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Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen zum Schutz von Fußgängern Die
Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen, insbesondere
Kraftfahrzeugen, zum Schutz vorn Fußgängern bei einer Kollosion mit einem Fahrzeug
mit einer im Frontbereich des Fahrzeugs vorgesehenen, durch einen Sensor auslösbaren
Pangvorrichtung.
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Derartige Fangvorrichtungen sind bereits zum Zwecke des Schutzes von
von einem Fahrzeug angefahrenen Fußgängern bekannt geworden. Die bekannten Vorrichtungen
dienen dabei im wesentlichen dazu, das nach dem Zusammenstoß erfolgende Abrutschen
des Pußgängerkörpers von der Fahrzeughaube zu vermeiden. Es ist nämlich festgestellt
worden, daß ein großer Teil der schweren Verletzungen dadurch entsteht, daß der
Fußgänger nach dem Zusammenstoß mit dem Fahrzeug auf die Straße zurückgeschleudert
wird, wobei insbesondere Kopfverletzungen entstehen können.
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Eine bekannt gewordene Fangeinrichtung besteht aus einem bei einem
Zusammenstoß mit einem Fußgänger hochklappbaren Bügel, der an einem extrem keilförmig
ausgebildeten Vorderwagen mit tiefliegendem Stoßfänger gehalten ist. Diese Ausführung
kann jedoch keine Sicherheit dafür geben, daß ein angefahrener Fußgänger tatsächlich
auf der Fahrzeughaube festgehalten wird.
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Insbesondere bei höheren Aufprallgeschwindigkeiten, wenn der angefahrene
Fußgänger nach dem Aufprall hochgeschleudert wird und mit der Windschutzscheibe
oder dem Scheibenrahmen zu kollidieren droht, dürfte ein derartiger Fangbügel ohne
Wirkung bleiben, da der Fußgänger beim Rückprall beispielsweise über diesen hinweggeschleudert
werden könnte.
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Eine ähnlich schlechte oder sogar noch geringere Rückhaltewirkung
zeigt eine andere bekannte Vorrichtung, bei der nach dem Aufprall durch einen Sensor
ausgelöst eine in der Fahrzeugfrontpartie integrierte Fangleiste hochklappt, die
den Fußgänger an einem Zurückrutschen auf die Straße hindern soll.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin., eine
mit einer Fangvorrichtung ausgebildete Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen zu schaffen,
die die bei einer Kollision mit einem Fahrzeug an dem Fußgänger auftretenden, ernsten
Verletzungen zu mildern hilft. Insbesondere sollen die im Zusammenhang mit den bekannten
Sicherheitseinrichtungen geschilderten Nachteile und Unzulänglichkeiten vermieden
werden und es soll eine weitgehende Gewähr dafür gegeben werden, daß ein angefahrener
Fußgänger nach der Kollision an der Frontpartie des Fahrzeugs sicher festgehalten
und nicht anschließend auf die Straße zurückgeschleudert werden kann. Auch soll
verhindert werden, daß der Fußgänger z.B. bei höheren Unfallgeschwindigkeiten mit
der Windschutzscheibe oder dem Scheibenrahmen kollidiert.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß
die Fangyorrichtung in Höhe der Fronthaube des Fahrzeugs in einer im wesentlichen
horizontalen Ebene gehalten ist und von einem durch den Sensor auslösbaren Antrieb
in eine die Frontkontur des Fahrzeugs mit Abstand umgreifende Fangstellung verstellbar
ist. Die erfindungsgemäße Fangvorrichtung wird also bei einem Zusammenstoß mit einem
Fußgänger in einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegend ausgefahren und umgreift
dann mit Abstand die Frontpartie des Fahrzeugs, so daß ein dort befindlicher Fußgänger
sicher fest- und zurückge'nalten werden kann. Diese in Höhe der Fronthaube angebrachte
