DE102010002269A1 - Vehicle with deformable passenger compartment - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung schafft ein Fahrzeug mit einer im Kollisionsfall entlang eines Deformationswegs deformierbaren Fahrgastzelle (100–103, 112, 181–182). Die Fahrgastzelle (100–103, 112, 181–182) weist ein Dissipationsmittel (100–103, 112) zum Dissipieren von Kollisionsenergie durch ihre Deformation entlang des Deformationswegs auf. Weiterhin umfasst die Fahrgastzelle (100–103) ein Begrenzungsmittel (131) zur Begrenzung des Deformationswegs derart, dass in der Fahrgastzelle (100–103, 112, 181–182) ein Überlebensraum (142) um einen Fahrgast gewahrt bleibt. Die Erfindung ermöglicht auf diese Weise, bei einem Unfall die Struktur der Fahrgastzelle (100–103, 112, 181–182) selbst für den zum Schutz der Insassen notwendigen Energieabbau zu nutzen. Dies geschieht bei gleichbleibend hohem Insassenschutz und unter Verhinderung des Kontaktes des Fahrgastes mit intrudierenden Strukturen. Dadurch ist es möglich, durch Verzicht auf zusätzliche Deformationselemente die Fahrzeugmasse und den erforderlichen Bauraum zu reduzieren.The present invention provides a vehicle with a passenger cell (100-103, 112, 181-182) which can be deformed along a deformation path in the event of a collision. The passenger cell (100-103, 112, 181-182) has a dissipation means (100-103, 112) for dissipating collision energy due to its deformation along the deformation path. Furthermore, the passenger cell (100-103) comprises a limiting means (131) for limiting the deformation path in such a way that a survival space (142) around a passenger is preserved in the passenger cell (100-103, 112, 181-182). In this way, the invention enables the structure of the passenger compartment (100-103, 112, 181-182) to be used even for the energy reduction required to protect the occupants in the event of an accident. This is done while maintaining a high level of occupant protection and preventing the passenger from coming into contact with intruding structures. This makes it possible to reduce the vehicle mass and the required installation space by dispensing with additional deformation elements.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einer in einem Kollisionsfall deformierbaren Fahrgastzelle, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug mit einer derartigen Fahrgastzelle.The present invention relates to a vehicle having a passenger compartment that is deformable in the event of a collision, in particular a passenger vehicle having such a passenger compartment.
Fahrzeuge sind mobile Fortbewegungsmittel, die dem Transport von Gütern, Werkzeugen und/oder Personen dienen und z. B. als Wasserfahrzeuge, Landfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge oder Kombinationen hiervon ausgebildet sein können. Zudem lassen sich Fahrzeuge nach vielfältigen weiteren Kategorien untergliedern. Beispielhaft seien hier bei Luftfahrzeugen Hubschrauber und Starrflügelflugzeuge und bei Landfahrzeugen Fahrzeuge mit Rädern wie Straßenfahrzeuge oder Eisenbahnen und Fahrzeuge ohne Räder wie Luftkissenfahrzeuge, Magnetschwebefahrzeuge oder Seilbahnkabinen genannt. Insbesondere ganz oder teilweise dem Personentransport dienende Fahrzeuge sowie Fahrzeuge, die von einem sich mit dem Fahrzeug bewegenden Fahrzeugführer steuerbar sind, weisen typischerweise einen als Fahrgastzelle bezeichneten Raum zur Aufnahme ein oder mehrerer Fahrgäste auf, unter denen sich auch ein Führer des Fahrzeugs befinden kann.Vehicles are mobile means of transport, which serve the transport of goods, tools and / or persons and z. B. as watercraft, land vehicles, aircraft, spacecraft or combinations thereof may be formed. In addition, vehicles can be subdivided into various other categories. By way of example, in aircraft, helicopters and fixed wing aircraft and in land vehicles vehicles with wheels such as road vehicles or railways and vehicles without wheels such as hovercraft, magnetic levitation vehicles or cable car cabins are mentioned. In particular, all or part of the passenger transport serving vehicles and vehicles that are controllable by a moving with the vehicle driver, typically have designated as a passenger compartment space for receiving one or more passengers, which may also be a leader of the vehicle.
