen PKW bei einer hohen Geschwindigkeit, z. B. von 65 km/h,
2b zeigt die Stellung der Elemente nach dem Herabklappen des Flächen elementes bei einer Kollision,
2c zeigt die Endstellung der abgestützten Elemente nach einer solchen Kollision,
1a und 1b zeigen das Stoßfängerelement 3, welches mit dem Kippelement 4 fest verbunden ist. Die Verbindung erfolgt am besten mittels eines Bleches, welches sich ebenso wie das Stoßfängerelement 3 über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt. Das Kippelement 4 kann vorteilhaft in Form einzelner Träger, vorzugsweise zwei bis vier Stück, ausgeführt werden. Das Kippelement 4 wird am oberen Ende am Gelenk 5 am Fahrzeugrahmen 6 des LKW 2 fixiert. Das Gelenk 5 bildet dabei die erste Drehachse.
Am Kippelement 4, vorzugsweise in der Nähe des Stoßfängerelements 3, ist das Hebelelement 7 am Gelenk 8 angebracht. Im Falle einer Kollision bewirkt dieses Hebelelement 7 zusammen mit dem Kippelement 4 eine Kraftumlenkung der horizontalen Kräfte in eine vertikal gerichtete Kraft, die auf das Flächenelement 9 wirkt, welches in diesem Beispiel geteilt ausgeführt ist und aus einem geneigten Teil 9a und einem horizontalen Teil 9b zusammengesetzt ist, und die das geneigte Teil 9a in eine horizontale Position herunter drückt.
In dieser horizontalen Position kommt der Heckabschluss 10, der konstruktiv als eine Verstrebung über die gesamte Fahrzeugbreite ausgeführt sein kann, in eine Höhe, in der das Sicherheitssystem von üblichen PKW greift, üblicherweise 0,35 m. Die Krafteinleitung über die Befestigung 11 kann dabei derart erfolgen, dass eine starre Einrastposition erreicht wird, sobald das Flächenelement 9 horizontal liegt.
Sobald diese horizontale Endposition erreicht ist, bewirken die Kollisionskräfte, die über den Heckabschluss eingeleitet werden, dass das Flächenelement in Fahrtrichtung verschoben wird, und dabei in horizontaler Ausrichtung verbleibt und sich auch nicht wesentlich verformt, insbesondere nicht knickt. Das Flächenelement 9 ist dabei derart ausgeprägt, dass bereits nach wenigen Zentimetern die Abstützpunkte am letzten Fahrzeugrad 13 erreicht werden. Dies können alternativ Teile des Reifens oder der Achse sein oder auch beides. Damit das Flächenelement auch in horizontaler Ausrichtung auf das letzte Fahrzeugrad 13 auftrifft, wird eine Abstützung 14 vorgesehen, die konstruktiv mit den Radverkleidungen verbunden werden kann.
Das Flächenelement 9 ist dabei konstruktiv so auszulegen, dass es bei den üblicherweise auftretenden Kräften nicht knicken kann, beispielsweise kann es aus einer handelsüblichen Sperrholzplatte bestehen. Sofern im Normalbetrieb auf dem Flächenelement Staufächer angebracht werden, ist auch mindestens eine Halterung 12 erforderlich.
2a, 2b und 2c sollen den Kollisionsvorgang erläutern und stellen den zeitlichen Ablauf dar. 2a zeigt, wo das kollidierende Fahrzeug auftrifft. Das kollidierende Fahrzeug stößt zunächst an das Stoßfängerelement 3, welches der Kollision wenig Widerstand entgegensetzt, und, geführt vom Kippelement 4, abwärts in seine vertikale Endposition schwenkt. Hierbei wird über das Hebelelement 7 auch das Flächenelement 9 abwärts gesenkt.
2b zeigt, wo in vertikaler Endposition das Hebelelement 7 arretiert und das kollidierende Fahrzeug mit seinem Rahmen auf den Heckabschluss 10 des Flächenelementes 9 trifft. Heckabschluss 10, Stoßfängerelement 3 und Hebelelement 7 können hierbei auch derart dimensioniert werden, dass sie in der Endposition eine starre Einheit bilden und unterschiedliche Höhen der Frontpartie des kollidierenden Fahrzeugs ausgleichen.
2c zeigt im Anschluss daran, wie der Heckabschluss 10 eine horizontale Verschiebung des Flächenelements 9 bewirkt, bis es auf das hinterste Fahrzeugrad 13 trifft, in diesem Beispiel den Fahrzeugreifen. Der Weg in horizontaler Richtung kann hierbei konstruktiv so gestaltet werden, dass bereits ein Teil der kinetischen Energie des kollidierenden Fahrzeugs aufgenommen und umgewandelt wird. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass eine starre und verformungsarme Konstruktion gewählt wird. Sobald auch die horizontale Endposition, wie in 2b gezeigt, erreicht ist, findet weiterer Abbau der kinetischen Energie nur noch am kollidierenden Fahrzeug statt.

