DE10329180A1 - Pre-Crash-Verzögerungssystem für bewegte Objekte - Google Patents

Pre-Crash-Verzögerungssystem für bewegte Objekte Download PDF

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Karl-Heinz Bachmann
Thomas Gaiselmann
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Riek Siegfried Drmed
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Abstract

Ein Pre-Crash-Verzögerungssystem für bewegte Objekte (2) weist wenigstens ein variables Formelement (1) auf. Ein Sensorsystem erfasst einen drohenden Crash des Objektes (2) und aktiviert das Formelement (1). Das Formelement (1) entfaltet sich und füllt die Distanz zwischen dem Objekt (2) und dem Crash-Gegner. Stellelemente bewirken, dass sich das Formelement (1) unter der Wirkung der sich nähernden Crash-Gegner definiert verformt und eine definierte Verzögerung des Objektes (2) über den gesamten Verformungsweg bewirkt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Pre-Crash-Verzögerungssystem für bewegte Objekte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In Deutschland ereigneten sich im Jahr 2001 4894 tödliche Verkehrsunfälle. Dabei kamen 4000 Fahrzeuginsassen und 894 Fußgänger ums Leben. Bei Unfällen dieser Art findet eine Kollision des Autos mit einer bestimmten Geschwindigkeit mit einem anderen Verkehrsteilnehmer oder einem anderen Objekt statt. Liegt die Geschwindigkeit beim Aufprall über 0 km/h wird diese vorhandene kinetische Energie durch Deformation der kollidierenden Fahrzeuge in mechanische Energie umgewandelt und dabei abgebaut. Der Betrag der negativen Beschleunigung berechnet sich aus der Geschwindigkeit und der Wegstrecke, welche bis zum Stillstand zur Verfügung steht.
  • Prinzipiell entstehen Probleme durch die negative Beschleunigung, welche beim Crash sehr hohe Spitzenwerte annehmen kann. Während der Deformationsphase des Fahrzeuges ist der Insasse in der Fahrgastzelle diesen negativen Beschleunigungswerten ausgesetzt. Ohne Rückhaltesysteme findet an den Begrenzungen der Fahrgastzelle die Kraftübertragung unqualifiziert statt, wodurch Verletzungen entstehen würden. Am Ende der Deformationsphase kann der Insasse, falls die Fahrgastzelle deformiert wird mechanisch eingeklemmt und dabei verletzt werden. Die Fahrzeugindustrie ist daher bemüht durch konstruktive und materialtechnische Verbesserungen die Fahrgastzelle zu stabilisieren und diese möglichst nicht in die Deformationszone mit einzubeziehen. Weiterhin sollen die Insassen durch Rückhaltesysteme wie zum Beispiel Sicherheitsgurte daran gehindert werden, dass sie aus dem Fahrzeug katapultiert werden, sind aber von daher gezwungen, die gleiche negative Beschleunigung wie die Karosserie mitzumachen. Da nicht der ganze Körper gleichmäßig zurückgehalten, das heißt an die Karosserie gekoppelt werden kann, ist insbesondere der Kopf aus anatomischen Gründen stark gefährdet, mit einer bestimmten Geschwindigkeit gegen Teile des schon abgebremsten Innenraumes zu prallen. Dabei entstehen dann Spitzenwerte für die negative Beschleunigung, welche zu schweren Kopfverletzungen führen können. Andere Systeme versuchen, durch geeignete konstruktive Maßnamen, wie zum Beispiel die Distanzierung der Lenksäule, beim Crash den Abstand zwischen Lenkrad und Brustkorb bzw. Kopf zu vergrößern und damit Verletzungen durch Verkleinerung der Fahrgastzelle zu minimieren (Audi). Weiterhin sind Airbagsysteme entwickelt worden, die eine qualifizierte Aufprallfläche schaffen und durch eine maximale Erhöhung der Aufprallfläche die Kräfte beim Aufprall von Körperteilen auf die Fahrgastzelle reduzieren. Dieses Konzept wäre bei einem den gesamten Körper umschließenden Airbag komplett realisiert. Da dies technisch unmöglich ist, steigt die Zahl und Positionierung von vielen kleine Einzel-Airbags bei jeder neuen Modellbaureihe an, um diesem Ziel etwas näher zu kommen (Airbags in Gurtsystemen, Seiten-Airbags, Knie-Airbags).