Obwohl auf beliebige Fahrzeuge mit einer Fahrgastzelle anwendbar, wird die Erfindung und das ihr zugrunde liegende Problem im Folgenden im Hinblick auf für die Fahrt auf Straßen geeignete Personenkraftfahrzeuge erläutert. Moderne Fahrzeuge dieser Art bieten im Falle eines Kollisionsunfalls ein hohes Maß an Schutz für die Insassen bzw. Fahrgäste des Fahrzeugs. Dies wird erreicht zum einen durch Insassenschutzsysteme wie Gurte und Airbags im Fahrzeug, zum anderen durch die Auslegung der Fahrzeugstruktur mit einer steifen Fahrgastzelle, die sich in normalen Crashszenarios (Euro-NCAP, US-NCAP, IIHS, AZT) im Wesentlichen nicht deformiert. Damit ist gewährleistet, dass den Fahrzeuginsassen der erforderliche Überlebensraum erhalten bleibt. Der Überlebensraum beschreibt den Raum, der vom Insassen zum Abbau seiner kinetischen Energie durch die Insassenschutzsysteme benötigt wird. In diesen Überlebensraum sollten auch im Crashfall keine den Insassen gefährdenden Körper wie Strukturen oder Komponenten des eigenen Fahrzeuges oder des Kollisionsgegners eindringen. Beim Stand der Technik stellt dieser Überlebensraum einen geometrischen Unterraum des von der Fahrgastzelle umspannten Fahrzeuginnenraums dar. Aufgrund der im Wesentlichen nicht deformierenden Fahrgastzelle bleibt der Überlebensraum im Crashfall erhalten.Although applicable to any vehicle having a passenger compartment, the invention and the problem underlying it are explained below with regard to passenger vehicles suitable for driving on roads. Modern vehicles of this type provide a high degree of protection for the occupants or passengers of the vehicle in the event of a collision accident. This is achieved on the one hand by occupant protection systems such as belts and airbags in the vehicle, on the other hand by the design of the vehicle structure with a rigid passenger compartment, which does not deform in normal crash scenarios (Euro-NCAP, US-NCAP, IIHS, AZT) substantially. This ensures that the vehicle occupants the required survival space is maintained. The survival space describes the space required by the occupant to reduce their kinetic energy through occupant protection systems. Even in the event of a crash, no body endangering the occupants, such as structures or components of one's own vehicle or collision opponent, should penetrate this survival space. In the prior art, this survival space represents a geometric subspace of the vehicle interior spanned by the passenger compartment. Due to the substantially non-deforming passenger compartment, the survival space is preserved in the event of a crash.
Vor (und hinter) dieser Fahrgastzelle befinden sich Strukturelemente (sogenannte Knautschzonen), die im Crashfall unter Dissipation der kinetischen Energie des Fahrzeuges gezielt deformiert werden. Durch diese gezielte Deformation wird der Verzögerungsverlauf der Fahrgastzelle derart beeinflusst, dass die Insassenbelastungen unterhalb der biomechanischen Grenzen bleiben.Before (and behind) this passenger compartment are structural elements (so-called crumple zones), which are selectively deformed in the event of a crash by dissipating the kinetic energy of the vehicle. By this targeted deformation of the deceleration of the passenger compartment is influenced so that the occupant loads remain below the biomechanical limits.
