DE19817992A1

DE19817992A1 - Vorrichtungen zur Steigerung der passiven und aktiven Sicherheit von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19817992A1
Application number: DE1998117992
Authority: DE
Inventors: Erich Stabenau
Original assignee: Erich Stabenau
Current assignee: STABENAU, ERICH, 83022 ROSENHEIM, DE
Priority date: 1998-04-22
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 1999-12-09
Also published as: DE29809358U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur Steigerung der passiven Sicherheit von Kraftfahrzeugen, bei welcher die Fahrgastzelle mit deren Insassen im Falle eines schweren Aufpralles vorne und/oder hinten aus der horizontalen Crash-Zone heraus nach oben wegführbar gelagert ist, während die restliche Crash-Energie unterhalb der Fahrgastzelle durch Verformung aufgelöst wird. DOLLAR A Alternativ oder zusätzlich hierzu können mindestens zwei Walzenblöcke vom Fahrzeugboden absenkbar sein und in aktiviertem, abgesenktem Zustand eine Verbindung des Fahrzeuges mit der Fahrbahn herstellen, wobei beim Bremsvorgang die Bodenhaftung um ein vielfaches erhöht und der Bremsweg deutlich reduziert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen an Kraftfahrzeugen zur erheblichen Steigerung der passiven- und aktiven Sicherheit zugunsten der Fahrzeuginsassen und externer Verkehrsteilnehmer.

1. PASSIVE SICHERUNGS-VORRICHTUNG

Bekanntlich treten die allerschlimmsten Unfallschäden bei frontalen Zusammen stößen im Straßenverkehr immer dann auf, wenn die Fahrzeuginsassen in ihrer Fahrgastzelle invasiv zusammengequetscht werden (zugeh. Abbildung Nr. 1), ohne eine Chance, irgendwohin ausweichen zu können.

In einem solchen Fall können auch Gurte und Airbag(s) die verhängnisvolle Ver quetschung der Fahrgaste nicht verhindern.

In der nun einhundertjährigen Geschichte der Automobilentwicklung hat sich trotz dieses immer wiederkehrenden, folgenschweren Ablauf nur wenig verändert, sieht man die Statistiken und täglichen Berichterstattungen.

Hiervon sind nicht nur Klein- oder Mittelklassewagen betroffen, sondern ebenso die Oberklasse.

Ein Automobil wird immer nur so gut sein, unabhängig von seiner Klasse, wie es im wirklichen Ernstfall die Insassen zu schützen zu vermag.

Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, die einfach in der Konstruktion (und somit kostengünstig in der Fertigung und Montage), wie gleichzeitig hocheffizient in ihrer Wirkung ist

a) Zunächst einmal ist die Fahrgastzelle eine rundum vollständige, separate, mobile Ein heit mit eigenem Boden, Front- und Rückwand. Sie wird am Chassis verankert und zentral verriegelt (zugeh. Abbildung Nr. 2).
b) Im Motorraum befindet sich eine U-förmige, massive Schubstange, deren beide Längs schenkel nahe der Innenseite der Kotflügel, etwa in halber Höhe, verlaufen.
Die Querverbindung liegt knapp vor dem Kühlergrill.
Die offenen Enden der Längsschenkel sind ösenförmig ausgebildet und nehmen hier je zwei weitere Schenkelpaare auf. Je einer dieser kürzeren Schenkel ist unten am Chassis vor dem Motorraum-Abschlußblech in einem Drehgelenk fixiert. (zugeh. Abbildung Nr. 3)
Das jeweils obere Schenkelpaar ist oben an einem massiven Querträger in einem Gelenk fixiert. Dieser Quertrager ist mit der Fahrgastzelle fest verbunden.
c) Im Kofferraum befindet sich die gleiche Vorrichtungsanordnung wie im Motor raum, nur um 180 Grad versetzt (zugeh. Abbildung Nr. 4).

d) Wirkungsweise VORNE

Bei einem massiven Aufprall vorne wird ein Teil der Crash-Energie über den Schubstangenbügel an die scherenförmigen, halboffenen Schenkelpaare einmal nach unten auf den Querträger am Chassis geleitet, zum anderen nach oben auf den Querträger an der Fahrgastzelle (zugeh. Abbildung Nr. 3).

Mit dieser Hebel-Vorrichtung wird die Fahrgastzellen-Einheit zentral vom Fahrgestell entriegelt und vorne über die Crash-Zone hinaus nach oben gehoben, so daß alle restliche Crash-Energie unterhalb der Fahrgastzelle in Auflösung (Verformung) geht.