  • Bei allen Crash-Tests haben sich jedoch Grenzwerte für die Beträge der negativen Beschleunigung ergeben, ab denen trotz aller Sicherheitssysteme leichte, mittlere oder schwere Verletzungen der Insassen eintreten.
  • Die Möglichkeiten der Verzögerung vor dem Crash sind mit den derzeitigen Technologien der Bremssysteme, Reifen und Fahrbahnbeläge physikalisch weitgehend ausgereizt, so dass von dieser Seite keine wesentliche Reduktion der absoluten Verzögerungswerte von etwa 11m/s2, welche auf das Fahrzeug beim Crash einwirken, zu erwarten sind. Bei einem Crash der Karosserie wird zunächst auf einem Großteil der zur Verfügung stehenden Deformationszone nur ein Teil der Geschwindigkeit abgebaut, wobei in der Crash-Endphase bei zunehmend deformierter und damit steifer werdender Karosserie die noch vorhandene Restgeschwindigkeit auf einer sehr kurzen Strecke abgebaut werden muss, wo Spitzenwerte für die negative Beschleunigung entstehen und das Verletzungsrisiko für die Insassen maximal ist.
  • Besonders ungünstig stellt sich die Situation im Beispiel des Seitenaufpralls bei einem Auto dar, da die Türen konstruktionsbedingt nur wenig Deformationszone bis zur Verkleinerung der Fahrgastzelle und eine geringere Stabilität als die Front- oder die Heckpartie des Fahrzeuges bieten. Daher sind beim Seitenaufprall (zum Beispiel typischer Baumunfall) die Verletzungsrisiken am größten, da zum einen die Fahrgastzelle deformiert und somit verkleinert wird und zum anderen der Insasse auf kürzestem Weg an der Türe oder ggf. dem Seitenairbag abgebremst wird, wobei sehr hohe negative Beschleunigungswerte entstehen.
  • Dieses Problem ist sehr krass zum Beispiel bei einem Motorradfahrer gegeben, welcher bedingt durch die konstruktive Auslegung des Fortbewegungsmittels beim crash lediglich durch seine Spezialbekleidung und einen Helm geschützt wird. Da beim crash der Motorradfahrer meistens den Kontakt zu seinem Fahrmittel verliert und zum Beispiel bei Abrutschen in einer Kurve hinter diesem auf Fahrbahn schleudert oder zum Beispiel bei einem Frontalcrash infolge der hohen negativen Beschleunigung des Fahrmittels über dieses hinweggeschleudert wird, findet eine Kollision des Körpers mit der Fahrbahn oder Leitplanken oder mit einem anderen Auto statt, wobei die Spezialbekleidung und der Helm nur wenige Zentimeter zusätzlichen Bremsweg mit nur geringer negativer Beschleunigung vor dem Körpercrash zur Verfügung stellen können. Daher rührt die hohe Zahl von Schwerstverletzten bei Motorradunfällen.
  • Als weiteres Beispiel seien Wasserfahrzeuge und Schiffe angeführt. Diese könne bauartbedingt nicht direkt, sondern nur über Umkehrschub ihrer Antriebsmittel abgebremst werden. Daraus resultieren sehr lange Bremswege (Beispiel Öltanker), welche oft mit an einer Kollision verantwortlich sind. Kollisionen dieser Art führen oft zu Umweltkatastrophen zum Beispiel durch auslaufendes Öl.