Mit der Elektrifizierung des Antriebsstrangs ergeben sich neue Gestaltungsspielräume beim Fahrzeugdesign, weil großvolumige Komponenten wie ein Verbrennungsmotor und Getriebe entfallen. So ist z. B. bei Verwendung von Radnabenmotoren und Montage der Batterie unter dem Fahrzeugboden ein Vorderwagen nicht grundsätzlich erforderlich. Die Funktionalität des Energieabbaus im Kollisionsfall muss bei Wegfall eines Vorderwagens mit Knautschzone anders als beim Stand der Technik realisiert werden, um kleinere, leichtere und dennoch sichere Fahrzeuge herzustellen.With the electrification of the powertrain new design freedom in vehicle design, because large-volume components such as an internal combustion engine and gearbox omitted. So z. B. when using wheel hub motors and mounting the battery under the vehicle floor a front end not required. The functionality of the energy dissipation in the event of a collision must be realized in the absence of a front end with crumple zone unlike the prior art to produce smaller, lighter, yet safe vehicles.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Demgemäß ist ein Fahrzeug mit einer im Kollisionsfall entlang eines Deformationswegs deformierbaren Fahrgastzelle vorgesehen, welche ein Dissipationsmittel zum Dissipieren von Kollisionsenergie durch ihre Deformation entlang des Deformationswegs aufweist. Die Fahrgastzelle umfasst weiterhin ein Begrenzungsmittel zur Begrenzung des Deformationswegs derart, dass in der Fahrgastzelle ein Überlebensraums um einen Fahrgast gewahrt bleibt.Accordingly, there is provided a vehicle having a passenger compartment deformable in the event of a collision along a deformation path and having a dissipation means for dissipating collision energy by its deformation along the deformation path. The passenger compartment further comprises a limiting means for limiting the deformation path such that in the passenger compartment a survival space is maintained around a passenger.
Die Fahrgastzelle besteht somit unter anderem aus das Dissipationsmittel bereitstellenden Strukturelementen, die unter Dissipation von Energie um ein definiertes Maß – den Deformationsweg – deformierbar sind, und aus das Begrenzungsmittel bereitstellenden Strukturelementen, die bewirken, dass die Steifigkeit der Fahrgastzelle sprunghaft zunimmt, wenn die Deformation dieses definierte Maß erreicht, so dass eine weitere Deformation weitgehend unterbunden wird. Die das Begrenzungsmittel bereitstellenden Strukturelemente begrenzen die Deformation auf ein zur Wahrung des Überlebensraums notwendiges Maß, welches im Folgenden als Überlebensraummaß bezeichnet wird. Dissipations- und Begrenzungsmittel können dabei sowohl durch unterschiedliche Strukturelemente oder ganz oder teilweise durch dieselben Strukturelemente bereitgestellt sein.The passenger compartment thus consists, among other things, of structural elements providing the dissipation agent, which are deformable by dissipation of energy by a defined measure - the deformation path - and of the Limiting providing structure elements that cause the rigidity of the passenger compartment increases abruptly when the deformation reaches this defined level, so that further deformation is largely prevented. The structural elements which provide the limiting means limit the deformation to a dimension necessary for preserving the survival space, which is referred to below as the survival space measure. Dissipation and limiting means can be provided both by different structural elements or completely or partially by the same structural elements.
