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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zur Installation in einem Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einer oder mehreren solchen Sicherheitsvorrichtungen.
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Aus dem Stand der Technik ist ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug bekannt. In der
DE 21 51 827 A ist ein solches Kraftfahrzeug beschrieben. Das Kraftfahrzeug umfasst einen Fahrgastraum in Form einer steifen Fahrgastzelle und zwei jeweils vor und hinter diesem Fahrgastraum angeordnete, im Vergleich zur Fahrgastzelle wesentlich stärker plastisch verformbare Abschnitte. In den Abschnitten ist vor jedem Vorderrad und/oder hinter jedem Hinterrad ein Stoßbremskörper angeordnet, wobei jeder dieser Stoßbremskörper derart ausgestaltet ist, dass er sich unter der Wirkung eines genügend heftigen Stoßes plastisch verformen kann, um einen Teil einer bei einem Frontal- bzw. Heckcrash auftretenden Energie zu absorbieren. Bei einer derartigen Anordnung werden die Räder des Kraftfahrzeugs und insbesondere die Radreifenfelgen als Elemente genutzt, welche den Längskräften widerstehen, um so als Puffer zwischen dem Hindernis und dem steifen Fahrgastraum zu dienen.
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Die
DE 43 02 240 A1 schlägt eine Struktur für ein Fahrzeug zum Absorbieren einer bei einem Crash auf eine Fahrzeugkarosserie wirkenden Energie vor, bei der an gegenüberliegenden Enden eines Stoßfängerträgers und an linken und rechten Seitenlängsträgern den linken und rechten Fahrzeugrädern zugeordnete Abstützteile vorgesehen sind, die die Energie beim Crash vom Stoßfängerträger durch die linken und rechten Räder auf die linken und rechten Seitenlängsträger übertragen. Hierdurch wird die Energie über einen durch einen Seitenrahmen verlaufenden ersten Absorptionsweg sowie über einen durch die Räder verlaufenden zweiten Absorptionsweg verteilt und absorbiert.
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Die
DE 10 2004 031 086 A1 schlägt eine gattungsgemäße Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vor, die wenigstens ein Energieabsorptionselement aufweist, das wenigstens bereichsweise in einem Kollisions-Verlagerungsweg zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil angeordnet ist, dergestalt, dass bei einer kollisionsbedingten Relativverlagerung der Bauteile entlang dem Kollisions-Verlagerungsweg das wenigstens eine Energieabsorptionselement zusammen mit den Bauteilen wenigstens einen Lastpfad zur Energieabsorption ausbildet.
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Nachteil dieser herkömmlichen Vorrichtungen ist unter anderem, dass sich ein Kraftfahrzeugrad bei einem Stoß bedingt durch einen Aufprall bzw. Crash so verschieben und/oder verdrehen kann, dass eine Übertragung einer durch den Crash bedingten Energie bzw. Last über das Kraftfahrzeugrad und eine plastische Verformung des Kraftfahrzeugrades verhindert oder vermindert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung bereitzustellen, die unter anderem ausgestaltet ist, den oben beschriebenen Nachteil des Standes der Technik zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Danach wird die Aufgabe durch eine Sicherheitsvorrichtung zur Installation in einem Kraftfahrzeug gelöst.
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Die Sicherheitsvorrichtung weist ein erstes Crashelement, das an einer Seite eines Rades des Kraftfahrzeugs installierbar ist, und ein zweites Crashelement auf, das an einer gegenüberliegenden Seite des Rades des Kraftfahrzeugs installierbar ist und im installierten Zustand mit einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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Die Crashelemente der Sicherheitsvorrichtung sind ausgebildet und im installierten Zustand angeordnet, um bei einer Kollision eine Lastübertragung von dem ersten Crashelement über das Rad zu dem zweiten Crashelement zu ermöglichen.
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Bei einer Kollision können sich also die von dem Rad beabstandeten Crashelemente relativ zu dem Rad verschieben und mit dem Rad in Kontakt kommen, um die Lastübertragung zu ermöglichen.
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Die Sicherheitsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Crashelemente ausgebildet und im installierten Zustand angeordnet sind, um sich bei der Kollision jeweils mit einer Felge des Rades zu verhaken.
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Mit anderen Worten, die vorgeschlagene Sicherheitsvorrichtung weist grundsätzlich die Funktion bzw. konstruktive Ausgestaltung der eingangs beschriebenen herkömmlichen Vorrichtungen auf.
