DE112005000342T5 - Protection device for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Schutzvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Schutzvorrichtung ein Trägerelement (2), das dazu ausgelegt ist, mit einer Kollisionskraft (F) beaufschlagt zu werden, wenn ein Objekt mit dem Fahrzeug (1) kollidiert, und zumindest zwei Energie absorbierende Elemente (3, 4) umfasst, wobei jedes eine Verbindung (3a, 4a) zu dem Trägerelement (2) besitzt, wobei die Konstruktion der Energie absorbierenden Elemente (3, 4) derart ist, dass sie auf eine Energie absorbierende Weise deformiert werden, wenn sie mit einer Kollisionskraft (F) beaufschlagt werden, die einen bestimmten Wert übertrifft und die in eine Richtung wirkt, die innerhalb eines definierten Winkelbereichs (A1, A2) relativ zu einer vorgesehenen Deformationsrichtung (3c, 4c) der entsprechenden Energie absorbierenden Elemente (3, 4) liegt, und dass sie deformiert werden, ohne dass im Wesentlichen irgendeine Energie absorbiert wird, wenn sie mit einer Kollisionskraft (F) beaufschlagt werden, die den bestimmten Wert übertrifft und in einer Richtung wirkt, die außerhalb des Winkelbereichs (A1, A2) liegt, dadurch...A protective device for a vehicle, the protective device comprising a carrier element (2) which is designed to be subjected to a collision force (F) when an object collides with the vehicle (1) and at least two energy absorbing elements (3, 4) each having a connection (3a, 4a) to the support member (2), the construction of the energy absorbing members (3, 4) being deformed in an energy absorbing manner when subjected to a collision force (F) which exceeds a certain value and which acts in a direction which is within a defined angular range (A 1 , A 2 ) relative to an intended deformation direction (3c, 4c) of the corresponding energy absorbing elements (3, 4) and that they are deformed without substantially any energy being absorbed when subjected to a collision force (F) exceeding the specified value t and acting in a direction that is outside the angular range (A 1 , A 2 ), thereby ...
Description
Hintergrund der Erfindung und Stand der Technikbackground the invention and the prior art
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a protective device for a vehicle according to the preamble of claim 1.
Ein relativ großer Prozentsatz aller bei Fahrzeugkollisionen getöteten Personen besteht aus denjenigen, die sich in Personenkraftwagen fortbewegen, die mit Lastkraftwagen kollidieren. Es gibt im Wesentlichen zwei Hauptgründe für die hohe Todesrate bei Unfällen dieser Art. Der erste besteht darin, dass ein Lastkraftwagen im Vergleich mit einem Personenkraftwagen eine hohe kinetische Energie besitzt. Der zweite besteht darin, dass die beträchtlich niedrigeren Personenkraftwagen Gefahr laufen, unter den Lastkraftwagen zu geraten, mit dem sie kollidieren. Um die Auswirkungen von Kollisionen zwischen Personenkraftwagen und Lastkraftwagen zu reduzieren, ist ein so genannter Unterfahrschutz eingeführt worden. Der Unterfahrschutz ist an der Vorderseite von Lastkraftwagen auf relativ niedriger Höhe oberhalb des Untergrunds angebracht. Es gibt auch einen Unterfahrschutz, der an rückseitigen und seitlichen Bereichen von Lastkraftwagen angebracht ist.One relatively large Percentage of all persons killed in vehicle collisions consists of those who move in passenger cars, those with Trucks collide. There are essentially two main reasons for the high Death rate in accidents this type. The first is that a truck in the Compared with a passenger car a high kinetic energy has. The second is that the considerably lower passenger cars Danger of getting under the truck with which they are collide. To the effects of collisions between passenger cars and lorries is a so-called underrun protection introduced Service. The underrun protection is on the front of trucks at a relatively low altitude attached above the ground. There is also an underrun protection the one on the back and lateral areas of trucks is attached.