  • Die technische Ausstattung der bewegten Objekte wird stetig weiterentwickelt. So existieren interaktive Sensorsysteme, welche mit geeigneten Techniken wie zum Beispiel Kameras oder Radar die Relativbewegungen der unmittelbar in der Nähe des Fahrzeuges befindlichen Verkehrsteilnehmer erfassen können. Daraus ergeben sich interessante Entwicklungen wie zum Beispiel Sicherheitsabstandswarnsysteme. Intelligente Programmschaltungen können eine Notbremsung mit definierter Kennlinie einleiten und den Fahrer durch eine standardisierte ABS-Bremsung (Bremsassistent, Fa. Daimler-Chrysler) unterstützen. Gierwinkelsensorgesteuerte Schaltungen (PSM, Fa. Porsche) erkennen drohendes Unter- oder Übersteuern und greifen interaktiv durch eine selektive Bremsung der entsprechenden Räder und Eingriff ins Motormanagement, über die Reduktion der Motorkraft oder über aktive Eingriffe in die Lenkung (BMW, Fahrdynamik Control) stabilisierend in kritischen Fahrzuständen ein. Pre-crash Systeme (Daimler-Chrysler) erkennen durch geeignete Sensorsysteme einen bevorstehenden Crash und aktivieren rechtzeitig Gurtstraffer, bringen Sitze in geeignete Positionen und Schließen geöffnete Fenster.
  • Bekannt sind Airbagsysteme, welche an der Karosserie angebracht werden können, um bei einem Crash Fussgänger vor dem Aufprall auf die Stoßstange zu schützen (z.B. DE 100 62 560 A1 , EP 1 024 063 A2 ). Weiterhin sind Airbagsysteme bekannt, die vor einem Crash entfaltet werden, wenn ein Sensor ein Hindernis feststellt ( DE 198 06 153 A1 ). Dieses System erzeugt durch den Airbag eine zusätzliche Knautschzone, um Fahrzeug- und Personenschäden zu reduzieren. Der Airbag wird explosionsartig gefüllt und wirkt nicht als Bremssysteme sondern als Schock-Absorber, der die erhöhten neg. Beschleunigungswerten nicht wesentlich verringert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Pre-Crash-Verzögerungssystem zu schaffen, welches die Verletzungsgefahr verringert oder zumindest den Schweregrad der Verletzungen reduziert.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verzögerungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Vorteilhafte Ausführungen und Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeben.
  • Erfindungsgemäß wird der Bereich zwischen den negativen Beschleunigungskräften z.B. bei einer konventionellen Bremsung mit 1,1G und beim Crash mit Spitzenwerten von zum Beispiel 200G genützt, um die Kräfte der negativen Beschleunigung vor dem Crash bis in den noch biokompatiblen Bereich zu erhöhen , so dass noch keine Verletzungen der Insassen, insbesondere in Kombination mit den Airbagsystemen und Rückhaltesystemen im Inneren der Fahrgastzelle auftreten, aber möglichst viel Energie abgebaut wird bevor es zur Kollision der Karosserien der Crash-Gegner kommt. Ein aktiviertes Formelement kann eine kontinuierliche negative Beschleunigung auf definiertem Niveau bis zum Berühren der Crash-Gegner gewährleisten. Somit werden erfindungsgemäß die negativen Beschleunigungskräfte schon vor der Kollision der Karosserien definiert erhöht.
  • Das erfindungsgemäße Formelement wird ausgelöst, sobald ein bevorstehender oder drohender Crash erkannt wird. Hierzu können an sich bekannte Sensor-Techniken eingesetzt werden, z.B. optische Systeme oder Radarsysteme, die die Relativbewegung des bewegten Objekts gegenüber anderen kollisionsgefährlichen Objekten erfassen. Solche Techniken werden bereits in Fahrzeug-Sicherheitssystemen eingesetzt.
  • Das variable Formelement wird bei einem drohendem Crash entfaltet, um die Distanz zwischen den Crashgegnern auszufüllen. Das Formelement verzögert das Objekt mit einem definierten erhöhten Verzögerungswert, um die Distanz zwischen den Crash-Gegnern optimal auszunützen und die Verzögerung über die gesamte Distanz möglich gleichmäßig zu vertei len. Hierzu sind Stellelemente vorgesehen, die eine definierte Verformung des Formelementes unter der Wirkung der kinetischen Energie des bewegten Objektes ermöglichen und dadurch eine gesteuerte bzw. geregelte Verzögerung des Objektes über den gesamten Weg erlauben von der Auslösung des Systems bis zu dem Crash, d.h. der unmittelbaren Berührung der Crash-Gegner. Die bei den gesamten Vorgang auftretenden maximalen Verzögerungswerten werden auf diese Weise reduziert, da ein größerer Weg zum Abbau der kinetischen Energie vor dem Crash zur Verfügung steht.