1: PKW
2: LKW
3: Stoßfängerelement
4: Kippelement
5: Gelenk
6: Fahrzeugrahmen
7: Hebelelement
8: Gelenk
9, 9a, 9b: Flächenelement
10: Heckabschluss
11: Befestigung
12: Halterung
13: Fahrzeugrad
14: Abstützung

Claims

Heck-Unterfahrschutz für einen LKW (2), dessen Ladefläche und dessen Fahrzeugrahmen oberhalb der Stoßfänger eines üblichen PKW (1) angeordnet sind, enthaltend ein Stoßfängerelement (3), ein Kippelement (4), ein Hebelelement (7) und ein Flächenelement (9), wobei • das Stoßfängerelement (3) unterhalb des Heckabschlusses des LKW quer zur Fahrtrichtung und in einer Höhe angeordnet ist, die einerseits unterhalb der Höhe einer Motorhaube eines üblichen PKW, andererseits oberhalb der Höhe eines üblichen PKW-Stoßfängers liegt, • das Kippelement (4) unten mit dem Stoßfängerelement (3) verbunden ist, • das Kippelement (4) am oberen Ende an einer ersten Drehachse (5) am Fahrzeugrahmen (6) so fixiert wird, dass das untere Ende bei der Drehung um die erste Drehachse (5) in Fahrtrichtung schräg nach unten schwenken kann, • das Hebelelement (7) an seinem oberen Ende drehbar um eine zweite Drehachse (8) mit dem Kippelement (4) auf der dem Heck abgewandten Seite angeordnet und mit ihm verbunden ist, • das Hebelelement (7) an seinem unteren Ende (11) mit dem Flächenelement (9) beweglich verbunden ist, • das Flächenelement (9) eine zum Heck hin ansteigende Fläche über wenigstens einen Teil der Fahrzeugbreite unterhalb der Ladefläche vom Hebelelement (7) bis zum letzten Radsatz (13) bildet, ohne diesen jedoch zu berühren, • das Flächenelement (9) einen heckseitigen Abschluss (10) bildet, • das Hebelelement (7) so ausgerichtet ist, dass es das Flächenelement (9) in eine horizontale Position herabschiebt, wenn eine in Fahrtrichtung gerichtete Bewegung des Stoßdämpferelements (3) und eine dadurch hervorgerufene tangentiale Bewegung auf dem Drehkreis des Kippelements (4) erfolgt, • und das Flächenelement (9), nachdem es in eine horizontale Lage gebracht worden ist, eine in Fahrtrichtung gerichtete Bewegung ausführt, die es in horizontaler Richtung gegen den Radsatz (13) verschiebt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (9) aus zwei Teilelementen (9a, 9b) zusammengesetzt ist, von denen das eine mit dem Hebelelement (7) verbunden und zum Heck hin ansteigt und das andere horizontal an das erste angesetzt ist und in Richtung des Radsatzes (13) weist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung des Flächenelementes (9) im Fall einer in Fahrtrichtung erfolgten Verschiebung durch die hinteren Reifen des LKW erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung des Flächenelementes (9) im Fall einer in Fahrtrichtung erfolgten Verschiebung durch die hintere Achse des LKW erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flächenelement (9) und der Ladefläche des LKW Reservereifen vorgesehen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flächenelement (9) und der Ladefläche des LKW Staufächer vorgesehen werden.