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Im Unterschied zu diesen herkömmlichen Vorrichtungen sind bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung die Crashelemente jedoch zudem so ausgebildet und im installierten Zustand angeordnet, dass sich bei einer Kollision bzw. einem Crash des Fahrzeugs die Crashelemente mit einer Felge des Rades verhaken bzw. verkanten können.
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Das heißt, durch eine Verschiebung des ersten Crashelements zu der Felge und eine weitere Verschiebung des ersten Crashelements zusammen mit der Felge in Richtung des zweiten Crashelements wird bei der Kollision eine zumindest teilweise formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Crashelementen und der Felge gebildet.
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Durch das Verhaken der Crashelemente mit der Felge ist die Sicherheitsvorrichtung folglich ausgestaltet, um sicherzustellen, dass eine Drehung des Rades um die Höhenrichtung des Kraftfahrzeugs bei der Kollision verhindert bzw. vermindert wird.
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Das erste und das zweite Crashelement stehen also über das Rad in Kontakt miteinander bzw. führen dieses und bilden einen sogenannten Lastpfad zur Lastübertragung, der durch das Verhaken mit der Felge des Rades sichergestellt wird.
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Im Ergebnis kann bei einer Kollision der Lastpfad über das Rad umfassend die Felge sichergestellt werden. Das Rad wird also zuverlässig als Crashbauteil genutzt und kann Energie in den Fahrzeugaufbau, insbesondere in den Schweller des Fahrzeugaufbaus, einleiten, wobei ein über einen Längsträger des Fahrzeugaufbaus verlaufender Hauptlastpfad entlastet wird.
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Bei dem Crashelement handelt es sich um ein Bauteil, das ausgestaltet ist, um eine durch die Kollision bedingte Energie zumindest teilweise zu übertragen und ggf. durch eine plastische Verformung teilweise aufzunehmen. Das Crashelement bildet damit als relativ steifes Bauteil einen Teil des Lastpfades.
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Bei der Sicherheitsvorrichtung kann das Rad ein Hinterrad und die Kollision ein Heckaufprall sein. Das erste Crashelement kann hinter dem Hinterrad des Kraftfahrzeugs installierbar sein und das zweite Crashelement kann vor dem Hinterrad des Kraftfahrzeugs installierbar sein.
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Grundlegend kann das Sicherheitssystem, zusätzlich oder alternativ, auch bei einem Frontcrash angewendet werden, d.h. bei dem Rad kann es sich auch um ein Vorderrad und bei der Kollision um einen Frontcrash handeln. Denkbar ist dann, dass das Sicherheitssystem eine aufgrund eines möglichen Lenkeinschlages angepasste Bauteilform aufweist.
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Das zweite Crashelement kann im installierten Zustand vor dem Hinterrad des Kraftfahrzeugs mit dem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs verbunden sein und die Crashelemente können ausgebildet und im installierten Zustand angeordnet sein, um bei dem Heckaufprall die Lastübertragung von dem ersten Crashelement über das Hinterrad zu dem zweiten Crashelement zu ermöglichen.
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Die Crashelemente können ausgebildet und im installierten Zustand angeordnet sein, um sich bei dem Heckaufprall jeweils mit der Felge des Rades zu verhaken.
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Die Crashelemente können ausgebildet und im installierten Zustand angeordnet sein, um sich bei der Kollision jeweils mit einem, insbesondere inneren, Felgenhorn der Felge zu verhaken.
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Wenn die Crashelemente bei der Kollision relativ zu einem Felgenhorn verschoben werden, bietet das Felgenhorn eine besonders geeignete Form, welche die Crashelemente zum Verhaken jeweils umgeben können. Bei einer Anordnung der Crashelemente zur Verhakung mit dem inneren Felgenhorn wird eine Verbreiterung des Kraftfahrzeugs bei der Kollision im Wesentlichen vermieden.
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Das erste und/oder das zweite Crashelement der Sicherheitsvorrichtung kann/können im installierten Zustand eine zu dem inneren Felgenhorn zugewandte Aussparung zur Verhakung mit dem inneren Felgenhorn aufweisen.
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Das heißt, das jeweilige Crashelement kann mit seiner Aussparung das innere Felgenhorn umgeben, ohne dass das innere Felgenhorn zum Verhaken in dem jeweiligen Crashelement das jeweilige Crashelement plastisch verformen muss.
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Die Aussparung kann im installierten Zustand einen zu dem inneren Felgenhorn offenen C-förmigen Querschnitt aufweisen.
