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Sicherheitsvorrichtung für Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine
Sicherheitsvorrichtung für Fahrzeuge zum Schutze von Insassen bei einem Zusammenstoß
mit wenigstens einer Rückhaltevorrichtung im Innenraum.
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Es sind bereits zahlreiche Vorkehrungen in der Kraftfahrzeug industrie
getroffen worden, um den Aufprall von Fahrzeuginsassen auf Fahrzeuginnenteile bei
einem Unfall, d.h. bei einem Zusammenstoß des Fahrzeuges mit anderen Körpern, zu
vermindern oder sogar zu vermeiden. Eine sehr aussichtsreiche Entwicklung in letzter
Zeit geht dahin, daß im Augenblick des Zusammenstoßes bzw. kurz davor eine mit einem
gasförmigen Medium sich füllende Hülle durch einen Sensor vor den Insassen aufgeblasen
wird. Solche aufblasbaren Hüllen (Air bags) wurden unter abderem durch die deutschen
Offenlegungsschriften 1 802 302 und 1 955 145 bekannt.
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Nachteilig an diesen Vorrichtungen ist, daß sie mit einem gewehrschußartigen
Knall
aktiviert werden. Es hat sich aber im Versuch gezeigt, daß solche Belastungen selbst
von jungen Beuteln nicht immer aujsgehalten werden können. Ein weiterer Nachteil
dieser Vorrichtungen liegt im sogenannten Kollisionssensor.-Dieser Sensor soll die
Vorrichtung bei einer entsprechend großen Verzögerung auslösen. Es ist dabei aber
durchaus nicht immer gewährleistet, daß dieser Sensor wirklich nur bei einem Zusammenstoß
auslöst, sondern es kann passieren, daß dieser auch bereits bei einer sehr starken
Verzögerung3 wie sie beim Durchfahren eines Schlagloches auftreten kann, auslöst.
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Eine Verbesserung dieser vorabgenannten Auslöseeinrichtung (Kollisionssensor)
wird in der- deutschen Patentschrift 896 312 angezeigt, die unter anderem vorschläFt,
einen elektrischen Kontakt an der vorderen Stoßstange des Wagens anzubringen.
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Aber auch diese Ausführung vermeidet nicht den starken Knall beim
Auslösen der Gaszufuhr zu der sich aufblasenden Hülle.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitsvorrichtung für Fahrzeuge
zum Schutze von Insassen zu schaffen, die ein sicheres Auslösen auch nur dann bewirkt,
wenn tatsächlich ein Zusammenstoß vorliegt, und die beim Auslösen den starken Knall,
der zu schweren Gehörstörungen und nervlichen Belastungen führen kann, vermeidet.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in- oder außerhalb
einer Knautschzone des Fahrzeuges eine nur bei einem Zusammenstoß durch die dann
frei werdende Aufprallenergie ansprechende Auslösevorrichtung angeordnet ist, die
über ein
Übertragungssystem mit der Rückhaltevorrichtung, diese
dann in eine Betriebsstellung bringend, verbunden ist. Dies bedeutet also, daß die
Rilckhaltevorrichtung tatsächlich bei einem Zusammenstoß in Erscheinung tritt und
nicht wie z.S, durch die deutsehe Patentschrift 854 900 bekannt wurde, aus einer
federnden Stütze besteht, die ständig vor der Brust des Insassen liegt. Die Rückhaltevorrichtung
kann dabei eine ausfahrbare Stütze wie vorab erwähnt, eine gasgefüllte Hülle oder
ein sonst geeignetes Teil sein.
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Weiter ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung
als Deformationsglied ausgebildet ist, das einen Teil der Aufprallenergie in Arbeit
umsetzt, um die Rückhaltevorrichtung in ihre Betriebsstellung zu bringen.
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Als Alternativlösung ist die Auslösevorrichtung als lageveränderliches
Glied ausgebildet, das einen Teil der Aufprallenergie in Arbeit umsetzt, um die
Rückhaltevorrichtung in ihre Betriebsstellung zu bringen.
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Das heißt also, daß während der sog. Primärkollision eine Verkürzung
des Vorderwagens (Deformationsglied) bzw. eine Volumensverringerung oder eine Verschiebung
z.B. der Stoßstange (lageveränderliches Glied) eintritt. Ein Teil dieser freiwerdenden
kinetischen Energie wird also in Arbeit umgesetzt, um die Rückhaltevorrichtung in
ihre Betriebsstellung zu bringen.
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Dies wird dadurch erreicht, daß das Übertragungssystem aus einem Hebelsystem,
das die Rückhaltevorrichtung direkt mit der Auslösevorrichtung verbindet, besteht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht das Übertragungssystem aus einem
starren, im Bereich des Fahrzeugbodens verlaufenden Rahmen mit
Abzweigteilen
zu den Rückhaltevorrichtungen und ist fest mit der Auslösevorrichtung verbunden.