Fangvorrichtung ist in gleicher Weise für große und kleine Fußgänger, d.h. für Erwachsene
und Kinder, wirksam und verhindert dabei sowohl das Aufschlagen des Fußgängers in
dem Windschutzscheibenbereich des Fahrzeugs als auch den Rückprall auf die Straße.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Fahrzeug in seinem vorderen Frontbereich eine
energieverzehrend nachgiebig ausgebildete Außenkontur aufweist, die einen großen
Teil der bei dem Primäraufprall entstehenden Stoßenergie aufzunehmen in der Lage
ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin,daß an der in der
Fangstellung der Fahrzeugfront zugewandten Seite der Fangvorrichtung eireaufblasbare
Gassack-Vorrichtung vorgesehen ist, die nach Erreichen der Fangstellung der Fangvorrichtung
mit Arbeitsmittel beaufschlagbar ist. Ein derartiger, an der Fangvorrichtung angebrachter,
an sich bekannter Gas sack (Air-Bag) vergrößert nun den Rückhalteeffekt der Fangvorrichtung
in wirkungsvoller Weise dadurch, daß dieser großflächig an der der Frontpartie des
Fahrzeugs abgewandten Körperseite des angefahrenen Fußgängers zur Anlage kommt und
den Fußgänger an die nachgiebig ausgebildete Frontpartie des Fahrzeugs drückt,
wobei
je nach Körpergröße des Fußgängers unterschiedliche Abstände zu der den Fußgänger
umgreifenden Fangvorrichtung selbsttätig ausgeglichen werden.
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Eine zweckmäßige Ausfitlirung der erfindungsgemäßen Fangvorrichtung
ergibt sich dadurch, daß diese unterhalb der Fronthaube des Fahrzeugs an dieser
gehalten ist. Dadurch wird erreicht, daß die Fangvorrichtung die Zugänglichkeit
des unter der Fronthaube im allgemeinen für den Fahrzeugmotor vorgesehenen Raums
nicht beeinträchtigtsondern zusammen mit der Haube aufgeklappt werden kann. Damit
die Fangvorrichtung nach dem Auslösen durch den Sensor möglichst schnell in ihre
Fangstellung verstellt werden kann, ist es vorteilhaft, wenn die Fangvorrichtung
aus einem hochfesten Kunststoff, beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Polyester
besteht. Dieser Werkstoff hat den Vorteil einer geringen Masse bei großer Festigkeit.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung soll als Antrieb für die Fangvorrichtung
eine durch eine von dem Sensor gezündete, pyrotechnische Treibladung betätigbare
Hubkolben-Zylinder-Einheit vorgesehen sein. Derartige Einheiten sind beispielsweise
für den Antrieb von Vorspannvorrichtungen für Fahrzeug-Sicherheitsgurte bekannt
und haben sich dort bereits bewährt. Eine vorteilhafte Arretierung der Fangvorrichtung
kann durch eine der Hubkolben-Zylinder-Einheit zugeordnete Rückzug-Sperrvorrichtung
gebildet sein, die ebenfalls bereits, beispielsweise durch die deutsche Patentanmeldung
P 22 23 061.1, in ihrer Anwendung bei einer Vorspaunvorrichtung für einen Sicherheitsgurt
bekannt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Fangvorrichtung
um eine vertikale Achse aus der Fahrzeugkontur
heraus schwenkbar.
Dabei kann die Fangvorrichtung mit Vorteil aus zwei symmetrisch zur Fahrzeuglängsmitte
angeordneten, bogenförmig ausgebildeten Fangarmen bestehen, die bei ihrer Verschwenkung
die Frontkontur des Fahrzeugs von beiden Längsseiten her zangenartig umgreifen.
Ein besonders großräumiges Umgreifen der Fahrzeugfrontpartie wird dadurch erreicht,
daßdie Fangarme aus mehreren gelenkig miteinander verbundenen Teilen bestehen, die
im Ruhezustand entgegen einer Federkraft innerhalb der Fahrzeugkontur eingeklappt
gehalten sind und bei der Auslösung auseinander-geklappt werden. Eine Arretierung
der Fangvorrichtung kann bei dieser Ausführung auch dadurch erreicht werden, daß
Klemmbacken zum Feststellen der Fangarme in ihrer Fangstellung vorgesehen sind.
