DE19835527B4

DE19835527B4 - Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19835527B4
Application number: DE19835527A
Authority: DE
Inventors: Edgar Prottengeier; Guido Wey
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa Holding GmbH
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: DE19835527A1

Abstract

Schutzvorrichtung (1; 1') für Kraftfahrzeuge, mit
a) oberen Längsträgern (2, 3; 2', 3') und unteren Längsträgern (4, 5), die front- und/oder heckseitig an einer Fahrzeug-Karosserie angeordnet sind,
b) mindestens einem Deflektor-Schild (6) zur Aufnahme von Stößen auf die Front- und/oder Heckpartie der Fahrzeug-Karosserie, wobei der mindestens eine Deflektor-Schild (6)
i) mit den oberen Längsträgern (2, 3; 2', 3')) über Schwenkelemente verbunden ist und die Schwenkelemente eine gemeinsame horizontal und quer zur Längsrichtung der Fahrzeug-Karosserie verlaufende Achse (13) aufweisen, und
ii) mit den unteren Längsträgern (4, 5) über Aufprall-Dämpfer (14, 15) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge.

Bei der Frontalkollision von Kraftfahrzeugen bieten die meisten Sicherheitselemente in Kraftfahrzeugen, wie Knautschzonen, Air-Bags etc. keinen ausreichenden Schutz, wenn lediglich eine Teilüberdeckung der kollidierenden Fahrzeuge vorliegt. Vielmehr dringen die Fahrzeuge ineinander ein, wodurch häufig die Fahrgastzelle in Mitleidenschaft gezogen wird, was zu schweren Personenverletzungen führt. Zur Abhilfe dessen wurde in DE 195 32 858 A1 eine Sicherheitsstoßstange für Personenkraftwagen vorgeschlagen. Diese Sicherheitsstoßstange, die auch als Deflektor bezeichnet wird, erstreckt sich über die volle Breite des Kraftfahrzeugs und umfaßt im Randbereich auch die Reifen, so daß es bei Kollisionen mit Teilüberdeckung zu einem "Abgleiten" der Fahrzeuge aneinander kommt. Hinsichtlich der Höhe erstreckt sich der Deflektor über einen Großteil der Frontkontur des Fahrzeugs, so daß ein Fahrzeug, das in Folge eines starken Bremsvorgangs im vorderen Bereich nach unten geneigt ist, sich nicht unter das kollidierende Fahrzeug schieben kann.

Aus der DE 44 14 432 A1 ist eine Schutzvorrichtung für Kompaktfahrzeuge bekannt, die zur Bildung einer Knautschzone einen Ausfahrmechanismus für ein Stoßschild an der Frontseite aufweist.