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Eine weitere Alternativlösung besteht darin, daß die Auslösevorrichtung
aus einem Vorratsbehälter aus biegsamen, möglichst undehnbarem Material besteht,
der mit einem flüssigen und/ oder gasförmigem Medium gefüllt ist. Der Vorratsbehälter
ist durch eine Leitung direkt mit der Rückhaltevorrichtung verbunden.
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An den Vorratsbehälter kann eine von dessen Druck gesteuerte Servoeinrichtung
angeschlossen sein. Das bedeutet, daß bei einer Kollision ein Vorratsbehälter, der
sich vor oder in entsprechenden Außenteilen des Wagens befindet, verformt, und dadurch
sein Volumen verringert und das im Vorratsbehälter befindliche Gas zu der Rückhaltevorrichtung
drückt, die sich dann aufbläht und den Insassen schützt. Dabei ist es natürlich
auch möglich, daß die Rückhaltevorrichtung nicht direkt mit dem Vorratsbehälter
verbunden ist, sondern daß eine Servoeinrichtung dazwischen geschaltet wird. Ebenso
ist es möglich, daß durch die Volumensänderung und den dadurch entstehenden Gas
fluß ein Hydraulikzylinder beaufschlagt wird, der eine Rückhaltevorrichtung dem
Insassen entgegendrückt.
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Um xn dem Vorratsbehälter einen vorab definierten Druck zu halten,
ist an diesem eine Pumpe mit den entsprechenden Armaturen wie Druckregelventil,
Drossel (wobei diese als Überschalidifusor ausgelegt sein-muB, um die motwendigen
hohen Strömangsgeschwin digkeiten zu ermöglichen hnd Uberlasiventll angeschlossen.
Als zusätzliches Druckreservoir kann auch ein Reservereifen mit dem Vorrat sbehält
er in Verbindung stehen. Diese Maßnahmen wie Pumpe und Druckreservoir können allerdings
nicht im Falle einer Kollision die nötige Gasmenge erzeugen, sondern sie sind nur
zur Vorspannung de- Vorratsbehälters vorgesehen.
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In weiterer Verfeinerung der Erfindung ist der Vorratsbehälter unterteilt,
wobei das gasförmige Medium als Arbeitsmedium und die Flüssigkeit als Druckregelmedium
dient. Es entfallen hierbei die Probleme, die mit der Luftverunreinigung und der
Bildung!von Kondenswasser verbunden sind.
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Die Auslösevorrichtung kann gleichzeitig derart als Stoßstange ausgebildet
sein, daß sich diese Stoßstange geschwindigkeitsabhängig verschiebt. D,h., daß entsprechend
der Geschwindigkeitserhöhung sich die Stoßstange weiter vor den Wagen schiebt und
bei einer sehr starken Verzögerung, wie sie bei einem Zusammenstoß auftritt, in
dieser vorgeschobenen Lage eine gewisse Zeit verharrt. Sie soll sich bei einer starken
Verzögerung, wie sie durch Bremsen auftreten kann, also erst nach einiger Zeit wieder
in die für die entsprechend langsamere Geschwindigkeit zutreffende Stellung verschieben,
um so bei einem Zusammenstoß eine längere Bnsprechdauer für die Auslösevorrichtung
zu haben.
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In weiterer Variierung des Erfindungsgedankens ist die Rückhaltevorrichtung
topfförmig auf einer Lenkwelle angebracht, von einem Lenkrad und dessen Speichen
umschlossen und in ihrem Inneren ist ein an die Auslösevorrichtung angesehlossener
Verschiebezylinder vorgesehen. Die Rückhaltevorrichtung wird hierbei über den Vorratsbehälter,der
sowohl mit einem flüssigen als auch gasförmigen Medium gefüllt sein kann, gespeist.
Das Ausfahren der Rückhaltevorrichtung kann sowohl über einen Verschiebezylinder
(ebenfalls hydraulisch oder pneumatisch) oder direkt als aufblasbare Hülle erfolgen.
Die Rückhaltevorrichtung wird hierbei zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie
im ausgefahrenen Zustand in den Lenkradkranz mit einer entsprechend vorgesehenen
Nut einrastet.
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Die positiven Hauptmerkmale der Erfindung liegen nun in der Hauptsache
darin, daß die Aktivierung (Stellimpuls, Stellenergie ) des Rückhaltesystems vornehmlich
selbsttätig erfolgt und der Deformationsteschwindigkeit und Beformationsstärke angepaßt
ist. Das System wird auch bei Schrägaufprall tätig.
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Das Prinzip der Erfindung ist ohne weiteres auf den Seitenaufprall
übertragbar. Die seitlich liegenden Vorratsbehälter (z.i3. innerhalb oder -außerhalb
von Türen aktivieren seitlich liegende Rückhaltevorrichtungen(wieAir bags). Falls
der Vorratsbehälter frei liegt, bietet er zusätzlich Schutz gegen Karosseriebeschädigungen
und Kollisionen bei kleinen Geschwindigkeiten sowie Minderung der Unfallgefahr für
Fußgänger und Radfahrer.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 Sicherheitsvorrichtung mit einer
Auslösevorrichttung als Defprmationsglied und einem Hebelsystem als Ubertragungssystem
für die Rückhaltevorrichtung.