Die Insassen bleiben somit oberhalb aller invasiven Verquetschungsgefahr. Diese Wirkungsweise kann CRASH-ESCAPE genannt werden.

e) Wirkungsweise HINTEN

Bei einem massiven Aufprall hinten wird mit Hilfe dieser Hebel-Vorrichtung die Fahr gastzellen-Einheit zentral vom Fahrgestell entriegelt und hinten über die Crash-Zone hinaus nach oben gehebelt, so daß alle restliche Crash-Energie unterhalb der Fahrgast zelle in Auflösung geht. Die Insassen bleiben somit oberhalb aller invasiven Ver quetschungsgefahr (zugeh. Abbildung Nr. 4).

Die CRASH-ESCAPE Wirkungsweise funktioniert hinten genauso wie vorne und
f) VORNE und HINTEN gleichzeitig, wie für Situationen bei Massen-Auffahr- Unfällen/Karambolagen, z. B. (zugeh. Abbildung Nr. 5).

ZUSAMMENFASSUNG: 1) PASSIVE SICHERUNGS-VORRICHTUNG

Die PASSIVE SICHERUNGS-VORRICHTUNG (CRASH ESCAPE) ermöglicht mit ihrem einfachen Hebelsystem die Fahrgastzelle und deren Insassen aus der im mobilen "Falle" herauszuhebeln, d. h. über die Crash = Verquetschungszone hinaus nach oben zu evakuieren.

Dies gilt gleichermaßen für den frontalen Aufprall wie für den Crash von hinten und/oder beide zusammen, wie bei Massen-Auffahr-Unfällen z. B.

2. AKTIVE SICHERUNGS-VORRICHTUNG

Analysiert man die Unfallentstehung weiterhin und geht dabei einen Schritt zurück in jene Phase, die Bremsweg genannt wird, so stößt man hier auf ein fast alles ent scheidendes Moment, nämlich den GRIP (Bodenhaftung, Traktion, etc.).

Sowohl der Vortrieb wie auch die Verzögerung eines Kraftfahrzeuges sind einzig und allein davon abhängig, welche Kraft die Reifenauflageflächen und ihre Griffigkeit vom Fahrzeug aus auf die Fahrbahn übertragen.

Bekanntermaßen ist der zu lange Bremsweg bei allen gängigen Konstruktionen (welt weit) mit die häufigste Unfall-Ursache. Auch wenn die Bremswege bei einigen neueren Modellen etwas kürzer geworden sind, so bleibt nach wie vor die konstruktionsbedingte LIMITATION, quasi wie ein NON PLUS ULTRA, bestehen, nämlich eine Boden haftung, die sich seit Anbeginn der nun einhundertjährigen Automobilgeschichte bis auf den heutigen Tag NUR auf die VIER RÄDER konzentriert.

Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, auf einfachem, kostengünstigen Wege diese LIMITATION zu durchbrechen und mit dem zusätzlichen MULTI-GRIP die aktive Sicherheit am Fahrzeug deutlich zu erhöhen. Gleichzeitig bietet diese Vorrichtung eine ganze Reihe von weiteren, sinnvoll-ergänzenden Einsatzmöglichkeiten.

a) Zentrales Element dieser Erfindung sind zwei (wahlweise auch vier) Walzenblöcke, bestehend aus mehreren, parallel hintereinander angeordneten Einzelwalzen.
Diese Blöcke sind rechts und links von der Mittelachse in vorgesehenen konkaven Aussparungen im Ruhezustand nach oben versenkt (zugeh. Abbildung Nr. 6).
b) Für den aktiven Zustand werden diese Blöcke auf die Fahrbahn abgesenkt. Die Walzen nehmen dort die Fahrzeuggeschwindigkeit auf und übertragen diese in geeigneter Weise auf horizontale Bremsscheiben unter der Bodenwanne. Dort werden sie ihrerseits an das Bremssystem und ABS angeschlossen (zugeh. Abbildung Nr. 7).
c) Betrachtet man auf zugeh. Abbildung Nr. 8 einmal den signifikanten Unterschied zwischen der altherkömmlichen Auflagefläche von "NUR-VIER-REIFEN" und der vielfachen Steigerungsmöglichkeiten durch MULTI-GRIP, so wird sehr schnell verstanden, welche zusätzliche Bereicherung an technischer Sicher heit in Verbindung mit bereits vorhandenen Bordsystemen diese Erfindung anzu bieten hat: Ein variabel Vielfaches Mehr als je zuvor - zusätzlich.
d) Bei den Walzenblöcken bieten sich zwei Varianten an:
Zum einen ist der Walzenkern mit geeignetem, haftfähigen Material ummantelt (zugeh. Abbildung Nr. 9 + 10),
zum anderen werden die Walzenkerne von einem breiten Zahnriemenband um laufen (zugeh. Abbildung Nr. 11).
In beiden Fällen ist eine intelligente Profilierung der Oberflächenstruktur wichtig in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen (ähnlich Sommer-/Winter-/ Offroad-Profil).
e) Erweiterte Einsatzmöglichkeiten von MULTI-GRIP:
Liegt der Erfindung in erster Linie die hochnotwendige Steigerung der Bremsleistung zugrunde, so ergeben sich aus der Konstruktionssubstanz zwangsläufig weitere inter essante, praktische Anwendungsmöglichkeiten.