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Zumindest eines der Crashelemente kann einen ausgesparten Raum, insbesondere einen Hohlraum, zur Aufnahme von Fahrzeugkomponenten aufweisen. In diesem ausgesparten Raum kann beispielsweise ein Steuergerät und/oder ein Sensor angebracht werden, um einen Bauraum effizient zu nutzen.
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Das erste und/oder zweite Crashelement kann/können aus einem Schaumstoff, insbesondere aus einem expandierten Polypropylen mit einer Dichte größer als 200 Gramm/Liter, ausgebildet sein. Hierdurch kann ein geeigneter Ausgleich aus Lastabsorption und Lastübertragung sichergestellt werden.
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Das erste und/oder zweite Crashelement kann/können alternativ oder zusätzlich aus Metall, insbesondere aus Stahl und/oder Aluminium, ausgebildet sein.
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Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass zumindest eines der Crashelemente in einer Form eines Käfigs ausgebildet ist. Auch hierdurch kann ein geeigneter Ausgleich aus Lastabsorption und Lastübertragung sichergestellt werden.
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Unter einem Käfig kann ein Hohlelement verstanden werden, dessen Seitenflächen perforiert sind.
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Ferner wird ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer oben beschriebenen installierten Sicherheitsvorrichtung bereitgestellt. Bevorzugt weist das Kraftfahrzeug zwei dieser Sicherheitsvorrichtungen auf, die in einer Fahrzeugbreitenrichtung gegenüberliegend angeordnet sind.
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Bei dem Kraftfahrzeug kann das zweite Crashelement an einem Schweller des Fahrzeugaufbaus befestigt sein, d.h. die Last der Kollision kann über das zweite Crashelement in den an das zweite Crashelement angrenzenden Schweller eingeleitet werden.
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Der Schweller ist ein Abschnitt des Fahrzeugaufbaus und befindet sich unter einem Türeinstieg an beiden Seiten des Kraftfahrzeugs zwischen den Rädern bzw. Radkästen des Kraftfahrzeugs und kann ausgelegt sein, um bei einem Heck- bzw. Frontaufprall Kräfte bzw. Energie aufzunehmen bzw. zu absorbieren.
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Alternativ oder zusätzlich kann das erste Crashelement an einem Stoßfängerträger des Fahrzeugaufbaus befestigt sein, um so auch bei einer schrägen bzw. ungleichmäßigen Kollision den Lastpfad über das Rad zu ermöglichen.
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Der Stoßfängerträger ist ein Querträger, der Teil des Fahrzeugaufbaus ist und bei der Kollision die durch die Kollision bedingte Energie bzw. Last zumindest teilweise aufnehmen kann.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben.
- 1 zeigt schematisch ein Heck eines Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitsvorrichtung in einem installierten Zustand.
- 2 zeigt schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der Sicherheitsvorrichtung in dem installierten Zustand.
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1 und 2 sind Horizontalschnitte durch einen schematisch dargestellten hinteren Teil eines Kraftfahrzeugs mit einer installierten Sicherheitsvorrichtung 1.
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Weiterhin ist in den 1 und 2 jeweils ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt. Die X-Achse des Koordinatensystems verläuft entlang einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, die Y-Achse des Koordinatensystems verläuft entlang einer Breitenrichtung des Kraftfahrzeugs und die Z-Achse verläuft entlang einer Höhenrichtung des Kraftfahrzeugs. Die Längsrichtung X verläuft von einer Front zu einem Heck des Kraftfahrzeugs, d.h. entgegen einer Hauptfahrrichtung des Kraftfahrzeugs.
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Im vorliegend dargestellten Fall ist die Sicherheitsvorrichtung 1 an einem linken Hinterrad 3 des Kraftfahrzeugs installiert. Das erste Crashelement 10 ist in der Fahrzeuglängsrichtung X an einer Seite des Hinterrades 3 installiert und das zweite Crashelement 20 ist in der Fahrzeuglängsrichtung X an einer gegenüberliegenden Seite des Hinterrades 3 installiert und mit einem Fahrzeugaufbau 4 des Kraftfahrzeugs verbunden.
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Genauer gesagt ist das erste Crashelement 10 in der Fahrzeuglängsrichtung X hinter dem Hinterrad 3 installiert und das zweite Crashelement 20 ist in der Fahrzeuglängsrichtung X vor dem Hinterrad 3 installiert und mit einem ebenfalls in der Fahrzeuglängsrichtung X vor dem Hinterrad 3 angeordneten Fahrzeugaufbau 4 des Kraftfahrzeugs verbunden.
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Das zweite Crashelement 20 ist an einem Schweller 41 des Fahrzeugaufbaus 4 befestigt und das erste Crashelement 10 ist an einem Stoßfängerträger 42 des Fahrzeugaufbaus 4 befestigt.