Beim Stand der Technik stellt ein Überlebensraum einen geometrischen Unterraum des von einer nicht wesentlich deformierenden Fahrgastzelle umspannten Fahrzeuginnenraums dar und bleibt deshalb auch im Standard-Crashfall erhalten. Die Fahrgastzelle des erfindungsgemäßen Fahrzeugs hingegen deformiert zwar – kontrolliert durch das Dissipationsmittel entlang dem Dissipationsweg – unter Dissipation der Kollisionsenergie, der Überlebensraum um den Fahrgast bleibt aber dennoch gewahrt, weil der Deformationsweg durch das Begrenzungsmittel begrenzt wird. Die Erfindung ermöglicht auf diese Weise, bei einem Unfall die Struktur der Fahrgastzelle selbst für den zum Schutz der Insassen notwendigen Energieabbau zu nutzen. Dies geschieht bei gleichbleibend hohem Insassenschutz und unter Verhinderung des Kontaktes der Insassen mit intrudierenden Strukturen. Dadurch ist es möglich, durch Verzicht auf zusätzliche Deformationselemente die Fahrzeugmasse und den erforderlichen Bauraum zu reduzieren. Im Gegensatz zum Stand der Technik können daher vor (und hinter) der Fahrgastzelle befindliche Knautschzonen entfallen. So kann der herkömmliche Vorder-/Hinterwagen entfallen oder auf ein Minimum reduziert werden, so dass ohne Beeinträchtigung des Insassenschutzes Fahrzeuggewicht und -größe reduziert werden können. Die Verringerung der Masse kommt der Energieeffizienz zugute, was ferner eine Reduktion der CO2-Emissionen ermöglicht.In the prior art, a survival space is a geometric subspace of the vehicle interior spanned by a not substantially deforming passenger compartment and therefore remains in the standard crash situation. The passenger compartment of the vehicle according to the invention, on the other hand, deforms - controlled by the dissipation agent along the dissipation path - with dissipation of the collision energy, but the survival space around the passenger remains preserved because the deformation path is limited by the limitation means. In this way, the invention makes it possible, in the event of an accident, to use the structure of the passenger compartment itself for the energy reduction necessary to protect the occupants. This is done with a consistently high occupant protection and prevention of contact of the inmates with intruding structures. This makes it possible to reduce the vehicle mass and the required installation space by dispensing with additional deformation elements. In contrast to the prior art can therefore be omitted before (and behind) the passenger compartment located crumple zones. Thus, the conventional front / rear vehicle can be omitted or reduced to a minimum, so that without compromising occupant protection vehicle weight and size can be reduced. The reduction in mass benefits energy efficiency, which also allows a reduction in CO 2 emissions.
Vorzugsweise weist das Fahrgasthaltemittel zum Halten des Fahrgastes innerhalb des Überlebensraums auf. Beispielsweise kann das Fahrgasthaltemittel einen Fahrgastsitz und/oder mindestens ein Fahrgastrückhaltemittel wie Gurte und/oder Airbags umfassen, durch die der Fahrgast besonders sicher innerhalb des Überlebensraums gehalten wird.Preferably, the passenger holding means for holding the passenger within the survival space on. For example, the passenger-carrying means may include a passenger seat and / or at least one passenger restraint such as belts and / or airbags, by which the passenger is kept particularly safe within the survival space.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Fahrgasthaltemittel an einer rückwärtigen Seite der Fahrgastzelle befestigt, bezogen auf eine normale Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs. Beim üblichen Fahrzeug (nach oben beschriebener Bauart mit Knautschzone) treten an jeder Stelle der Fahrgastzelle etwa die gleichen Verzögerungswerte auf, da die steife Fahrgastzelle näherungsweise als starrer Körper betrachtet werden kann. Die Anbindung der Insassen an die Fahrgastzelle (über ein Fahrgasthaltemittel wie Sitz und Gurt) kann dabei an jedem beliebigen Ort der Fahrgastzelle erfolgen. Bei der deformierbaren Fahrgastzelle des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind die auftretenden Beschleunigungen ortsabhängig. Die betragsmäßig höchsten Werte treten an der kollisionszugewandten Seite auf, die niedrigsten an der kollisionsabgewandten. Bei einer Frontalkollision gegen eine feste Wand wird beispielsweise der zuerst auftreffende Fahrzeugteil abrupt abgebremst, die Verzögerung weiter hinten hegender Teile des Fahrzeugs wird durch die Deformation der davor liegenden