DE19532858A1 - Sicherheitsstoßstange für Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsstoßstange für Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Hauptan­ spruches.

Abgerundete Stoßstangen sind seit langem bei Kraftfahrzeugen im Einsatz, z. B. bei dem sogenannten "Käfer", wobei die halb­ rund ausgebildete Stoßstange im Abstand vom Fahrzeug verlief und über einfache Streben mit der Rahmenkonstruktion des Fahrzeuges verbunden war. Diese Stoßstange war nicht in der Lage, im Falle eines Anpralls gegen ein beliebiges Hindernis einen wirksamen Schutz zu schaffen, da sie sich zu schnell ver­ bog und ein Eindringen von Fahrzeugen ineinander nicht ver­ hindern konnte.

In der US-PS 30 68 090 ist eine nachgiebige schwenkbare Stoßstange für Fahrzeuge beschrieben, die die Aufgabe hat, bei Frontkollision von Fahrzeugen miteinander die Kollisions­ energie zu absorbieren, um somit einen Schutz der Fahrzeug­ insassen zu schaffen. Diese bekannte Einrichtung ist ebenfalls nicht in der Lage, die erheblichen auftretenden Kräfte zu absor­ bieren, sondern trotz Einsatz von nachgiebigen Front-Stoß­ elementen kam es immer noch zu großen Verletzungen der Fahrzeuginsassen.

Bei einer teilüberdeckten Frontalkollision verhaken sich die Fahrzeuge an den stoßzugewandten Rädern miteinander. Dies führt zum einen zu einer Rückverlagerung der Räder und Achs­ körper und zu einer Intrusion dieser Bauteile in den Fahrerfuß­ raum und zum anderen verhindert das Verhaken ein aneinander Abgleiten der Fahrzeuge. Die hohe kinetische Energie der Fahr­ zeuge vor der Kollision wirkt somit zwangsweise zur Defor­ mation und Intrusion von Fahrzeugteilen ineinander.

Da derartige teilüberdeckte Unfälle sehr häufig sind, d. h. wesentlich häufiger als Frontalkollisionen mit voller Ober­ deckung, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hilfs­ mittel zu schaffen, um diese Art der Kollisionen zu vermeiden und damit das Leben und die Gesundheit der Fahrzeuginsassen sicherer zu gestalten.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen er­ läutert.

Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, daß eine Sicherheitsstoßstange zur Anwendung kommt, die zumindest in ihren Seitenbereichen einen Abgleiteffekt der Fahrzeuge anein­ ander vorbei bewirkt. Der mittlere Bereich der Sicherheitsstoß­ stange ist derart struktursteif ausgelegt, daß in die Stoßstange eingeleitete Kräfte im Falle einer Frontalkollision mit großer Oberdeckung oder Anprallen an ein beliebiges Hindernis durch diese in beide Fahrzeuglängsträger überführt werden und dort eine Wandlung von kinetischer Energie in Deformationsarbeit erfolgt.

Erfolgt ein Anstoß einseitig mit geringer Überdeckung, so wird der stoßzugewandte Längsträger stärker gestaucht als der stoßabgewandte und somit entsteht aufgrund der in sich struk­ tursteifen Auslegung der Sicherheitsstoßstange eine Ab­ gleitebene normal zur Fahrbahnoberfläche. Das Fahrzeug nimmt nur den Betrag an kinetischer Energie auf, den die De­ formationselemente der Knautschzone in Verformungsarbeit umwandeln können. Die überschüssige kinetische Energie wird, nachdem das Fahrzeug am Kollisionsgegner abgeglitten ist, im Rahmen des Auslaufweges gewandelt. Dieser Auslaufweg läßt sich dann mit Hilfe von ABS-gestützten Vollverzögerungen bzw. elektronischen Stabilisierungsprogrammen gezielt gestalten.

Darüber hinaus erfolgt nunmehr auch eine niedrige Zellenver­ zögerung des Fahrzeuges, da die Fahrzeuge aneinander vor­ beigleiten, so daß dadurch die Gesundheit und das Leben der Insassen besser geschützt wird. Diese Art der Sicherheitsstoß­ stangenausbildung ist ein Element zur Hebung der passiven Si­ cherheit von Straßenfahrzeugen.

Die Sicherheitsstoßstange zeigt eine Kompatibilität zu allen be­ kannten Pkw-Frontstrukturen. Sie baut auf dem bisherigen passiven Sicherheitssystem von Personenkraftwagen, das sind Deformationszonen an Front und Heck in Verbindung mit einer steifen Fahrgastzelle, auf.