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Gemäß einer anderen Ausführungsmöglichkeit der Erfindung kann die
Yangworrichtung auch aus kreisbogenförmig gebogenen Rohrelementen bestehen, die
in entsprechend geformten Rohrführungen gehalten sind und wobei eine auf ein kolbenförmig
ausgebildetes Ende der Rohrelemente wirkende pyrotechnische Dreibladung zum Antrieb
der Fangvorrichtung vorgesehen ist. Dabei kann als Arretierung in den Rohrführungen
ein das kolbenförmige Ende der Rohrelemente in der Endstellung verklemmender Bereich
vorgesehen sein. Schließlich können die kreisbogenförmig ausgebildeten Rohrelemente
an ihrer inneren Umfangs seite einen Längsschlitz zur Aufnahme des zusammengefalteten,
aufblasbaren Gassackes aufweisen.
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Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind
in der nachfolgenden Beschreibung enthalten, die die in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in teils
schematischer Darstellungsweise in
Fig. 1 eine Seitenansicht der
Frontpartie eines Fahrzeuges, das mit einer erfindungsgemäßen Fangvorrichtung ausgerüstet
ist, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Frontpartie des Fahrzeugs mit zwei
symmetrisch angeordneten, um vertikale Achsen schwenkbaren Fangarmen, Fig. 3 eine
Draufsicht auf eine Fahrzeugfrontpartie mit einer in einer gekrümmten Rohrführung
gehaltenen Fangvorrichtung und Fig. 4 einen Querschnitt durch die Rohrführung gemäß
den Schnittlinien IV-IV aus Figur 3.
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In der Figur 1 ist mit 1 die äußere Kontur eines Kraftfahrzeuges bezeichnet,
dessen Yrontbereich 2 energieverzehrend nach giebig ausgebildet ist. -3 stellt die
erfindungsgemäße Fangvorrichtung dar, die zum Auffangen und Festhalten eines Fußgängers
4 im Falle einer Kollision des Fahrzeugs mit diesem dient. Dabei kann die Fangvorrichtung
3, wie dies näher aus der Figur 2 hervorgeht, aus einem ein- oder zweiteiligen Fangarm
6 bestehen, der um eine vertikale Achse schwenkbar ist und an seiner inneren Seite
eine in der Fangstellung betätigbare Gassack-VorrichtungXaufweisen.
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Die genauere Ausbildung eines Ausführungsbeispiels der Fangvorrichtung
ist aus der Figur 2 ersichtlich, die einen der beiden symmetrisch zur Längsmitte
des Fahrzeuges angeordneten, um eine vertikale Schwenkachse 7 verschwenkbaren Fangarm
6 darstellt. Der Fangarm 6 ist dabei in der Zeichnung mit ausgezogenen Linien in
seiner Ruhestellung, in der er innerhalb der äußeren Kontur 1 des Fahrzeuges gehalten
ist, und mit unterbrochenen
Linien 6' in seiner Fangstellung gezeigt.
Die Verschwenkung der beiden Fangarme 6 erfolgt mit Hilfe einer durch eine pyrotechnische
Treibladung 14 antreibbaren Hubkolben-Zylinder-Einheit 12, die über die an der Kolbenstange
10 des Kofbens 13 schwenkbar im Punkt 11 verbundene Zugstange 9 am Punkt 8 des Fanghebels
6 angreift. Die pyrotechnische Treibladung 14 wird dabei durch das Signal einer
im Frontbereich 2 des Fahrzeugs gehaltenen Sensorleiste 15 ausgelöst, die die Kollosion
des Fahrzeugs mit einem Fußgänger anzuzeigen in der Lage ist.
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An der der Schwenkachse 7 zugewandten Innenseite des Fangarmes 6 ist
eine Ausnehmung 16 zur Aufnahme eines zusammengefalteten Gassackes 5 vorgesehen.
Dieser Gassack 5 wird in der Fangstellung des Fangarmes 6 durch einen mit 17 angedeuteten
Gasdruckzylinder aufgeblasen, so daß ein zwischen dem Fangarm und der Frontpartie
2 des Fahrzeugs befindlicher Fußgänger sicher festgehalten werden kann. Die Auslösung
des Gasdruckzylinders 17 kann dabei durch hier nicht weiter gezeigte Kontakte erfolgen,
die in der Fangstellung des Fangarmes 6 geschlossen sind.