Die bekannten Deflektoren weisen den Nachteil auf, daß Zusammenstöße bei geringen Geschwindigkeiten und vor allem das Auffahren auf stehende Hindernisse, z. B. beim Einparken, zu irreversiblen Verformungen, d. h. Schäden der Tragkonstruktion des Deflektors führt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei der ein Aufprall gegen einen Deflektor bei niedrigen Geschwindigkeiten zu keinen irreversiblen Verformungen am Kraftfahrzeug führt.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung besteht u. a. darin, daß der Deflektor-Schild in seinem oberen Bereich verschwenkbar ist und im unteren Bereich Stöße gedämpft aufnehmen kann, so daß eine unmittelbare Einwirkung des Stoßes auf die Karosserie vermieden werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht einer Schutzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Seitenquerschnittsansicht einer Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform,
3 eine Querschnittsdraufsicht auf eine Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform,
4 eine Seitenquerschnittsansicht einer Schutzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform und
5 eine Querschnittsdraufsicht auf eine Schutzvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
Eine Schutzvorrichtung 1 für Kraftfahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform ist in den 1 bis 3 gezeigt. Sie weist zwei benachbart angeordnete obere Längsträger 2, 3 sowie zwei untere Längsträger 4, 5 auf, die frontseitig an einer Fahrzeug-Karosserie befestigt sind. Die Längsträger 2, 3, 4 und 5 können auch heckseitig vorgesehen sein. Es können auch zur Erhöhung der Festigkeit weitere Längsträger vorgesehen sein. Die Längsträger 2, 3, 4 und 5 weisen eine vorgegebene Längs- und Quersteifigkeit auf. Hierunter wird die beim modernen Karosserie-Sicherheits-Design übliche Festigkeit verstanden, die derart eingestellt ist, daß sich die Längsträger 2, 3, 4 und 5 bis zu einer bestimmten Energieeinwirkung in Folge eines Aufpralls im wesentlichen steif verhalten. Bei höheren Energien werden die Träger unter Umwandlung von kinetischer Energie in thermische Energie komprimiert. Wichtig ist, daß die Längsträger 2, 3, 4 und 5 neben der Längssteifigkeit auch eine ausreichende Quersteifigkeit, d. h. im wesentlichen quer zu ihrem Längsverlauf, aufweisen. Die oberen Längsträger 2 und 3 und unteren Längsträger 4 bzw. 5 sind bezüglich der Vertikalen gegeneinander versetzt, wodurch die Quersteifigkeit der Schutzvorrichtung 1 erhöht wird.
Die Schutzvorrichtung 1 weist ferner einen frontseitig an der Fahrzeug-Karosserie vorgesehenen Deflektor-Schild 6 auf. Derartige Deflektor-Schilde sind aus DE 195 32 858 A1 bekannt und können auch heckseitig vorgesehen sein. Sie erstrecken sich über die volle Breite der Fahrzeug-Karosserie bis zu den Außenseiten von vorderen Rädern 7, 8, die beidseitig auf gleicher Höhe an der Fahrzeug-Karosserie angebracht sind. Die oberen Längsträger 2 und 3 sind oberhalb der Räder 8 bzw. 7 angebracht. Die Seitenbereiche 9 und 10 des Deflektor-Schildes 6 sind in Längsrichtung der Fahrzeug-Karosserie gekrümmt ausgebildet, so daß die Räder 7, 8 teilweise überdeckt sind. Der Deflektor-Schild 6 erstreckt sich hinsichtlich der Höhe über einen Großteil, insbesondere 80 %, der Frontkontur der Fahrzeug-Karosserie. Der Deflektor-Schild 6 ist hinsichtlich der Materialwahl und Dicke derart ausgestaltet, daß er bei einem Aufprall möglichst wenig deformiert wird. Vielmehr entsteht bei einer Kollision zwischen einem Fahrzeug mit dem Deflektor-Schild 6 und einem anderen Fahrzeug bei einer Teilüberdeckung der Effekt eines Abgleitens, wie er ausführlich in DE 195 32 858 A1 beschrieben ist und worauf hiermit verwiesen wird.
Der Deflektor-Schild 6 ist im oberen Bereich mit den oberen Längsträgern 2, 3 über als Scharniere 11, 12 ausgebildete Schwenkelemente verbunden. Der Deflektor-Schild 6 ist somit um die durch die Scharniere 11, 12 gebildete horizontale, quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufende Schwenkachse 13 verschwenkbar.
Im unteren Bereich ist der Deflektor-Schild 6 über Aufprall-Dämpfer 14 und 15 mit den unteren Längsträgern 4 bzw. 5 verbunden. Die Aufprall-Dämpfer 14, 15 sind aus DE 93 10 036 U (entspricht US 5 427 214 ) bekannt. Die dort beschriebenen Aufprall-Dämpfer weisen eine Dämpfungscharakteristik mit einem reversiblen und einem irreversiblen Teil auf. Die reversible Dämpfung wird dabei durch einen bekannten reversiblen Pralldämpfer bewirkt, wie er aus DE 40 28 448 A1 (entspricht US 5 181 589 ) bekannt ist. Die irreversible Dämpfung wird durch ein Deformationsrohr bewirkt, welches durch den zu dämpfenden Schub deformiert wird. Die Aufprall-Dämpfer 14, 15 sind in 1 bis 3 lediglich schematisch dargestellt. Sie weisen jeweils ein Trag- und Führungsrohr 16 auf. Am äußeren freien Ende des Trag- und Führungsrohres 16 ist ein Befestigungselement 17 angebracht, mittels dessen die Aufprall-Dämpfer 14, 15 mit den unteren Längsträgern 4, 5 verbunden sind. Ein zylindrisches Gehäuse 18 eines reversiblen Dämpfungselements erstreckt sich über das freie Ende des Trag- und Führungsrohres 16 hinaus und ist in dieses reversibel gedämpft einschiebbar. Am freien Ende des zylindrischen Gehäuses 18 ist ein rohrförmiges Befestigungselement 19 vorgesehen, das in einer Ausnehmung 20 des Deflektor-Schildes 6 mit diesem befestigt ist. Das Befestigungselement 19 kann auch als Platte oder in einer anderen dem Deflektor-Schild 6 angepaßten geometrischen Form ausgebildet sein. Die genauere Funktionsweise der Aufprall-Dämpfer 14, 15 ist in DE 93 10 036 U (entspricht US 5 427 214 ) detailliert beschrieben, worauf hiermit verwiesen wird. Es können auch beliebige andere Aufprall-Dämpfer verwendet werden. Insbesondere können auch nur reversibel oder nur irreversibel dämpfende Aufprall-Dämpfer verwendet werden, wie sie aus den obenzitierten Druckschriften bekannt sind.
Bei einem Aufprall eines Gegenstandes, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, gegen den Deflektor-Schild 6 wird dieser um die Schwenkachse 13 verschwenkt, wodurch die Aufprall-Dämpfer 14 und 15 zusammengedrückt werden und Bewegungsenergie in Wärme umwandeln. Bis zu einem ersten Aufprallenergie-Grenzwert kann die Bewegungsenergie durch die in diesem Bereich reversibel arbeitenden Aufprall-Dämpfer 14, 15 absorbiert werden. Nach dem Ende des Aufpralls wird der Deflektor-Schild 6 wieder in die ursprüngliche Position zurückbewegt.
Überschreitet die Aufprallenergie den ersten Aufprallenergie-Grenzwert und liegt die Aufprallenergie unterhalb eines zweiten höheren Aufprallenergie-Grenzwertes, so tritt eine irreversible Kompression der Aufprall-Dämpfer 14 und 15 ein. Nach dem Ende des Aufpralls müssen die Aufprall-Dämpfer 14, 15 ausgewechselt werden. Weitere Schäden an der Fahrzeug-Karosserie liegen in der Regel nicht vor.
Liegt die Aufprallenergie oberhalb des zweiten Aufprallenergie-Grenzwertes, so kann die Aufprallenergie nicht mehr durch Kompression der Aufprall-Dämpfer 14, 15 aufgefangen werden. In diesem Fall tritt eine Deformation der Längsträger 2, 3, 4 und 5 sowie anderer Teile der Fahrzeug-Karosserie auf.
Die Befestigung des Deflektor-Schildes 6 über die Aufprall-Dämpfer 14, 15 und die Scharniere 11, 12 mit der Fahrzeug-Karosserie ist derart gewählt, daß auch ein Aufprall, der schräg zur Längsrichtung der Karosserie erfolgt, die Funktionsfähigkeit des oben beschriebenen Mechanismusses nicht beeinträchtigt. Die Schutzvorrichtung 1 besitzt somit auch eine gewisse Querstabilität.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den 4 und 5 dargestellt. Im folgenden werden lediglich die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform beschrieben. Ansonsten wird auf die Beschreibung zur ersten Ausführungsform verwiesen. Identische Teile sind mit denselben Bezugsziffern versehen; unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile sind mit demselben Bezugszeichen jedoch mit einem hochgestellten Strich versehen.
Der zentrale Unterschied zwischen der zweiten und der ersten Ausführungsform besteht darin, daß bei der zweiten Ausführungsform der Deflektor-Schild 6 über Aufprall-Dämpfer 21 und 22 mit den oberen Längsträgern 2' bzw. 3' verbunden ist. Die Aufprall-Dämpfer 21, 22 sind im wesentlichen wie die Aufprall-Dämpfer 14, 15 aufgebaut. Sie weisen jedoch eine geringere maximale Einschubtiefe, d. h. einen geringeren Hub, auf, um die Querstabilität zu erhöhen. Am freien Ende der Gehäuse 18' der Aufprall-Dämpfer 21 und 22 sind Scharniere 11' bzw. 12' vorgesehen, welche mit dem Deflektor-Schild 6 verbunden sind.
Hinsichtlich der Funktionsweise der Schutzvorrichtung 1' bei einem Aufprall wird auf die Beschreibung zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel werden bei einem Aufprall auch die Aufprall-Dämpfer 21, 22 zusätzlich zu den Aufprall-Dämpfern 14, 15 zunächst reversibel und dann irreversibel zusammengedrückt.