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Die Crashelemente 10, 20 sind ausgebildet und angeordnet, um bei einer Kollision bzw. vorliegend einem Heckaufprall eine Lastübertragung von dem ersten Crashelement 10 über das Hinterrad 3 zu dem zweiten Crashelement 20 zu ermöglichen. Hierbei verhaken sich jeweils das erste Crashelement 10 und das zweite Crashelement 20 mit einer Felge 31 des Hinterrades 3, um so einen Lastpfad L1 zur Aufnahme der Last bzw. der Energie bedingt durch den Heckaufprall sicherzustellen. Der Lastpfad L1 verläuft dabei im Wesentlichen parallel zu einem Hauptlastpfad L2.
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Die Last des Heckaufpralls kann also von dem Stoßfängerträger 42 entlang eines Hauptlastpfades L2 über Längsträger des Fahrzeugaufbaus 4 und zusätzlich entlang des Lastpfades L1 über das Hinterrad 3 an den vorderen Bereich des Fahrzeugaufbaus 4, insbesondere an den Schweller 41, übertragen werden.
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Wie in 2 dargestellt, ist im vorliegenden Fall das erste und das zweite Crashelement 10, 20 angeordnet, um sich bei einem Heckaufprall jeweils mit einem inneren Felgenhorn 32 der Felge 31 zu verhaken, wobei auch ein Verhaken mit einem äußeren Felgenhorn 33 der Felge 31 denkbar wäre.
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Die Crashelemente 10, 20 weisen jeweils eine dem inneren Felgenhorn 32 zugewandte Aussparung 11, 21 zur Verhakung mit dem inneren Felgenhorn 32 auf.
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Denkbar wäre auch, dass die Crashelemente keine Aussparung aufweisen und das jeweilige Felgenhorn 31, 32 in die Crashelemente 10, 20 eindringt und diese plastisch verformt, um sich darin zu verhaken.
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Die Aussparung 11, 21 weist vorliegend einen zu dem inneren Felgenhorn 32 offenen C-förmigen Querschnitt auf, um so sowohl innen als auch außen einen mechanischen Anschlag in der Fahrzeugbreitenrichtung Y für das innere Felgenhorn 32 zu bilden. Das heißt, die Felge 31 wird über das innere Felgenhorn 32 in der Fahrzeugbreitenrichtung Y in der im Querschnitt C-förmigen Aussparung des jeweiligen Crashelements 10, 20 geführt, wodurch sichergestellt wird, dass sich die Felge 31 bei dem Heckaufprall nicht oder kaum um die Fahrzeughöhenrichtung Z dreht.
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Im vorliegenden Fall zeigt 2 das erste Crashelement 10 mit einem ausgesparten Raum 12, hier einem Hohlraum, zur Aufnahme von Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise einem Steuergerät und/oder einem Sensor. Auch das zweite Crashelement 20 kann, zusätzlich oder alternativ zu dem ersten Crashelement 10, einen solchen ausgesparten Raum aufweisen.
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Die Crashelemente 10, 20 können aus einem Schaumstoff, insbesondere einem expandierten Polypropylen mit einer Dichte größer als 200 Gramm/Liter, und/oder aus Stahl und/oder Aluminium ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass die Crashelemente 10, 20 in einer Form eines Käfigs ausgebildet sind.
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Zusammengefasst wird demnach vorliegend eine weiterentwickelte Sicherheitsvorrichtung 1 zur Installation in einem Kraftfahrzeug beschrieben, wobei es diese weiterentwickelte Sicherheitsvorrichtung 1 ermöglicht, bei einer Kollision eine Lastübertragung über ein Rad des Kraftfahrzeugs durch Fixieren desselbigen sicherzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sicherheitsvorrichtung
- 10
- erstes Crashelement
- 11
- Aussparung
- 12
- ausgesparter Raum
- 20
- zweites Crashelement
- 21
- Aussparung
- 3
- Hinterrad
- 31
- Felge
- 32
- inneres Felgenhorn
- 33
- äußeres Felgenhorn
- 4
- Fahrzeugaufbau
- 41
- Schweller
- 42
- Stoßfängerträger
- L1
- Lastpfad
- L2
- Hauptlastpfad
- X
- Fahrzeuglängsrichtung
- Y
- Fahrzeugbreitenrichtung
- Z
- Fahrzeughöhenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2151827 A [0002]
- DE 4302240 A1 [0003]
- DE 102004031086 A1 [0004]