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Figur 2 eine Älternativiösung eines Übertragungssystems mit einer
Auslösevorrichtung als lageveränderliches Gliad, Figur 3 eine weitere Alternativlösung
mit einer Auslösevorrichtung, bestehend aus einem Vorratsbehälter und den dazugehörigen
Übertragungselementen, Figur 3b eine Alternativlösung nach Figur 3, Figur 4 eine
Ansicht entsprechend der Linie IV in Figur 3 mit Alternativlösungen.
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Ausgehend von der Knautschzone (Auslösevorrichtung )1 eines Fahrzeuges
2 ist ein Übertragungssystem(Hebelsystem)3 angeordnet, das eine Rückhaltevorrichtung
4 direkt beaufschlagt.
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Die teleskopische Stange 5 des Hebelsystems ist an zwei Schwingen
6 und 7 an einem Rahmen des Fahrzeugbodens 8 des Kraftfahrzeuges 2 gelenkig gelagert.
Die teleskopische Stange 5 ist dabei so austebildet, daß sie erst ab einer definierten
Kraft sich ineinander verschiebt. In der gestrichelten Stellung ist die Rückhaltevorrichtung
nach der Kollision gekennzeichnet.
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In Figur 2 ist das Hebelsystem durch einen Rahmen 9 ersetzt.
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An diesem Rahmen 9 sind Abzweigungen 10 und 11 angeordnet, die an
ihren Enden Rückhaltevorrichtungen 4'tragen. Der Rahmen 9 steht an der Frontpartie11
des Kraftfahrzeuges 2 über und endet in einer Stoßstange(Auslösevorrichtung)12.
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Bei einer Kollosion wird dabei zunächst die Stoßstange 12 bis an die
Außenpartie des Kraftfahrzeuges 2 im Frontpartiebereich 11 verschoben und erst bei
einem stärkeren Zusammenstoß~wird diese Frontpartie 11 als Knautschzone 1 wirksam.
Die Stoßstange 12 ist also als Auslösevorrichtung in Form eines lageveränderlichen
Gliedes wirksam.
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In Figur 9 wird als Auslösevorrichtung ein Vorratsbehälter 13 aus
einem biegsamen, möglichst undehnbaren Material verwendet, der mit einem flüssigen
und/oder gasförmigen Medium gefüllt ist. Dabei ist es natürlich auch möglich, daß
der eine Teil 14 mit einem gasförmigen Medium als Arbeitsmedium und der andere Raum
15 mit einer Flüssigkeit als Druckregelmedium gefüllt ist. Dabei ist der Raum 15
über eine Leitung 16, ein Rückschlagventil 17 und enn Druckregelventil 18 mit einer
Pumpe 19 verbunden. Als zusätzliches Druckreservoir kann auch ein Reservereifen
mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehen.
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Diese Maßnahmen wie Pumpe und Druckreservoir können allerdings nicht
im Falle einer Kollision die nötigen Fördermengen bringen, sondern sind nur zur
Vorspannung des Vorrats -behälters vorgesehen. Die Kammer 14 des Vorratsbehälters
steht hierbei über eine bzw. entsprechend den Bückhaltevorrichtungen 411 mehreren
Leitungen 20 in Verbindung.
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In die Leitung 20 ist ebenfalls eine Drossel 21 und ein Rückschlagventil
22 eingebaut. Die Rückhaltevorrichtungen 4 1 sind an den jeweils notwendigen und
gefährdeten Stellen im Kraftfahrzeug 2 angebracht. Dabei bietet sich an, wie in
Figur 3b dargestellt, eine Rückhaltevorrichtung 4" auf einer Lenkwelle im topfförmig
ausgebildeten Lenkrad 23 anzubringen. Die Rückhaltevorrichtung 4" gemäß der Figur
3b kann natürlich auch als Polster ausgebildet sein und mit einem Ubertragungssystem
entsprechend Figur 1 oder Figur 2 verbunden werden. Als Ausbildung für das Bückhaltesystem
4" bietet sich einmal ein von dem Vorratsbehälter 13 gespeister Air Bag an, zum
anderen ist es möglich, im Lenkradkranz bzw in der Rücklehne oder am Armaturenbrett
einen Verschiebezylinder anzuordnen, der über die Leistung 20 vom Vorratsbehälter
13 beaufschlagt wird und mit einer an der dem Insassen zugekehrten Seite versehenen
Polsterplatte ausgestattet ist.
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In Figur 4 ist ein Kraftfahrzeug 2 entsprechend der Ansicht IV in
Figur 3 dargestellt, in der die verschiedenen Möglichkeiten der Anordnung von Vorratsbehältern
eingezeichnet sind. Dabei haben die außenliegenden Vorratsbehälter den zusätzlkchen
Vorteil, daß sie vor Karosseriebeschädigungen schützen. Ebenso vermindern sie die
Unfallgefahr bei kleinen Geschwindigkeiten gegenüber Fußgängern und Radfahrern.