Es gibt prinzipiell starre und deformierbare Formen des Unterfahrschutzes. Ein starrer Unterfahrschutz verhindert, dass bei einer Kollision ein Personenkraftwagen unter einen Lastkraftwagen gerät. Ein starrer Unterfahrschutz reduziert demnach das Ausmaß des Schadens und die Anzahl an Todesopfern, die auf diese Ursache zurückzuführen sind. Ein deformierbarer Unterfahrschutz sieht auch eine Energie absorbierende Deformation vor, so dass die Auswirkungen der hohen kinetischen Energie eines Lastkraftwagens auf Personen in einem Personenkraftwagen, mit dem er kollidiert, reduziert werden. Die Verwendung eines deformierbaren Unterfahrschutzes reduziert demnach das Ausmaß des Schadens und die Anzahl an Todesopfern, die auf diese zwei oben erwähnten Hauptursachen zurückzuführen sind.It are basically rigid and deformable forms of underrun protection. A rigid underride guard prevents collision a passenger car gets under a truck. A rigid one Underride protection therefore reduces the extent of the damage and the number of deaths due to this cause. A deformable Underride protection also sees an energy-absorbing deformation before, so the effects of the high kinetic energy of a truck to persons in a passenger car with which he collides, be reduced. The use of a deformable underrun protection reduces the extent of the Damage and the death toll on these two above mentioned Main causes.
Bekanntermaßen ist
in der Praxis ein deformierbarer Unterfahrschutz in der Form eines
vorderen Trägerelements
vorgesehen, das eine Ausdehnung in der transversalen Richtung des
Fahrzeugs besitzt und das von einer Anzahl Energie absorbierender
Elemente gestützt
wird, die eine Ausdehnung in der longitudinalen Richtung des Fahrzeugs
besitzen. Die Energie absorbierenden Elemente sind so konstruiert,
dass sie auf eine kontrollierte Weise deformiert werden, wenn sie
in ihrer longitudinalen Richtung einer Kollisionskraft ausgesetzt
sind, die einen bestimmten Wert überschreitet.
Diese Deformation führt
dazu, dass kinetische Energie auf eine kontrollierte Weise absorbiert
wird, so dass die Auswirkungen einer Kollision auf Personen, die
in einem Personenkraftwagen reisen, der mit einem Lastkraftwagen
kollidiert, wesentlich reduziert sind. In vielen Fällen jedoch
bewegt sich der Personenkraftwagen, der an der Kollision beteiligt
ist, in eine Richtung, die nicht vollständig entgegengesetzt zu der
Bewegungsrichtung des Lastkraftwagens ist. In derartigen Fällen überträgt die sich
ergebende Kollisionskraft mehr oder weniger schräge Lasten auf den Träger und
die Energie absorbierenden Elemente, wodurch sich die Gefahr ergibt,
dass die Energie absorbierenden Elemente ohne ein Ausüben einer
Energie absorbierenden Funktion brechen. Die bekannten Formen eines
Unterfahrschutzes üben
demnach eine mehr oder weniger reduzierte Funktion in Fällen aus, in
denen die Bewegungsrichtung des Personenkraftwagens nicht vollständig der
longitudinalen Richtung des Lastkraftwagens entgegengesetzt ist.
Kurzer Abriss der ErfindungShort outline the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schutzvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, die während einer Kollision mit einem Objekt eine gewünschte Energie absorbierende Funktion ausübt, die im Wesentlichen unabhängig von der Bewegungsrichtung des Objekts relativ zu der Schutzvorrichtung ist.The The object of the present invention is a protection device for a Indicate vehicle during a collision with an object a desired energy absorbing function exerts which is essentially independent of the direction of movement of the object relative to the protection device is.