Strukturen gemindert. Die rückwärtige Seite der Fahrgastzelle, an der gemäß der vorliegenden bevorzugten Weiterbildung das Fahrgasthaltemittel befestigt ist, liegt in dem häufigsten Fall einer Frontalkollision des Fahrzeugs am kollisionsabgewandten Ende der Fahrgastzelle. Somit werden durch eine einfach zu verwirklichende konstruktive Maßnahme die Beschleunigungen, die während des am häufigsten auftretenden Kollisionstyps auf den Fahrgast wirken, auf ein besonders niedriges Maß begrenzt.According to a preferred embodiment, the passenger compartment holding means is attached to a rear side of the passenger compartment, based on a normal forward direction of travel of the vehicle. In the conventional vehicle (crumple zone type described above), approximately the same deceleration values occur at each location of the passenger compartment, since the rigid passenger compartment can be approximately considered to be a rigid body. The connection of the occupants to the passenger compartment (via a passenger holding means such as seat and belt) can be done at any location of the passenger compartment. In the deformable passenger compartment of the vehicle according to the invention, the accelerations occurring are location-dependent. The highest values occur on the collision-facing side, the lowest on the collision-facing side. In a frontal collision against a solid wall, for example, the vehicle part striking first is abruptly decelerated, the deceleration of further parts of the vehicle is mitigated by the deformation of the structures lying in front of it. The rear side of the passenger compartment, to which according to the present preferred embodiment the passenger-carrying means is fastened, lies in the most frequent case of a head-on collision of the vehicle at the end of the passenger compartment facing away from the collision. Thus, the accelerations that act on the passenger during the most frequently occurring collision type are limited to a particularly low level by an easily implementable design measure.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug einen Kollisionsrichtungsdetektor zum Detektieren eines Kollisionsfalls an einer Kollisionsrichtung des Fahrzeugs und eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Fahrgasthaltemittels an einer der Kollisionsrichtung abgewandten Seite der Fahrgastzelle auf, wenn der Kollisionsrichtungsdetektor den Kollisionsfall in der Kollisionsrichtung detektiert. Der Kollisionsrichtungsdetektor kann z. B. als ein ohnehin vorhandenes Airbagsteuergerät und dessen Sensoren ausgebildet sein. Mit Kollisionsrichtung ist eine Richtung gemeint, die vom Fahrgast aus gesehen zu der Stelle am Fahrzeug weist, an der das Fahrzeug mit einem weiteren Objekt kollidiert. Somit erfolgt die Fixierung des Fahrgasthaltemittels richtungsadaptiv: Beispielsweise weist in einem Frontcrash die Kollisionsrichtung nach vorn, somit werden Insassen und Rückhaltemittel am hinteren Ende der Fahrgastzelle fixiert. In einem Heckcrash weist die Kollisionsrichtung nach hinten, sodass Insassen und Rückhaltemittel am vorderen Ende fixiert werden. Auf diese Weise werden auf den Fahrgast wirkende Beschleunigungen unabhängig vom Kollisionstyp auf ein besonders niedriges Maß begrenzt.In an advantageous embodiment, the vehicle has a collision direction detector for detecting a collision case at a collision direction of the vehicle and a fastening device for fastening the passenger compartment holding means on a side of the passenger compartment facing away from the collision direction, when the collision direction detector detects the collision case in the collision direction. The collision direction detector can, for. B. be designed as an already existing airbag control unit and its sensors. By collision direction is meant a direction that, as seen by the passenger, points to the location on the vehicle where the vehicle collides with another object. Thus, the fixation of the passenger-carrying means is direction-adaptive: For example, in a frontal crash, the collision direction forward, so occupants and restraint are fixed to the rear end of the passenger compartment. In a rear-end crash, the direction of collision points to the rear, so that occupants and restraining means are fixed at the front end. In this way, accelerations acting on the passenger are limited to a particularly low level, regardless of the type of collision.