  • Es sind verschiedene Ausführungen der Erfindung möglich.
  • In eine Ausführunig wird das Pre-Crash-Verzögerungssystem für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Bei einem durch ein geeignetes Sensorsystem festgestellten drohenden Crash wird das Formelement durch eine geeignete interaktive Vernetzung mit Prozessorelemente, Schaltelementen und Sensorelementen, die das Fahrgeschehen überwachen und den bevorstehenden Crash feststellen, von dem Fahrzeug ausgehend gegen das potenzielle Hindernis hin entfaltet.
  • In einer weiteren Ausführung kann das System von einem Motorradfahrer ähnlich wie ein Rucksack oder eine Spezialweste getragen werden, wobei die Pre-Crash-Sensorik und Elektonik mit den entsprechenden Mikroprozessoren sowie die entfaltbaren Formelemente in dieses Bremssystem integriert sein können oder es können über einen Datenautausch die Pre-Crash-Sensorik und die dazugehörigen Mikroprozessoren örtlich vom tragbaren Bremssystem getrennt installiert sein. Bei einem vorhersagbaren Crash kann dann zum Beispiel das Formelement wie ein großer Form-Bag entfaltet werden und zugleich stabilisierende Funktion (Wirbelsäule/Kopf) ausüben. So kann der Körper des Fahrers in einer vorteilhaften Haltung fixiert werden. Der zumindest teilweise eingeschlossene Fahrer kann so bei einem Crash zum Beispiel 2 Meter zusätzlichen Bremsweg erhalten, wobei auch hier Stellmittel zur Reduktion der maximalen negativen Beschleunigung vorhanden sein können. Die maximalen negativen Beschleunigungswerte sind dabei gegenüber der Situation ohne dieses System drastisch reduziert und somit Verletzungen minimiert.
  • Bei Booten ist durch die erfindungsgemäßen Formelemente in Verbindung mit einer Pre-Crash- Sensorik auf Grund der relativ geringen Fortbewegungsgeschwindigkeit und des für die Entfaltung zur Verfügung stehenden Platzes eine optimale Bremsung oder Ablenkung der Crash-Gegner möglich.
  • Die Wirkung des erfindungsgemäßen Pre-Crash-Bremssystems ergibt sich aus folgenden Beispielen, wobei bedeutet:
    a = Beschleunigung
    s = Bremsweg (durch Karosserieverformung)
    sf = Bremsweg (durch aktiviertes Formelement)
    v = Geschwindigkeit
    a = v2/2s
  • Beispiel 1: Aufprall mit 108km/h auf eine Betonmauer
    v = 30m/s (108km/h), s = 1m (Deformationszone der Karrosserie lm)
    a = 900m2/2m s2 = 450m/s2 = 45,9G
    die gleiche Situation mit aktiviertem Formelement:
    v = 30m/s (108 km/h), sf = 5m
    a = 900m2/10m s2 = 90m/s2 = 9,2G
  • Beispiel 2: Aufprall mit 216 km/h auf eine Betonmauer
    v = 60m/s (216 km/h) s = 1m
    a = 3600m2/2m s2 = 1800m/s2 = 183,5G
    die gleiche Situation mit aktiviertem Formelement:
    v = 60m/s (216km/h), sf = 5m
    a = 3600m2/10m s2 = 360 m/s2 = 36,7G
  • Beispiel 3: Aufprall mit 50 km/h auf eine Betonmauer
    v = 13,89m/s (50km/h) , s = lm
    a = 192,9m2/2m s2 = 96,5m/s2 = 9,8G
    die gleiche Situation mit aktviertem Formelement:
    v = 13,89 m/s (50km/h), sf = 5m
    a = 192,9m2/lOm s2 = 19,29 m/s2 = 2G