Beispiel 1 ANFAHRHILFE/KRIECHGANG

So ziemlich jeder Autofahrer kennt die Situation von leer durchdrehenden Reifen beim Anfahren; aus welchen Gründen auch immer. Ursache: Mangelnde Bodenhaftung. Häufig sind solche Situationen auch noch begleitet von ungemütlichem Wetter, Ärger, Schmutz und Zeitverlust.

Den Fahrer mit MULTI GRIP an Bord kümmert's nicht. Er senkt die Walzen blöcke ab und schaltet MULTI GRIP VOR bzw. MULTI GRIP ZURÜCK, denn die Walzenblöcke sind in geeigneter Weise dem Antriebssystem zuschaltbar.

Üblicherweise neigen Reifen in einem solchen Fall auch noch gerne dazu, je nach Untergrund, sich einzugraben, manchmal bis zur Achse. Hier würde normalerweise nur noch ein Abschleppwagen/Fremdhilfe ein Fortkommen bedeuten.

Unabhängig also davon, wie die NUR-VIER-RÄDER-Bodenhaftung verloren ging, so ist MULTI GRIP als bordeigene Reserve mit Sicherheit eine wertvolle Selbst- Hilfe (zugeh. Abbildung Nr. 12).

Beispiel 2 WAGENHEBER - Funktion REIFENWECHSEL

Wann immer ein Reifenwechsel unter freiem Himmel notwendig wird, so ist ein jeder Autofahrer, ganz besonders die Autofahrerin, froh und dankbar für ein jedes Maß an erleichternder Hilfestellung. Eine praktische Lösung kann hier wiederum MULTI GRIP anbieten. Anstatt mit den bisherigen Wagenhebern das Fahrzeug hochzu kurbeln, werden die Walzenblöcke einfach abgesenkt, das Fahrzeug angehoben, der Reifen gewechselt, die Walzenblöcke wieder in Ruhestellung versenkt - und fertig.

Beispiel 3 WAGENHEBER - Funktion bei SCHNEEKETTEN-MONTAGE

Noch häufiger als der Reifenwechsel ist für viele Autofahrer die Notwendigkeit, unter erschwerten Wetterbedingungen Schneeketten auf- oder abmontieren zu müssen. Hier ist der Einsatz von MULTI GRIP wiederum eine praktische Hilfe, denn auf einfache Weise kann sowohl die Frontpartie (beim Fronttriebler) wie auch die Heckpartie (beim Hecktriebler) insgesamt angehoben werden - auf einmal. Mit herkömmlichen Wagen hebern jede Seite recht und links extra; und dann gilt es ja auch immer für den sicheren, rutschfesten Unterbau zu sorgen. Bei MULTI GRIP alles inklusive. (zugeh. Abbildung Nr. 13)

Beispiel 4 ANTISCHLEUDER-Funktion

Bekannt ist das Ausscheren des Hecks. Die Folgen können verheerend sein. MULTI GRIP möchte auch hier hilfreich sein, dergestalt, daß die abgesenkten Walzenblöcke dem Driften nach außen auf zweierlei Weise aktiv entgegenwirken können

a) Zum einen kann der hintere, kurven-innere Walzenblock separat abgebremst werden,
b) Zum anderen können beide hintere Walzenblöcke zum Kurven-Inneren hin einge schwenkt und abgebremst werden, d. h., daß der geringeren Bodenhaftung der Räder mit Drift nach außen die größere Bodenhaftung von MULTI GRIP mit gezielter Gegen drift nach innen entgegenwirkend korrigiert und kontrolliert (zugeh. Abbildung Nr. 14).