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Fahrgastzelle als Dissipationsmittel eine im Kollisionsfall unter Dissipation von Kollisionsenergie entlang dem Deformationsweg zusammenfaltbare Faltenbalgstruktur auf. Beispielsweise ist die Faltenbalgstruktur mit einer Vielzahl von Falten ausgebildet (es könnte auch nur eine Falte sein), die bei Erreichen des Überlebensraummaßes aneinanderstoßen, das eine Begrenzung des Deformationswegs festlegt, und somit eine weitere Deformation unterbinden. Dies ist besonders vorteilhaft, da sowohl das Dissipationsmittel als auch das Begrenzungsmittel durch die Formgebung der Fahrgastzelle selbst gebildet sind, sodass kein zusätzliches Material verwendet zu werden braucht.According to a preferred refinement, the passenger compartment has, as a dissipation means, a bellows structure that can be folded together in the event of a collision with the dissipation of collision energy along the deformation path. For example, the bellows structure is formed with a plurality of folds (it could just be a fold) which abut each other upon reaching the survival distance defining a limit of the deformation path, and thus further deformation prevention. This is particularly advantageous, since both the dissipation agent and the limiting means are formed by the shape of the passenger compartment itself, so that no additional material needs to be used.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Fahrgastzelle einen im Kollisionsfall unter Dissipation von Kollisionsenergie entlang dem Deformationsweg zusammenschiebbaren Teleskoplängsträger auf, d. h. einen Längsträger, der mehrere teleskopartig an- oder ineinander verschiebbare Teilträger umfasst, z. B. im einfachsten Fall einen erste und einen zweiten Teilträger, die parallel gegeneinander verschiebbar sind. Auf diese Weise ist der Teleskoplängsträger durch Verschiebung der Teilträger gegeneinander in seiner Länge variierbar und kann z. B. im unbeschädigten Fahrzeug beidseitig im Bereich der Fahrgastzelle aufgehängt werden, sodass er während deren Verformung in Position gehalten wird, bis bei entsprechender Verengung der Fahrgastzelle der Teleskoplängsträger vollständig zusammengeschoben ist und eine Wirkung als Begrenzungsmittel zur Begrenzung der Deformation einsetzt. Vorzugsweise sind die beiden Teilträger so ausgestaltet, dass bei der Parallelverschiebung Reibungsarbeit geleistet wird. Beispielsweise weisen die Teilträger ineinandergreifende, unter Spannung stehende Profile auf. Dies ermöglicht dem Teleskoplängsträger, auch als Dissipationsmittel zum Dissipieren von Kollisionsenergie zu wirken.According to a preferred refinement, the passenger compartment has a telescopic longitudinal carrier which can be pushed together in the event of a collision with the dissipation of collision energy along the deformation path, that is to say the passenger compartment. H. a side member comprising a plurality of telescopically or in each other sliding part carrier, for. B. in the simplest case, a first and a second sub-carrier, which are parallel to each other displaceable. In this way, the telescopic side rail by shifting the sub-carrier can be varied in length against each other and z. B. in the undamaged vehicle be suspended on both sides in the passenger compartment, so that it is held in position during their deformation, is completely pushed together with a corresponding constriction of the passenger compartment of the telescopic side rail and an effect as a limiting means to limit the deformation begins. Preferably, the two sub-carriers are designed so that in the parallel displacement friction work is done. For example, the sub-carriers have interlocking profiles under tension. This allows the telescoping longitudinal beam to act as a dissipating means for dissipating collision energy.
Beispielsweise weist der erste und/oder der zweite Teilträger wesentlich das Überlebensraummaß auf. Das heißt, das Überlebensraummaß ist als geometrische Länge zumindest eines der Teilträger verwirklicht. Hierdurch ist auf einfache Weise eine minimale physische Länge des durch den Teleskoplängsträger gebildeten Begrenzungsmittels festgelegt, über die hinaus das Begrenzungsmittel nicht mehr durch Zusammenschieben der Teilträger verkürzbar ist.For example, the first and / or the second subcarrier essentially has the survival space measure. That is, the survival distance is realized as a geometric length of at least one of the subcarriers. As a result, a minimum physical length of the limiting means formed by the telescopic longitudinal member is determined in a simple manner, beyond which the limiting means can no longer be shortened by pushing together the partial supports.