  • Im Beispiel 1 bei einem Aufprall eines Kraftfahrzeuges ohne das Bremssystem auf eine stehende Betonmauer frontal mit 108km/h wird das Auto auf Null km/h auf einem Weg von zum Beispiel lm gebremst. Bedingt durch die Deformationszone der Karosserie ergibt sich ein Betrag für die negative Beschleunigung von ca. 45,9G, welche auf die Insassen einwirkt und bei kleinflächiger Applikation zu lebensgefährlichen Verletzungen führen kann. Bei einem erfindungsgemäßen Formelement, welches 5m vor dem Aufprall aktiviert wird und dann die 5m Distanz bis zum Crashgegner überbrückt und mit diesem in Kontakt tritt, stehen somit 5m zusätzlicher Bremsweg für eine Bremsung mit erhöhter negativer Beschleunigung zur Verfügung und es ergeben sich dadurch maximale Verzögerungskräfte von 9,2G welche auf die Insassen einwirken, wobei in Kombination mit Rückhalte- und Airbagsystemen Verletzung sogar weitestgehend ausgeschlossen werden können.
  • Im Folgendem wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
  • 1 einen PKW mit einem Pre-Crash-Bremssystem in entfaltetem Zustand in Seitenansicht,
  • 2 eine Draufsicht auf das System der 1,
  • 3 einen PKW mit integriertem Bremssystem in nicht aktivierten Zustand,
  • 4 eine 3 entsprechende Seitenansicht mit aktivierten Bremssystem,
  • 5 einen vertikalen Querschnitt durch das Bremssystem der 3,
  • 6 eine perspektivische Darstellung des Bremssystems im nicht aktivierten Zustand,
  • 7 in perspektivischer Ansicht das Bremssystem im aktivierten entfalteten Zustand,
  • 8 eine Seitenansicht eines PKW's mit einem Bremssystem in einer weiteren Ausführung im nicht aktivierten Zustand,
  • 9 eine 8 entsprechende Darstellung mit aktiviertem Bremssystem,
  • 10 einen Motorradfahrer mit einem Bremssystem in einer weiteren Ausführung in nicht aktiviertem Zustand,
  • l1 eine 10 entsprechende Darstellung mit aktiviertem Bremssystem,
  • 12 eine Darstellung des Motorradfahrers in der Crash-Situation,
  • 13 in Seitenansicht eine Pre-Crash-Situation zwischen zwei Schiffen,
  • 14 eine Draufsicht auf die Schiffe zu Beginn der Wirksamkeit des Bremssystems und
  • 15 eine 14 entsprechende Darstellung bei fortgeschrittener Abbremsung.
  • In den 1 und 2 ist das Grundprinzip der Erfindung dargestellt. Ein bewegtes Objekt, im Ausführungsbeispiel ein Personenkraftwagen 2 weist als Pre-Crash-Bremssystem ein variables Formelement 1 auf. Dieses Formelement 1 ist im Normalzustand des PKW 2 zusammengefaltet und an der Karosserie des PKW 2 montiert oder vorzugsweise in die Karosserie integriert.
  • Ein in den PKW eingebautes Sensorsystem überwacht den Betrieb des PKW 2. Das nicht dargestellte und an sich bekannte Sensorsystem kann beispielsweise den Raum vom dem PKW überwachen, um eine frontale Kollision oder ein Auffahren auf ein Hindernis oder ein anderes Fahrzeug zu erfassen. Ebenso können Gierwinkel-Sensoren, Neigungs-Sensoren, Geschwindigkeit- und Abstandssensoren in geeigneten Positionen in dem Fahrzeug angeordnete sein, um dessen Fahrverhalten, ein evtl. Schleudern und dergleichen zu detektieren.