Beispiel 5 OPTIMALE ANPASSUNG AN DIE FAHRBAHN

Bei allen Sicherheitseinsätzen gewährt MULTI GRIP optimalen Anpress-Druck auf die Fahrbahn, auch bei seitlichem Absenken des Fahrgestells (wie in Kurven, beim Schleudern, z. B.). Egal wie groß der seitliche Neigungswinkel des Fahrzeuges auch sein mag, die Walzenblöcke werden unabhängig davon so angesteuert, daß sie in jedem Fall vollständig und plan auf der Fahrbahnoberfläche aufliegen und wirken. Dies gilt gleichermaßen bei Neigungen der Längsachse (Bodenwellen und andere Unebenheiten)

Beispiel 6 SPUR-STABILISATION von ANHÄNGERN

Viele Autofahrer kennen das Risiko eines "tänzelnden" Anhängers, der nur mit viel Erfahrung und Geschick wieder unter Kontrolle gebracht werden kann. Sei es nun der Seitenwind, beim Spur wechseln, das ungleichmäßige Greifen der Auflaufbremse, Ver rutschen der Ladung, falscher Schwerpunkt, Überladung, überhöhte Geschwindigkeit oder ein ungeeignetes Zugfahrzeug, z. B. die alljährlich zu den Unfällen führen. Ein An hänger mit nur einer Achse (auch Tandem) in der Mitte ist einfach spursensibler. Um die Spurgenauigkeit stabiler zu gestalten, empfiehlt sich auch hier MULTI GRIP im hinteren und/oder vorderen Bereich des Anhängers. Die abgesenkten Walzenblöcke bilden quasi eine zusätzliche, dezentrale (periphere) Achse, beenden die Schleuder tendenz und stabilisieren so auch den gesamten Zug.

Claims

1. Vorrichtung zur Steigerung der passiven Sicherheit von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrgast zelle mit deren Insassen im Falle eines schweren Aufpral les vorne und/oder hinten aus der horizontalen Crash-Zone heraus nach oben wegführbar gelagert ist, während die restliche Crash-Energie unterhalb der Fahrgastzelle durch Verformung aufgelöst wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrgastzelle eine rundum vollständig separate, mobile Einheit, mit eigenem Boden, Front- und Rückwand, bildet, welche am Chassis verankert und zentral verriegelt ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrgastzelle frontal durch Schub- und Hebelstangen vom Fahrgestell ablösbar ist und über die Crash-Zone hinaus anhebbar ist, sobald ein Aufprallereignis stattfindet.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heck der Fahrgastzelle über die Crash-Zone hinaus über einen die rückwärtige Auf prallenergie aufnehmenden Schub- und/oder Hebelstangenme chanismus anhebbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrgastzelle sowohl vorne als auch hinten gleichzeitig über die Crash-Zone hinaus anhebbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwei oder vier Wal zenblöcke an dem Fahrzeug angebracht sind, welche zur Ver kürzung des Fahrzeug-Bremsweges in aktiviertem Zustand mit der Fahrbahn in Verbindung bringbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenblöcke nach dem In kontakbringen mit der Fahrbahn eine Verringerung der Fahr zeuggeschwindigkeit bewirken und die aufgenommene Energie auf große, horizontale Bremsscheiben übertragen, wobei die Walzenblöcke gegebenenfalls mit einem eigenen Bremssystem mit ABS zur Koordinierung der Räder in Verbindung stehen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenblöcke mehrere par allel hintereinander angeordnete Einzelwalzen umfassen, die in einem stabilen Rahmen drehbar gelagert sind, wobei die Walzenkerne gegebenenfalls mit einem strapazier- und haftfähigen Material dick ummantelt sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenkerne gegebenenfalls von einem dicken, breiten Zahnriemenband umschlungen wer den.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenblöcke dem Antriebs system zur Energieübertragung zuschaltbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenblöcke derart weit absenkbar sind, daß das Fahrzeug mit einem oder zwei Rei fen gleichzeitig zumindest einige Zentimeter frei vom Bo den abhebt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenblöcke parallel zu einander schwenkbar und drehbar gelagert sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenblöcke auch während der Fahrt einzeln absenkbar sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesenkten Walzenblöcke derart um die Längs- und/oder Querachse des Fahrzeuges schwenkbar vorgesehen sind, daß sie Neigungen des Fahrzeu ges um deren Längs- und Querachse ausgleichen.