DE19803406B4

DE19803406B4 - Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19803406B4
Application number: DE19803406A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Müller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: DE19803406A1

Abstract

Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit
– einem zu einem Fußhebelwerk gehörenden Bremspedal (1), das über eine Betätigungsstange (3) mit einem Hauptbremszylinder verbunden ist,
– wenigstens einer Übertragungseinrichtung, die mit dem Fahrzeugaufbau und/oder Fahrzeugeinbauten in der Weise wirkverbunden ist, daß sich aus unfallbedingten Verlagerungen von Fahrzeugaufbauelementen und/oder Fahrzeugeinbauelementen eine Verschwenkung des Bremspedals (1) von einem Fahrzeuginsassen (20) weg durch Verformung der Betätigungsstange (3) ergibt, wobei
– die Übertragungseinrichtung nach Art eines Knickstützenverbandes ausgeführt ist, bei dem in einer Ruhestellung wenigstens zwei aneinander angelenkte Stützen (10, 11) einen vorgegebenen Öffnungswinkel einschließend jeweils mit ihren freien Enden an Teilen des Fahrzeugaufbaus und/oder der Fahrzeugeinbauten angelenkt sind,
– sich in der Ruhestellung die Knickstelle (16) in unmittelbarer Nachbarschaft zur Betätigungsstange (3) befindet,
– durch unfallbedingte Verlagerung der die Anlenkung aufweisenden Teile des Fahrzeugaufbaus und/oder Fahrzeugeinbauten unter Veränderung des Öffnungswinkels der Knickstützenverband mit der Knickstelle (16) die Betätigungsstange (3) mit...

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsbildende Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Lösen der Verankerung eines Pedals ist in der DE 195 29 347 A1 beschrieben. Zur Verformung einer mit einem Pedal in Wirkverbindung stehenden Betätigungsstange dient z. B. ein in V-Anordnung zwischen einem ersten Abstützpunkt am Fahrzeugaufbau und einem zweiten Abstützpunkt an der Spritzwand vorgesehener Knickstützenverband. Dabei wird die Verformung oder Bewegung der Spritzwand bei einem Unfall ausgenutzt, um die Betätigungsstange zu verformen und so das Pedal zu entkoppeln.

Eine weitere Sicherheitseinrichtung ist aus der WO 96/22903 A1 bekannt. Dort werden unterschiedliche Möglichkeiten aufgezeigt, wie bei einem Frontalaufprall durch Spritzwand- und/oder Aggregateverlagerungen Betätigungskräfte zur Verschwenkung oder Verschiebung von Fußhebeln gewonnen werden können. Bei einer dieser Varianten ist vorgesehen, mittels eines Übertragungselementes im Verlaufe eines Fahrzeugunfalles Deformationskräfte auf eine Betätigungsstange auszuüben, welche zwischen einem Bremspedal und einem Hauptdruckbremszylinder angeordnet ist. Die Verformung der Betätigungsstange erfolgt in der Weise, daß eine Verschwenkung des Bremspedals vom Fahrzeuginsassen weg sichergestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Sicherheitseinrichtung im Hinblick auf einen möglichst einfachen Aufbau weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird durch die Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird als Übertragungseinrichtung eine Hebelanordnung nach Art eines Knickstützverbandes gewählt, bei dem in einer Ruhestellung wenigstens zwei Stützen eine Knickstelle mit einem vorgegebenen Öffnungswinkel bilden. Die aneinander angelenkten Stützen sind mit ihren freien Enden an solchen Teilen des Fahrzeugaufbaus und/oder an Fahrzeugeinbauten angelenkt, bei denen im Rahmen eines Frontalaufpralles zwangsläufig Verlagerungen zueinander auftreten müssen. In der Ruhestellung ist durch gegenseitige Anlenkung der Stützen aneinander eine Knickstelle vorgegeben, die in unmittelbarer Nachbarschaft zur Betätigungsstange angeordnet ist. Durch unfallbedingte Lagerung der die jeweiligen Anlenkungen enthaltenden Teile des Fahrzeugaufbaus und/oder der Fahrzeugeinbauten wird der Öffnungswinkel zwischen den Knickstützen in der Weise verändert, daß von der Knickstelle die Betätigungsstange mit Verformungskraft beaufschlagt wird. Die einstückige Ausbildung des Knickstützenverbandes und die Ausbildung der Knickstelle durch eine Querschnitts- oder Profilschwächung ermöglichen einen einfachen Aufbau der Sicherheitseinrichung. Die Gestaltung des Knickstützenverbandes einerseits und die Anlenkung der Betätigungsstange am Bremspedal andererseits können so aufeinander abgestimmt sein, daß ggf. auch eine an sich feste Verbindung zwischen Betätigungsstange und Bremspedal gelockert oder sogar vollständig aufgelöst wird. Zu diesem Zweck können beispielsweise in der Betätigungsstange oder am Bremspedal selbst Sollbruchstellen vorgesehen sein. Durch eine derartige Maßnahme kann ausgeschlossen werden, daß ein sich unfallbedingt zwischen Bremspedal und Spritzwand befindlicher Fußabschnitt durch Verschwenkung des Bremspedals unzulässig hoch gequetscht wird.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß die Erfindung an bereits in Serienproduktion befindliche Fahrzeuge ohne großen Nachrüstungsaufwand verwirklicht werden kann. Beispielsweise durch Anbindung des Knickstützenverbandes zumindest mittelbar an einem Instrumententafelquerträger einerseits und spritzwandseitig an einem das Bremspedal haltenden Lagerbock andererseits kann die Erfindung unterhalb einer Armaturentafel so verwirklicht werden, daß sie für den Fahrzeugführer selbst nicht sichtbar ist. Als Knickstütze können einfache Profilteile verwendet werden, die mit Normteilen an Elementen des Fahrzeugaufbaus oder an Fahrzeugeinbauten befestigbar sind. Durch den Einsatz von Leichtmetallen können darüber hinaus die durch den zusätzlichen Einbau der Stützen notwendigen Gewichtserhöhungen in einem vertretbaren Rahmen gehalten werden.