  • Gibt das Sensorsystem ein Signal, welches einen möglichen bevorstehenden Crash anzeigt, so wird das Bremssystem ausgelöst. Das variable Formelement 1 wird zwangsweise entfaltet, um den Zwischenraum zwischen dem PKW 2 und dem vermuteten Crash-Gegner oder -Objekt auszufüllen. Sobald sich der PKW dem Crash-Gegner soweit genähert hat, wie dies der Ausdehnung des Formelements 1 entspricht, kommt das Formelement 1 mit dem Crash-Gegner in Kontakt. Bei der weiteren Annäherung des Fahrzeugs und des Crash-Gegners wird das Formelement 1 entsprechend der abnehmenden Distanz zwischen den sich einander nähernden Crash-Gegnern verformt. Durch geeignete Stellmittel wird dabei diese Verformung des Formelements 1 so gesteuert, dass die Abbremsung des Fahrzeugs 2 mit definiertem Verzögerungswert erfolgt. Ein integriertes Prozessor-Systems steuerte bzw. regelt die Verformung des Formelements dabei in der Weise, dass die Verzögerung über den gesamten Verformungsweg, d. h. bis zu der Crash-Berührung der Crash-Gegner einen erhöhten jedoch biokompatiblen Wert einhält. Dies bedeutet, dass der Verzögerungswert möglichst hoch liegt, um eine möglichst effektive Abbremsung zu erzielen, jedoch immer unter einem definierten Maximalwert bleibt, der von den Insassen des Fahrzeuges noch ohne körperliche Schädigung ertragen werden kann und nicht zu Verletzungen dadurch führt, dass der Körper des Insassen unkontrolliert gegen die Fahrgastzellen oder sonstige Teile des Fahrzeuges aufprallt.
  • Das Formelement besteht vorzugsweise aus einer flexiblen Formhülle, die bei Auslösung schlagartig mit Druckluft oder dergleichen insuffliert und aufgeblasen wird. Die Stellelemente, die ein definiertes gesteuertes Deformieren bei der Abbremsung des Fahrzeuges bewirken, können z.B. Ventile sein, die öffnen und das Füllgas aus der Formhülle entweichen lassen, wenn der Druck im Inneren der Formhülle durch die Kompressionsverformung einen vorgegebenen Wert überschreitet. Es können auch Regelventile verwendet werden, die entsprechend dem ansteigenden Druck in der Formhülle mehr oder weniger stark öffnen, um den Innendruck in der Formhülle bei der zunehmenden Verformung konstant halten. Dieser über die Ventile eingehaltene Maximaldruck im Innern der Formhülle definiert den Verzögerungswert, mit welchem das Formelement das Fahrzeug abbremst.
  • In den 3 bis 7 ist eine andere Ausführung dargestellt. Das variable Formelement ist in der Frontseite der Karosserie des PKW 2 z.B. unter der Stossstange integriert. Die flexible Formhülle 3 ist zusammen gefaltet und in ein Gehäuse 4 gekapselt, welches sich integriert in die Kontur der Karosserie des PKW 2 einfügt. Auf das Signal eines Sensors öffnet sich das Gehäuse 4 und die Formhülle 3 kann sich entfalten, um die Frontseite des PKW 2 zu umhüllen, wie dies in den 4 und 7 ersichtlich ist. Die entfaltete Formhülle 3 liefert somit den zusätzlichen Bremsweg für das gezielte Abbremsen mit erhöhten Verzögerungswert.