Die oben angegebene Aufgabe wird durch eine Schutzvorrichtung erreicht, die eingangs genannt ist und die dadurch gekennzeichnet ist, was in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist. Der Zweck des Energie absorbierenden Elements besteht darin, eine kontrollierte Deformation während einer Kollision hauptsächlich zwischen einem Lastkraftwagen und einem Personenkraftwagen zur Verfügung zu stellen, so dass die Wirkungen der kinetischen Energie des Lastkraftwagens auf Personen in dem Personenkraftwagen beträchtlich reduziert werden. Derartige Energie absorbierende Elemente sind üblicherweise so konstruiert, dass sie eine kontrollierte Deformation vorsehen, wenn sie einer ausreichend großen Kollisionskraft unterliegen, die auf die Energie absorbierenden Elemente mit einem Winkel auftrifft, der nicht zu weit von der beabsichtigten Deformationsrichtung der Energie absorbierenden Elemente abweicht. Die verschiedenen Energie absorbierenden Elemente können demnach eine kontrollierte Deformation innerhalb eines relativ gut definierten Winkelbereichs vorsehen. Wenn die Richtung der Kollisionskraft außerhalb dieses Winkelbereichs liegt, bricht das Energie absorbierende Element ohne eine wesentliche Absorption der kinetischen Energie. Da das erste Energie absorbierende Element und die weiteren Energie absorbierenden Elemente hier in einer Weise angebracht werden, dass ihre Deformationsrichtungen sich in einem Winkel zueinander befinden, stimmen ihre jeweiligen Winkelbereiche nicht überein. Die Winkelbereiche bilden demnach einen weiteren kombinierten Winkelbereich, innerhalb dessen zumindest eines der Energie absorbierenden Elemente auf eine Energie absorbierende Weise absorbiert. Die Schutzvorrichtung kann demnach eine gewünschte Energie absorbierende Funktion ausüben, auch wenn die Richtung, in der sich der Personenkraftwagen bewegt, wenn er mit einem Lastkraftwagen kollidiert, sich von der Richtung unterscheidet, in die sich der Lastkraftwagen bewegt.The above object is achieved by a protective device, which is mentioned at the outset and which is characterized, which is indicated in the characterizing part of claim 1. The purpose of the energy absorbing element is to provide a controlled deformation during a collision mainly between a truck and a passenger car, so that the effects of the truck's kinetic energy on persons in the passenger car are considerably reduced. Such energy absorbing elements are typically designed to provide controlled deformation when subjected to a sufficiently large collision force impinging on the energy absorbing elements at an angle that does not deviate too far from the intended direction of deformation of the energy absorbing elements. Accordingly, the various energy absorbing elements can provide controlled deformation within a relatively well defined angular range. If the direction of the collision force outside this win The energy absorbing element breaks without substantial absorption of the kinetic energy. Since the first energy absorbing member and the other energy absorbing members are mounted here in such a manner that their deformation directions are at an angle to each other, their respective angular ranges do not coincide. The angular ranges thus form another combined angular range within which at least one of the energy absorbing elements absorbs in an energy absorbing manner. Accordingly, the protector can perform a desired energy absorbing function even if the direction in which the passenger car moves when it collides with a truck differs from the direction in which the truck moves.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das erste und das zweite Energie absorbierende Element an dem Fahrzeug auf eine solche Weise angebracht, dass ihre Winkelbereiche nebeneinander liegen. Das Ergebnis ist ein kombinierter Winkelbereich, der die Kombination der Winkelbereiche der jeweiligen Energie absorbierenden Elemente umfasst. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei einer Kollision ein Energie absorbierendes Element auf eine Energie absorbierende Weise deformiert wird, während das andere Energie absorbierende Element deformiert wird, ohne dass im Wesentlichen irgendeine Energie absorbiert wird. Auf diese Weise gibt es immer eine vorbestimmte Absorption von kinetischer Energie, im Wesentlichen unbeachtlich des Kollisionswinkels zwischen dem Personenkraftwagen und dem Lastkraftwagen. Das erste und das zweite Energie absorbierende Element können an dem Fahrzeug auf eine Weise angebracht sein, dass ihre Winkelbereiche zumindest teilweise einander überlappen. Innerhalb der Region, in der die Winkelbereiche der Energie absorbierenden Elemente einander überlappen, stellen beide Energie absorbierenden Elemente eine Deformation mit Energieabsorption zur Verfügung. Die Schutzvorrichtung kann im Wesentlichen eine beliebige Anzahl von Energie absorbierenden Elementen umfassen, die an dem Fahrzeug auf eine Weise angebracht sind, dass ihre Winkelbereiche zusammen einen kombinierten Winkelbereich bilden, innerhalb dessen eine bestimmte Anzahl von Energie absorbierenden Elementen immer auf eine Energie absorbierende Weise deformiert werden, während die anderen Energie