Wesentlich bei der Ausbildung der Sicherheitsstoßstangen ist, daß die Fahrzeuge alle gleich hohe Sicherheitsstoßstangen aufweisen, so daß trotz des Nickeffektes beim Bremsen nicht ein Unterfahren des einen Fahrzeuges unter das andere Fahrzeug erfolgen kann.

Vorzugsweise ist die Sicherheitsstoßstange an der Frontseite der Längsträger des Fahrzeugrahmens angeordnet, und das gleiche gilt auch für die hintere Sicherheitsstoßstange.

Vorzugsweise wird die gesamte Bugschürze des Fahrzeuges als Sicherheitsstoßstange ausgebildet und kann dabei struktursteif ausgebildet sein und beispielsweise aus Leichtmetall bestehen, so daß trotz Einsatz und Ausbildung einer solchen relativ großen Sicherheitsstoßstange das Gewicht des Fahrzeuges nicht erhöht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in

Fig. 1 die Darstellung einer Kollision bei der bisher be­ kannten Fahrzeugkonstruktion, in

Fig. 2 den Effekt der erfindungsgemäßen Sicherheits­ stoßstange bei zwei kollidierenden Fahrzeugen, in

Fig. 3 in Draufsicht und schematisch die Ausbildung der Sicherheitsstoßstange am Fahrzeug, in den

Fig. 4 und 5 die Anordnung und Höhe der Sicherheitsstoß­ stange, wobei auch die Nickbewegung des Fahr­ zeuges beim Bremsen einkalkuliert wird und schließlich in

Fig. 6 ebenfalls schematisch die Anordnung der Sicher­ heitsstoßstange im Bereich der Frontseite eines Fahrzeuges.

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 zwei miteinander kollidierende Fahr­ zeuge bezeichnet, und es ist erkennbar, daß durch das Ver­ haken der Vorderräder aneinander, eine Intruision der Fahr­ zeuge ineinander erzwungen wird. Hierdurch kommt es zu einem abrupten Abbremsen der Fahrzeugbewegung und damit zu einer erheblichen Gefährdung der Fahrzeuginsassen in der Fahrzeugzelle.

Die Darstellung in Fig. 2 zeigt schematisch, daß durch den Ein­ satz der Sicherheitsstoßstange ein Gleiteffekt erzielt wird, durch den die Fahrzeuge aneinander vorbeigleiten, so daß der Ab­ bremseffekt nicht so hoch ist wie im Stand der Technik und damit durch Reduktion der Zellenverzögerung und verhinderte Intrusion die Sicherheit der im Fahrzeug befindlichen Personen verbessert wird.

Fig. 3 zeigt die Ausbildung der beiden Sicherheitsstoßstangen 8 und 9 an der Front- und Heckseite eines Fahrzeuges 3, wobei eine Deformationszone vorgesehen sein kann. Sind die Stoß­ stangen 8 und 9 struktursteif ausgebildet, wird dadurch erreicht, daß bei einem Anprall an einen Gegenstand geringer Breite, z. B. einem Baum, einem Pfahl od. dgl., die auftretende Stoß­ kraft vom Kontaktpunkt auf der Stoßstangenoberfläche in beide wie bisher vorhandene Längsträger weitergeleitet wird, so daß eine Intrusion in die Struktur des Fahrzeuges vermieden wird. Die Enden der Sicherheitsstoßstangen 8 und 9 liegen außerhalb der Längsprojektion X-X der Räderaußenseiten der Räder 4 und 5 bzw. 6 und 7, so daß der Freiraum zwischen dem Rad und dem Längsträger der Fahrzeugkarosserie durch die Sicher­ heitsstoßstangen 8 und 9 abgedeckt wird.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß gemäß der Erfin­ dung eine Sicherheitsstoßstange für Personenkraftwagen vor­ geschlagen wird, die an den Längsträgern des Fahrzeuges an der Fahrzeugfrontseite bzw. der Fahrzeugheckseite angeordnet ist.

Sie ist im Übergang zur Fahrzeugseite abgerundet gestaltet und reicht im lateralen Bereich von der Front bzw. dem Heck bis zur Vorder- bzw. Hinterkante des Vorder- bzw. Hinterrades.

Die Breite der Stoßstange zwischen den seitlichen Flanken schließt die Spurbreite ein, so daß diese Flanken im Kollisions­ fall die Räder seitlich abdecken.

Die Höhe der Stoßstangen deckt nach unten hin die Achse der Räder und nach oben etwa 80% der Höhe der Frontmaske des Fahrzeuges ab.