  • Alternativ zu dem Aufblähen der Formhülle 3 mittels Druckluft und dem gesteuerten Ablassen dieser Druckluft ist eine weitere Möglichkeit der Verformung vorgesehen. In der Formhülle 3 sind eine Vielzahl von Druckelementen 5 eingeschlossen. Die Druckelemente 5 sind beispielsweise als ball- oder kissenförmige geschlossene Elemente ausgebildet, die mit einem Gas gefüllt sind. Diese Druckelemente 5 werden zusammen mit der flexiblen Formhülle 3 auf ein kleines Volumen komprimiert und in das Gehäuse 4 eingeschlossen. Das Gehäuse 4 hält die Formhülle 3 mit den gasgefüllten Druckelementen komprimiert. Wird auf das Sensorsigna1 hin das Gehäuse 4 geöffnet, so expandieren die unter Druck stehenden Druckelemente 5 und entfalten die Formhülle 3. Während des Crashvorgangs wird die entfaltete Formhülle 3 durch die sich aufeinander zu bewegenden Crash-Gegnern zunehmend komprimiert. Dadurch werden auch die einzelnen Druckelemente 5 komprimiert. Überschreitet der auf ein Druckelement 5 ausgeübte Kompressionsdruck eine Grenzwert, so platzt das Druckelement 5. Dadurch gibt die Formhülle 3 in gewissem Maße nach, wobei der Druck durch die Kompression der verbleibenden Druckelemente 5 wieder ansteigt und das definierte Abbremsen bewirkt. Auf diese Weise platzen die Druckelemente 5 sukzessiv nacheinander und ein gezieltes definiertes Verformen der Formhülle 3 mit im Wesentlichen konstanter Verzögerung wird bewirkt.
  • Die 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführung.
  • In dieser Ausführung ist an der Karosserie des PKW 2 ein Bügel 6 gelagert. Der Bügel 6 umschließt im Wesentlichen U-förmig die Front des PKW 2, wobei die Enden der Schenkel des Bügels 6 schwenkbar an den beiden Seiten des PKW 2 etwa in der Mitte der Längserstreckurig des PKW 2 gelagert sind. Der Bügel 6 nimmt das variable Formelement in Form einer flexiblen Formhülle 3 auf.
  • Stellt das Sensorsystem einen bevorstehenden Crash oder ein Schleudern des PKW 2 fest, so wird der Bügel 6 um die Querachse seiner Lagerung aus der in 9 in ausgezogenen Linien gezeigten Ruhestellungen in die gestrichelt eingezeichnete Stellung verschwenkt. Bei dieser Schwenkbewegung zieht der Bügel 6 die Formhülle von der Frontseite des PKW 2 über dessen Dach bis zum Heck des PKW 2. In dem Bügel 6 ist ein Luftzufuhr- und Abführ-Luftsystem angeordnet, durch welches die Formhülle in der vorstehend beschriebenen Weise aufgeblasen wird. Die aufgeblasene Formhülle umfasst das Fahrzeug im wesentlichen über dessen gesamten Außenumfang. Auch bei Überschlag oder Ähnlichem ist ein gezieltes Abbremsen und ein gesteuerter Abbau der kinetischen Energie möglich, bevor das Fahrzeug auf das Hindernis aufprallt.
  • Die 10 bis 12 zeigen eine weitere Ausführung der Erfindungen.
  • Ein Motorradfahrer trägt das Bremssystem z.B. in Form einer Weste oder eines Rucksacks. Vorzugsweise ist dabei ein Formelement auf dem Rücken und ein Formelement an der Brust des Fahrers angeordnet. Auf das Signal eines Sensorsystems, welches in das Bremssystem integriert sein kann oder an dem Motorrad angebracht ist, wird das Bremssystem ausgelöst.
  • Wie 11 zeigt entfaltet sich eine der Formhüllen 5 am Rücken des Fahrers und die andere Formhülle 5 an der Körpervorderseite des Fahrers. Der Fahrer wird durch diese beiden entfalteten Formhüllen an Kopf und Rumpf vollständig abgedeckt und geschützt.
  • Wie 12 zeigt, kann das Bremssystem auch so ausgebildet sein, dass die Formhüllen 5 auch die Extremitäten des Fahrers abdecken und schützen.
  • Prallt das Motorrad gegen ein Hindernis, wie dies in 12 gezeigt ist, wird der Fahrer häufig von dem Motorrad abgehoben und fliegt durch die Luft. Durch den allseitig; den ganzen Körper des Fahrers umschießenden Schutz durch die Formhüllen 5 wird der Aufprall des Fahrers gegen ein Hindernis oder auf den Boden abgefangen oder biokompatibel abgebremst, egal in welcher Körperhaltung der Fahrer aufprallt.