absorbierenden Elemente deformiert werden, ohne dass im Wesentlichen irgendeine Energie absorbiert wird. In diesem Fall können die Energie absorbierenden Elemente so angeordnet werden, dass ihre jeweiligen Winkelbereiche nebeneinander liegen oder einander überlappen, um einen kombinierten Winkelbereich zu bilden, innerhalb dessen eine bestimmte Anzahl von Energie absorbierenden Elementen immer auf eine Energie absorbierende Weise deformiert werden. Die Absorption von kinetischer Energie im Wesentlichen in allen Kollisionsrichtungen ist demnach in einem solchen Umfang vorgesehen, dass im Wesentlichen ein optimaler Schutz gegenüber der Gefahr einer Beschädigung von Personen in einem Personenkraftwagen zur Verfügung gestellt wird, der mit einem Lastkraftwagen kollidiert. Die Schutzvorrichtung kann vorteilhafterweise vier Energie absorbierende Elemente umfassen, die an dem Fahrzeug auf eine solche Weise angebracht sind, dass ihre Winkelbereiche zusammen einen kombinierten Winkelbereich bilden, innerhalb dessen zwei der Energie absorbierenden Elemente auf eine Energie absorbierende Weise deformiert werden, während die anderen zwei Energie absorbierenden Elemente deformiert werden, ohne dass im Wesentlichen irgendeine Energie absorbiert wird.According to one embodiment of the present invention are the first and the second energy absorbing element attached to the vehicle in such a way that their angular ranges are next to each other. The result is a combined angle range, which is the combination of the angular ranges the respective energy absorbing elements comprises. To this Way, it is ensured that in a collision an energy absorbing Element is deformed in an energy absorbing manner, while the other energy absorbing element is deformed without essentially any energy is absorbed. In this way there is always a predetermined absorption of kinetic energy, essentially irrelevant to the collision angle between the passenger car and the truck. The first and second energy absorbing Element can be attached to the vehicle in such a way that their angular ranges at least partially overlap each other. Within the region in which the angular regions of the energy absorbing Elements overlap each other, both energy-absorbing elements bring with them a deformation Energy absorption available. The protection device may be essentially any number of energy absorbing elements attached to the vehicle are attached in a way that their angular ranges together form a combined angular range within which a certain angle Number of energy-absorbing elements always on one energy absorbing way, while the other energy absorbing Elements are deformed without essentially any Energy is absorbed. In this case, the energy can be absorbing Elements are arranged so that their respective angular ranges lie next to each other or overlap one another to a combined one To form angular range, within which a certain number of energy absorbing elements always on an energy absorbing Be deformed way. The absorption of kinetic energy in the Essentially in all collision directions is therefore in one such extent provided that essentially optimal protection across from the risk of damage provided by persons in a passenger car, which collides with a truck. The protection device can advantageously comprise four energy absorbing elements, which are attached to the vehicle in such a way that their angular ranges together form a combined angular range, within which two of the energy-absorbing elements fall on one Energy-absorbing way, while the other two energy absorbent elements are deformed without essentially any energy is absorbed.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägerelement im Wesentlichen starr konstruiert. Der Zweck des Trägerelements besteht darin, zu vermeiden, dass ein Personenkraftwagen überholt und unter den Lastkraftwagen gerät. Eine starre Konstruktion ist demnach dahingehend vorteilhaft, dass während einer Kollision im Wesentlichen keine Deformation auftritt. Das Trägerelement besitzt vorteilhaft eine äußere Kontaktoberfläche mit einer konvex gekrümmten Form. Ein derartiges gekrümmtes Trägerelement bietet eine Kontaktoberfläche, die auch in solchen Fällen im Wesentlichen senkrecht zu der Kollisionskraft ist, bei denen sich die Bewegungsrichtung des Personenkraftwagens wesentlich von der des Lastkraftwagens unterscheidet. Die Übertragung der Kollisionskraft auf die Energie absorbierenden Elemente wird demnach erleichtert.According to one another embodiment According to the present invention, the support member is substantially rigidly constructed. The purpose of the support element is to To avoid having a passenger car overtaken and under the truck device. A rigid construction is therefore advantageous in that while a collision essentially no deformation occurs. The support element advantageously has an outer contact surface with a convex curved Shape. Such a curved support element provides a contact interface, which also in such cases is substantially perpendicular to the collision force at which the direction of movement of the car substantially from that of the truck is different. The transmission of the collision force The energy-absorbing elements are therefore facilitated.