Einsparpotentiale für die Massenfertigung können unter anderem auch dadurch erzielt werden, daß für verschiedene Fahrzeugtypen die Anlenkungs- und Knickbereiche identisch ausgeführt sind und das dazwischen liegende Profil jeweils den Einbaugegebenheiten entsprechend lang ausgeführt ist.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
1: in einer perspektivischen Darstellung eine Gesamtansicht,
2: ein Einzelteil aus 1,
3a bis 3c: Veränderungen der Bremspedalposition im Verlaufe eines Frontalaufpralls.
Gleiche Bauteile weisen in allen Figuren die gleiche Bezifferung auf.
Wesentliche Elemente der in 1 dargestellten Sicherheitseinrichtung sind ein Bremspedal 1, eine daran mittels eines Kugelgelenkes 2 angelenkte Betätigungsstange 3 sowie ein hier nicht näher dargestellter Hauptbremszylinder, der sich innerhalb eines Bremskraftverstärkergehäuses 4 befindet. Letzteres befindet sich je nach Einbaugegebenheiten entweder vor einer Spritzwand 5 oder ist an dieser befestigt. Ein das Bremspedal 1 und ggf. auch weitere Pedale 6, 7 haltender Lagerbock 8 ist hier ebenfalls an der Spritzwand 5 befestigt und wird oberhalb einer die Anlenkung des Bremspedals 1 bildenden Schwenkachse 9 von einer langen Strebe 10 durchdrungen, die zusammen mit einer kurzen Strebe 11 einen Knickstützenverband bildet. Das die lange Strebe 10 lagernde Fahzeugeinbauteil ist hier eine mit einem Zentralrohr 12 fest verbundene Haltelasche 13 nach Art eines Stützprofils. Die Befestigung an dem Zentralrohr 12 kann unmittelbar oder indirekt über eine sogenannte Tunnelstrebe 14 erfolgen. Die Befestigung der langen Strebe 10 an der Haltelasche 13 erfolgt über eine Schraube 15, deren Anzugsmoment so festgelegt ist, daß einerseits ein klapperfreier Sitz der langen Strebe 10 in dem gesamten Instrumententafeltragwerk gewährleistet ist und andererseits im Crashfall eine ausreichende Beweglichkeit sichergestellt ist.
Eine durch die beiden Streben 10, 11 gebildete Knickstelle 16 ist in der 1 in nicht zur vorliegenden Erfindung gehörenden Weise als Zapfengelenk dargestellt. Erfindungsgemäß sind jedoch die als Gelenkstäbe wirksamen Streben 10, 11 zu einem einteiligen Bauteil zusammengefasst, das im Bereich der Knickstelle 16 durch Profil- und/oder Querschnittsschwächung eine Sollknickstelle aufweist, die genau dann nachgibt, wenn bei einem Frontalaufprall unfallbedingt die Spritzwand 5 gegenüber dem Zentralrohr 12 verlagert wird. Der geodätisch tiefste Punkt der Knickstelle 16 liegt berührungslos in unmittelbarer Nachbarschaft dicht oberhalb (ca. 4 bis 6 mm) der Betätigungsstange 3, so daß im normalen Fahrbetrieb eine völlig unbeeinträchtigte Benutzung der Bremseinrichtung gewährleistet ist. Andererseits wird durch die unmittelbare Nähe zur Betätigungsstange aber auch dafür gesorgt, daß während eines Frontalaufpralles bereits relativ kleine Veränderungen des Öffnungswinkels α die aus Sicherheitsgründen notwendige Pedalverschwenkung gemäß Pfeil 17 einleiten. Die Streben selbst sind hier U-Profilartig ausgeführt und weisen Profilwangenenden auf, die die Betätigungsstange 3 auch seitlich umgeben. Die Wangenenden bilden damit Führungsflächen, die ein seitliches Auswandern der Betätigungsstange 3 während der Verformungskraftbeaufschlagung durch die Knickstelle 16 unterbinden.