  • Die 13 bis 15 zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Bremssystems bei Schiffen. Bei Schiffen ist eine relativ geringe Fahrgeschwindigkeit mit einer relativ großen Masse verbunden. Es muss daher eine durch die große Masse bedingte hohe kinetische Energie abgebremst werden, wobei jedoch die langsame Fahrgeschwindigkeit genügend Zeit lässt, ein großvolumiges Formelement zu entfalten. Das Formelement 5 kann daher ein gezieltes Abbremsen über einen relativ großen Verzögerungsweg ermöglichen.
  • Wie aus den 14 und 15 ersichtlich ist, ist bei der Gefahr einer Kollision von zwei Schiffen häufig nicht ein vollständiges Abbremsen der gesamten kinetischen Energie notwendig, sondern es genügt, eine gewissen Bahnumlenkung, um eine Kollision und größeren Schäden zu verhindern.

Claims (9)

  1. Pre-Crash-Verzögerungssystem für bewegte Objekte, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein variables Formelement (1) an der Außenseite des Objektes (2) angeordnet ist, dass ein Sensorsystem einen potenziellen Crash des Objektes mit einem Crash-Gegner erfasst, dass das Sensorsystem vor einem drohendem Crash das Formelement auslöst und entfaltet, dass das entfaltete Formelement (1) mit dem Crash-Gegner in Kontakt kommt und die Distanz zwischen dem Objekt und dem Crash-Gegner füllt, dass das Formelement (1) zwischen dem Objekt und dem Crash-Gegner definiert verformt wird, wodurch eine erhöhte definierte Verzögerung des Objektes bewirkt wird, und dass Stehmittel die definierte Verformung des Formelementes (1) steuern, um den definierten Verzögerungswert einzustellen.
  2. Verzögerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Objekt (2) integriertes Steuerungssystem auf Grund der von dem Sensorsystem erfassten Parameter benachbarter Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse (z.B. Geschwindigkeit oder Abstand eines Crash-Gegners) und auf Grund von Parametern der Fahrkinetik des Objektes (z. B. eigene Geschwindigkeit, maximale mögliche Verzögerung, Gierwinkel) die Aktivierung des Formelementes (1) und dessen definierte Verformung steuert.
  3. Verzögerungssystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (1) eine flexible Formhülle (3) aufweist, die bei Aktivierung durch Druck entfaltet wird.
  4. Verzögerungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Formhülle (3)in ihrem nicht aktivierten Zustand in das Objekt (2), insbesondere in die Karosserie eines Fahrzeuges integriert ist.
  5. Verzögerungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Formhülle (3) durch ein unter Druck eingeleitetes Gas entfaltet wird und dass die Verformung der Formhülle (3) durch definiertes Ablassen des Gases gesteuert wird.
  6. Verzögerungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formhülle (3) eine Vielzahl ilvonflexiblen gasgefüllten Druckelementen (5) eingeschlossen sind, dass die Formhülle (3) mit den eingeschlossenen Druckelementen (5) im inaktivierten Zustand des Systems in einem Behälter (4) komprimiert eingeschlossen sind, dass zur Aktivierung der Behälter (4) geöffnet wird, wodurch sich die Druckelemente (5) ausdehnen und die Formhülle (3) entfalten, und dass die Druckelemente (5) bei der Verformung komprimiert werden und bei Überschreiten eines vorgegebenen Kompressionsdruckes aufeinanderfolgend platzen.
  7. Verzögerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Formelemente (1) an der Außenseite des Fahrzeuges angeordnet sind.
  8. Verzögerungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass ein schwenkbarander Karosserie des Fahrzeuges (2) angeordneter Bügel (6) einen oder mehrere flexible Formhüllen (3) aufweist und dass der Bügel (6) bei Aktivierung des Systems über das Fahrzeug (2) geschwenkt wird und die flexiblen Formhüllen (3) über das gesamte Fahrzeug entfaltet.
  9. Verzögerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Formelement am Körper einer Person, insbesondere eines Motorradfahrers anbringbar ist.
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