Die Sicherheitsstoßstange ist schließlich ein struktursteifes Bauteil, das in sich nicht deformierbar ist, sondern auftreffende Kräfte in den Deformationsbereich des Fahrzeuges weiterleitet bei gleichzeitig glatter Oberfläche, die einen Abgleiteffekt unterstützt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen schließlich, daß die Sicherheitsstoß­ stangen 8, 9 so hoch ausgebildet sein müssen, daß trotz der beim Bremsen des einen Fahrzeuges auftretenden Nickbewe­ gung die Sicherheitsstoßstangen 8 und 9 immer noch voll wirk­ sam wird und damit ein Unterfahren des anderen Fahrzeuges verhindert wird. Vorzugsweise reicht die Unterkante der Sicher­ heitsstoßstange bis in den Bereich zwischen der Achse 12 und 14 der Fahrzeugvorderräder 6 und 7 bzw. der Fahrzeughinter­ räder 4, 5 und der Unterkante der Felge der Fahrzeugräder. Das gleiche gilt selbstverständlich auch für die am Heck des Fahrzeuges angeordnete Sicherheitsstoßstange 9.

Aus der Zeichnung nicht zu erkennen, aber im Rahmen der Er­ findung liegend ist die Ausbildung der Sicherheitsstoßstangen 8 und 9 aus struktursteifem Werkstoff, so daß die erforderliche Festigkeit einmal durch den Werkstoff, zum andern auch durch die Struktur der Stoßstange erreicht wird.

Bei der Darstellung in Fig. 6 ist die vordere Sicherheitsstoß­ stange 8 erkennbar, die an der Frontseite der beiden Längs­ träger 15 und 16 des Fahrzeugrahmens angeordnet ist. Mit 18 ist die Fahrzeugzelle bezeichnet und mit 17 der zwischen den beiden Längsträgern 15 und 16 angeordnete Motor. Dieser Be­ reich zwischen den beiden Längsträgern 15 und 16 stellt wie bisher einschließlich der Längsträger 15,16 die Deformations­ zone dar.

Claims (6)

1. Sicherheitsstoßstange (8, 9) für Personenkraftwagen, die jeweils an der Front- und Heckpartie des Fahrzeuges (3) vor bzw. hinter den Rädern (4, 5; 6, 7) angeordnet und zumindest im Übergang zum Seitenbereich abgerundet ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich der Sicherheitsstoßstangen (8, 9) eine Defor­ mationszone (10, 11) vorgesehen ist und im Seitenbe­ reich die Außenkanten der Sicherheitsstoßstangen (8, 9) außerhalb der Längsprojektion X-X der Außenfläche der Fahrzeugräder (4, 5; 6, 7), die Vorderkante der Vorderräder bzw. Rückkante der Hinterräder zumindest im Kollisionsfall übergreifend enden und die Sicherheits­ stoßstangen (8, 9) eine Höhe aufweisen, die nach unten hin bis unter die Höhe der Achse (12, 14) der Vorderräder (6, 7 bzw. Hinterräder 4, 5) reichen und von dort nach oben hin etwa 80% der Frontkontur des Fahrzeuges ab­ decken.

2. Sicherheitsstoßstange nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stoßstange ein in sich struktur­ steifes Bauteil darstellt, welches im Falle einer teilüber­ deckten Kollision mit einem Fahrzeug oder einem Hindernis unter Ausnutzung des Energieaufnahme­ potentials der - wie bisher vorhanden - fahrzeugeigenen Knautschzone eine schräge Ebene normal zur Fahr­ bahnoberfläche bildet und dadurch ein Abgleiten am Kollisionsgegner ermöglicht.

3. Sicherheitsstoßstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange in ihrer Innenbreite die Spurbreite des Fahrzeuges überdeckt und in Fahr­ zeuglängsrichtung von der Front bis zur Vorderkante des Vorderrades bzw. dem Heck bis zur Hinterkante des Hinterrades verläuft, so daß im Falle einer Kollision das zum Unfallgegner gewandte Rad aufgrund der Schräg­ stellung von dem jeweiligen Schenkel der Stoßstange überdeckt wird und ein Verhaken des Rades mit Struk­ turen des Unfallgegners vermieden werden.

4. Sicherheitsstoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange aufgrund ihrer Struktursteifigkeit bei einem Anprall an einem Gegenstand geringerer Breite die auftretende Stoßkraft vom Kontaktpunkt in beide wie bisher vorhan­ denen Längsträger weiterleitet, wobei eine Intrusion in die Struktur des Fahrzeuges vermieden wird.

5. Sicherheitsstoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die vordere Sicherheitsstoßstange (8) an der Frontseite der Längs­ träger (15, 16) des Fahrzeugrahmens angeordnet ist.

6. Sicherheitsstoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Bugschürze als Sicherheitsstoßstange (8) ausgebildet ist.