Bei der in 1 dargestellten V-förmigen Anordnung des Knickstützenverbrandes kann ein geringer Abstand zur Betätigungsstange 3 insbesondere dann sichergestellt werden, wenn die Befestigung der kurzen Strebe 11 an dem Lagerbock 8 und/oder an der Spritzwand 5 nicht über ein gesondertes Gelenk erfolgt, sondern mittels eines abgestellten Flansches 18 (siehe 2). Der sich durch Unfalleinwirkung verformende Bodenbereich 19 des Flansches 18 übernimmt damit also eine Gelenkfunktion, wie sie beispielsweise auch im Bereich der Knickstelle 16 durch Profilveränderungen oder Querschnittsschwächungen gewonnen werden kann. Ähnliche Anlenkungen sind auch zentralrohrseitig möglich, so daß einem einteilig ausgeführten Knickstützenverband sämtliche Gelenkfunktionen zugewiesen sein können.
In den 3a bis c sind unterschiedliche Phasen vor und während eines Unfallereignisses dargestellt. In der Regel ist der Fahrzeugkollision ein Notbremsvorgang vorgelagert. Entsprechend der in 3a gezeigten Zusammenhänge liegt also ein Fuß 20 des hier nicht weiter dargestellten Fahrzeuginsassen auf einer Trittplatte 21 des Bremspedals 1 auf. Für diesen Notbremsvorgang ist die Funktion der Bremseinrichtung uneingeschränkt gegeben, die Knickstelle 16 liegt also in keinem Falle auf der hier als Druckstange ausgeführten Betätigungsstange 3 auf. Mit fortschreitender Fahrzeugverformung im Vorderwagenbereich verlagert sich die Spritzwand 5 gegenüber dem Zentralrohr 12, welches bevorzugt zwischen vertikalen Säulen des hier nicht weiter dargestellten Fahrzeuges so angeordnet ist, daß es auch nach einem Unfall im wesentlichen seine ursprüngliche Position beibehält.
3b verdeutlich nun, daß durch die gemäß Pfeil 22 erfolgende Verlagerung der Spritzwand 5 in Richtung Zentralrohr 12 der Öffnungswinkel α zwischen den Stützen 10, 11 verkleinert wird. Diese Winkeländerung geht mit einer Verlagerung der Knickstelle 16 nach unten gemäß Pfeil 23 einher. Die Knickstelle 16 wirkt verformend auf die Betätigungsstange 3 ein und bewirkt so eine Verschwenkung des Bremspedals 1 gemäß Pfeil 24 um die Schwenkachse 9, also vom Fuß 20 des Insassen weg. Die Sicherheitswirkung wird bevorzugt dadurch weiter erhöht, daß das Kugelgelenk 2 aus seiner Verankerung im Bremspedal 1 ausbricht. Dies hat zur Folge, daß über die Trittplatte 21 kaum noch Reaktionskräfte auf den Fuß 20 wirken. Eine derartige Wirkung kann auch erreicht werden, wenn eine der Betätigungsstange 3 selbst zugewiesene Sollbruchstelle dafür sorgt, daß bei Beaufschlagung durch die Knickstelle 16 die Betätigungsstange 3 zerstört wird. In beiden Fällen wird das Verletzungsrisiko für einen versehentlich zwischen Bremspedal 1 und Spritzwand 5 gerutschten Fußabschnitt auf ein Minimum reduziert. Eine Fehlfunktion der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ist durch die zwangsläufig erfolgende Verlagerung von Fahrzeugaufbau- und Fahrzeugeinbauteilen bei einem Unfall ausgeschlossen. Zur Absicherung werden daher keine weiteren Systeme benötigt.