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Energie absorbierenden Elemente mit einem starren Element des Fahrzeugs verbunden. Das starre Element ist in vorteilhafter Weise eine Rahmenstruktur des Fahrzeugs. Das Verbinden des einen Endes jedes der Energie absorbierenden Elemente mit einer geeigneten Rahmenstruktur des Fahrzeugs versieht die Energie absorbierenden Elemente mit einer sicheren Befestigung an dem Fahrzeug. Die Deformation, die bei einem Unfall auftritt, wird demnach im Wesentlichen unter Ausschluss der Energie absorbierenden Elemente zur Verfügung gestellt. Die Rahmenstruktur kann ein longitudinales Seitenbauteil des Fahrzeugs sein. Die meisten Lastkraftwagen besitzen zwei parallele longitudinale Seitenbauteile, mit denen die Energie absorbierenden Elemente in vorteilhafter Weise verbunden werden können.According to one embodiment of the present invention are the energy absorbing elements connected to a rigid element of the vehicle. The rigid element is advantageously a frame structure of the vehicle. The Connecting the one end of each of the energy absorbing elements with a suitable frame structure of the vehicle provides the energy absorbing elements with a secure attachment to the vehicle. The deformation that occurs in an accident, is therefore in Substantially excluding the energy absorbing elements made available. The frame structure may be a longitudinal side member of the vehicle be. Most trucks have two parallel longitudinal ones Side components with which the energy absorbing elements in can be connected advantageously.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt die Schutzvorrichtung die Form eines deformierbaren Unterfahrschutzes an. Der deformierbare Unterfahrschutz verwendet die steifen Trägerelemente, um zu verhindern, dass ein Personenkraftwagen während einer Kollision unter den Lastkraftwagen gerät. Das Ausmaß des Schadens und die Anzahl an Todesopfern auf Grund dieser Ursache wird demnach reduziert. Ein deformierbarer Unterfahrschutz sieht auch eine Energie ab sorbierende Deformation mittels der Energie absorbierenden Elemente vor, so dass während einer Kollision die Wirkungen der kinetischen Energie des Lastkraftwagens auf Personen in dem Personenkraftwagen reduziert werden. Die Höhe des Schadens und die Anzahl an Todesopfern auf Grund dieser Ursache werden demnach reduziert.According to one embodiment of the present invention, the protection device takes the form of a deformable underrun protection. The deformable underride guard uses the rigid support members to prevent a passenger car from getting under the truck during a collision. The extent of the damage and the number of fatalities due to this cause will be reduced accordingly. A deformable underride guard also provides energy absorbing deformation by means of the energy absorbing elements so that during a collision, the effects of the truck's kinetic energy on people in the passenger car are reduced. The amount of the damage and the number of fatalities due to this cause are therefore reduced.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Ausführungsformen der Erfindung sind unten stehend als Beispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:embodiments of the invention are given below by way of example with reference to FIGS attached Drawings are described, wherein:
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindungdetailed Description of preferred embodiments the invention
Die
Energie absorbierenden Elemente
In
In
diesem Fall ist das Trägerelement
Die Erfindung ist auf keine Weise auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann frei innerhalb der Geltungsbereiche der Ansprüche variiert werden. Die Schutzvorrichtung muss demnach nicht ein Unterfahrschutz sein, der an der Vorderseite eines Lastkraftwagens angebracht ist, sondern kann an der Rückseite oder an der Seite des Fahrzeugs angebracht sein. Genauso wenig ist sie darauf begrenzt, ein Unterfahrschutz zu sein, sondern kann als eine Schutzvorrichtung einer im Wesentlichen beliebigen gewünschten Art an einem Fahrzeug verwendet werden, z. B. ein Stoßfänger. Die Anzahl an Energie absorbierenden Elementen kann selbstverständlich wie gewünscht variiert werden, genauso wie die Form des Trägerelements.The The invention is in no way limited to the described embodiment limited, but may vary freely within the scope of the claims become. The protection device therefore does not have an underrun protection be, which is attached to the front of a truck, but can be at the back or attached to the side of the vehicle. Nor is it she is limited to being an underrun, but may be considered a protection device of substantially any desired Art used on a vehicle, for. B. a bumper. The Number of energy absorbing elements can of course like required be varied, as well as the shape of the support element.
ZusammenfassungSummary
Schutzvorrichtung für ein FahrzeugProtection device for a vehicle
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für ein Fahrzeug,
die in vorteilhafter Weise einen Unterfahrschutz bildet. Die Schutzvorrichtung
umfasst ein Trägerelement
(
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