Beispielsweise weist der erste Teilträger ein Hohlprofil auf, in dem der zweite Teilträger teleskopartig verschiebbar aufgenommen ist. Dies bewirkt eine besonders sichere Verbindung der Teilträger und ermöglicht zudem durch Presspassung hohen Energieabbau durch Reibungskräfte während des Zusammenschiebens. Weiterhin kann der erste Teilträger z. B. zumindest teilweise mit einem komprimierbaren Feststoffmaterial gefüllt sein. Dies ermöglicht weiteren Energieabbau durch Kompression des Feststoffmaterials beim Einschieben des zweiten Teilträgers in den ersten.For example, the first sub-carrier has a hollow profile, in which the second sub-carrier is accommodated in a telescopically displaceable manner. This causes a particularly secure connection of the sub-carrier and also allows by pressing fit high energy dissipation by frictional forces during the pushing together. Furthermore, the first subcarrier z. B. at least partially filled with a compressible solid material. This allows further energy reduction by compression of the solid material during insertion of the second subcarrier in the first.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Dissipationsmittel an einer Außenseite der Fahrgastzelle einen nach außen gebogenen Außenlängsträger auf, der im Kollisionsfall unter Dissipation von Kollisionsenergie verbiegbar ist. Hierdurch ist die Fahrgastzelle bei Einwirkung einer Kollisionskraft in einer Richtung parallel zur Außenseite verformbar, ohne dass die Fahrgastzelle sich an der Außenseite senkrecht zur Richtung der Kollisionskraft wesentlich verengt, da der gebogene Außenlängsträger durch seine Vorbiegung dazu veranlasst wird, sich unter Wirkung der Kollisionskraft noch weiter nach außen durchzubiegen. Das Begrenzungsmittel begrenzt dabei die Verformbarkeit der Fahrgastzelle, sobald die Deformation soweit fortgeschritten ist, dass die Fahrgastzelle bis zu einem als Eigenschaft des Begrenzungsmittels vorgegebenen Überlebensraummaß verengt wurde. Der Begriff des ”Überlebensraummaßes”, das notwendigerweise eine geringere Länge beträgt als die Abmessung der unbeschädigten Fahrgastzelle in der Richtung der Kollisionskraft, muss nicht unbedingt eine geometrische Länge eines z. B. stabförmig ausgebildeten Längsträgers bezeichnen, sondern ist allgemein als eine Länge zu verstehen, ab der die Begrenzungswirkung des Begrenzungsmittels einsetzt.According to a preferred development, the dissipation means on an outer side of the passenger compartment on an outwardly curved outer longitudinal member, which is bendable in the event of a collision with dissipation of collision energy. As a result, the passenger compartment is deformable when exposed to a collision force in a direction parallel to the outside, without the passenger compartment substantially narrows on the outside perpendicular to the direction of the collision force, since the curved outer longitudinal member is caused by its pre-bend, even further under the effect of the collision force to bend outwards. The limiting means limits the deformability of the passenger compartment, as soon as the deformation has progressed so far that the passenger compartment has been narrowed to a given as a property of the limiting means survival space. The term "survival space", which is necessarily smaller in length than the dimension of the undamaged passenger compartment in the direction of the collision force, does not necessarily have to be a geometric length of e.g. B. rod-shaped longitudinal member denote, but is generally to be understood as a length from which the limiting effect of the limiting means begins.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die deformierbare Fahrgastzelle zumindest ein Steifigkeitszunahmestrukturelement auf, das so bemessen und angeordnet ist, dass eine Gesamtsteifigkeit der Fahrgastzelle mit einer Verkürzung der Fahrgastzelle im Kollisionsfall wesentlich monoton zunimmt. Die Abhängigkeit der Gesamtsteifigkeit von der Verkürzung kann auch eine abschnittsweise konstante, jedoch im Wesentlichen monoton steigende Funktion sein, d. h. eine Funktion, die keine Abschnitte aufweist, in denen sie wesentlich abfällt.According to a preferred development, the deformable passenger compartment has at least one stiffness-increasing structural element which is dimensioned and arranged such that an overall stiffness of the passenger compartment increases significantly monotonically in the event of a collision with a shortening of the passenger compartment. The dependence of the overall stiffness on the shortening can also be a sectionally constant but substantially monotonically increasing function, ie. H. a feature that has no sections where it drops significantly.