Claims

Schutzvorrichtung (1; 1') für Kraftfahrzeuge, mit a) oberen Längsträgern (2, 3; 2', 3') und unteren Längsträgern (4, 5), die front- und/oder heckseitig an einer Fahrzeug-Karosserie angeordnet sind, b) mindestens einem Deflektor-Schild (6) zur Aufnahme von Stößen auf die Front- und/oder Heckpartie der Fahrzeug-Karosserie, wobei der mindestens eine Deflektor-Schild (6) i) mit den oberen Längsträgern (2, 3; 2', 3')) über Schwenkelemente verbunden ist und die Schwenkelemente eine gemeinsame horizontal und quer zur Längsrichtung der Fahrzeug-Karosserie verlaufende Achse (13) aufweisen, und ii) mit den unteren Längsträgern (4, 5) über Aufprall-Dämpfer (14, 15) verbunden ist.
Schutzvorrichtung (1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Schwenkelement (11', 12') und dem zugehörigen oberen Längsträger (2', 3') ein Aufprall-Dämpfer (21, 22) angeordnet ist.
Schutzvorrichtung (1; 1') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Längsträger (2, 3; 2', 3') und unteren Längsträger (4, 5) bezüglich der Vertikalen gegeneinander versetzt sind.
Schutzvorrichtung (1; 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Längsträger (2, 3; 2', 3') vertikal oberhalb von mit der Fahrzeug-Karosserie verbundenen Rädern (7, 8) angeordnet sind.
Schutzvorrichtung (1; 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkelemente als Scharniere (11, 12; 11', 12') ausgebildet sind.
Schutzvorrichtung (1; 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungscharakteristik der Aufprall-Dämpfer (14, 15; 14, 15, 21, 22) einen reversiblen und einen irreversiblen Teil aufweist.
Schutzvorrichtung (1') nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den oberen Längsträgern (2', 3') verbundenen Aufprall-Dämpfer (21, 22) einen geringeren Hub und/oder eine größere Quersteifigkeit aufweisen, als die mit den unteren Längsträgern (4', 5') verbundenen Aufprall-Dämpfer (14, 15).