Claims

Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit – einem zu einem Fußhebelwerk gehörenden Bremspedal (1), das über eine Betätigungsstange (3) mit einem Hauptbremszylinder verbunden ist, – wenigstens einer Übertragungseinrichtung, die mit dem Fahrzeugaufbau und/oder Fahrzeugeinbauten in der Weise wirkverbunden ist, daß sich aus unfallbedingten Verlagerungen von Fahrzeugaufbauelementen und/oder Fahrzeugeinbauelementen eine Verschwenkung des Bremspedals (1) von einem Fahrzeuginsassen (20) weg durch Verformung der Betätigungsstange (3) ergibt, wobei – die Übertragungseinrichtung nach Art eines Knickstützenverbandes ausgeführt ist, bei dem in einer Ruhestellung wenigstens zwei aneinander angelenkte Stützen (10, 11) einen vorgegebenen Öffnungswinkel einschließend jeweils mit ihren freien Enden an Teilen des Fahrzeugaufbaus und/oder der Fahrzeugeinbauten angelenkt sind, – sich in der Ruhestellung die Knickstelle (16) in unmittelbarer Nachbarschaft zur Betätigungsstange (3) befindet, – durch unfallbedingte Verlagerung der die Anlenkung aufweisenden Teile des Fahrzeugaufbaus und/oder Fahrzeugeinbauten unter Veränderung des Öffnungswinkels der Knickstützenverband mit der Knickstelle (16) die Betätigungsstange (3) mit Verformungskraft beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß der V-förmige Knickstützenverband einstückig ausgebildet und wenigstens die Knickstelle (16) durch eine Querschnitts- oder Profilschwächung gebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Knickstützenverband durch in V-Anordnung zwischen einem Instrumententafelträger (12) und einer Spritzwand (5) eingebaute Gelenkstäbe (10, 11) gebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster kurzer Gelenkstab (11) an einem das Fußhebelwerk aufnehmenden Lagerbock (8) im Bereich der Spritzwand (5) angelenkt ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter längerer Gelenkstab (10) an einem Stützprofil (13) angelenkt ist, das zumindest mittelbar an einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Zentralrohr (12) des Instrumententafelträgers befestigt ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung über Kugelgelenke, Gelenkzapfen, Sollknickbereiche oder dergleichen erfolgt.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Knickstelle (16) dem Knickstützenverband (10, 11) Führungsflächen zugeordnet sind, die die Betätigungsstange (3) zumindest teilweise umgeben.
Sicherheitseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkung der Betätigungsstange (3) an das Bremspedal (1) über ein Sollbruchelement erfolgt, das bei Beaufschlagung der Betätigungsstange (3) durch die Knickstelle (16) in der Weise zerstörbar oder deformierbar ist, daß die Verbindung zwischen der Betätigungsstange und dem Bremspedal (1) zumindest teilweise aufgehoben ist.
Sicherheitseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Beaufchlagung der Knickstelle (16) die Betätigungsstange (3) zerstörbar ist.