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Fahrgastzelle zumindest ein adaptives Strukturelement zum adaptiven Anpassen einer Steifigkeit der Fahrgastzelle an den Kollisionsfall auf. Auf diese Weise ist der Energieabbau beim Deformieren der Fahrgastzelle steuer- und regelbar, so dass z. B. die maximal auf die Insassen einwirkende Beschleunigung beim Aufprall möglichst konstant unterhalb eines verträglichen Werts gehalten werden kann.According to a preferred development, the passenger compartment has at least one adaptive structural element for adaptively adapting a stiffness of the passenger compartment to the collision case. In this way, the energy reduction in the deformation of the passenger compartment is controlled and regulated, so that z. B. the maximum acting on the occupant acceleration during impact can be kept as constant as possible below a tolerable value.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Fahrgastzelle zumindest ein Fahrzeugquerrichtungsstrukturelement aufweist, das so bemessen und in einer Fahrzeugquerrichtung angeordnet ist, dass in einem Kollisionsfall in einer Fahrzeuglängsrichtung eine Verkürzung der Fahrgastzelle in der Fahrzeuglängsrichtung eine Längenänderung des Fahrzeugquerrichtungsstrukturelements unter Dissipation von Kollisionsenergie bewirkt und in einem Kollisionsfall in der Fahrzeugquerrichtung der Deformationsweg so begrenzt wird, dass der Überlebensraum gewahrt bleibt. Das Fahrzeugquerrichtungsstrukturelement ermöglicht bei geringem Materialaufwand doppelten Schutz, da es bei Kollisionen in Fahrzeuglängsrichtung die Funktion des Dissipationsmittels und bei Kollisionen in der Fahrzeugquerrichtung die Funktion des Begrenzungsmittels übernimmt.According to a preferred refinement, the passenger compartment has at least one vehicle transverse direction structural element which is dimensioned and arranged in a vehicle transverse direction such that a shortening of the passenger compartment in the vehicle longitudinal direction causes a change in length of the vehicle transverse direction structural element with dissipation of collision energy in a collision case in a vehicle longitudinal direction and in a collision case in the vehicle transverse direction of the deformation is limited so that the survival space is maintained. The vehicle transverse direction structural element allows double protection at low cost of materials, as it is the function of the collision in the vehicle longitudinal direction Dissipating agent and in collisions in the vehicle transverse direction takes over the function of the limiting means.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügter Figuren erläutert. In den Figuren zeigen:The present invention will be explained below with reference to preferred embodiments and attached figures. In the figures show:
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.
Die Fahrgastzelle
In einem Innenraum der Fahrgastzelle
Die Querstrukturen
In einer alternativen Ausführungsform kann diese Sicherheitsplattform
Die Wirkungsweise der Erfindung wird im Folgenden anhand von
In der nachfolgenden, in
Konnte durch den zuvor beschriebenen Mechanismus nicht die gesamte im System befindliche kinetische Energie abgebaut werden, setzt sich die Deformation fort und geht in die in
Ist die kinetische Energie auch nach vollständigem Aufbrauchen des Deformationswegs des steifen Deformationselements
Das in
Die beschriebenen konstruktiven Maßnahmen führen zu einer mit der Intrusion des Hindernisses
Dieser Steifigkeitsverlauf beeinflusst die auf den Insassen wirkenden Beschleunigungen während des Aufpralls. Deren Verlauf ist in
Der Fahrersitz
Claims (10)
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WO2011104042A2 (en) | 2011-09-01 |
WO2011104042A3 (en) | 2011-12-01 |
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