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Mit 18 ist eine weiche, d.h. beispielsweise energieverzehrend nachgiebige
Spitze des Fangarmes 6 bezeichnet, die verhindern soll, daß bei einem eventuellen
Auftreffen des Fangarmes 6 auf einen Fußgänger ernstere Verletzungen entstehen können.
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19 stellen schließlich Bremsbacken dar, die den Fangarm 6 in seiner
Fangstellung arretieren und ein Zurückschwenken verhindern sollen.
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In der Figur 3 ist die Fangvorrichtung 3' gezeigt, die anstelle des
in der horizontalen Ebene schwenkbaren Fangarmes 6 der Figur
2
ein in einer kreisbogenförmig gebogenen Rohrführung 20 gehaltenes, entsprechend
ausgebildetes Rohrelement 21 aufweist, das an seinem inneren Ende ein kolbenförmiges
Führungsteil 22 aufweist. Am Schnittpunkt der beiden symmetrisch zur Längsmitte
des Fahrzeugs angeordneten Rohrführungen 20 und 20! ist eine pyrotechnische Treibladung
23 angeordnet, die nach ihrer Zündung durch die im Frontbereich 2 des Fahrzeugs,
beispielsweise an dem Stoßfänger, angeordnete Sensorleiste 15 auf die beiden kolbenförmigen
Führungsteile 22 und 22' der Rohrelemente 21 und 21' einwirkt und diese in die mit
unterbrochenen Linien angedeutete Fangstellung drückt.
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Die Rohrelemente 21 weisen, wie aus dem in der Figur 4 gezeigten Querschnitt
näher hervorgeht, an der dem Krümmungsmittelpunkt zugewandten Seite einen relativ
breiten Schlitz 25 auf, der durch einen Deckel 26 verschlossen ist. In dem Rohrelement
21 befindet sich im zusammengefalteten Zustand ein Gassack (Air Bag) 5, der mittels
Befestigungsschrauben 27 an einer Seite fest an dem Rohrelement 21 gehalten ist.
Mit 24 ist ein ebenfalls im Innern des Rohrelements 21 angebrachter Gasdruckzylinder
bezeichnet, der in der Fangstellung der Fangvorrichtung 3' zum Aufblasen des Gassackes
5 ausgelöst wird.
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Das vordere Ende des Rohrelementes 21 weist eine weiche Kappe 28 auf,
während 29 eine konische Verengung der Rohrführung 20 darstellt, in der das kolbenförmige
Führungsteil 22 des Rohrelementes 21 in der Fangstellung arretiert wird.
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Die beiden in der Zeichnung schematisch dargestellten Fangvorrichtungen
3 und 3', die, was hier nicht weiter gezeigt ist, zweckmäßigerweise an der vorderen
Haube des Fahrzeugs gehalten sein können, so daß sie mit dieser zwecks Zugang zu
dem unter
der Haube gelegenen Motorraum hochklappbar sind, wirken
in der Weise, daß beim Zusammenstoß des Fahrzeugs 1 mit einem Fußgänger durch die
im Frontbereich 2 angebrachte Sensorleiste 15 die Treibladung 14 oder 23 gezündet
wird. Nach dem Zünden der Treibladung werden die Fangvorrichtungen in ihre Fangstellungen
gebracht, wobei sie den Frontbereich des Fahrzeugs mit Abstand umgreifen, so daß
ein dort befindlicher Fußgänger, sei es nun ein Erwachsener oder ein Kind, "eingefangen"
werden kann. Durch die in der Fangstellung ausgelöste Gassackvorrichtung 5 wird
dabei dafür gesorgt, daß der Fußgänger an dem durch energieverzehrend nachgiebige
Ausbildung weichen Frontbereich 2 festgehalten wird, so daß das gefährliche Hochsohleudern
des Fußgängers unterbunden als auch der nach dem ersten Aufprall sich ergebende
Rückprall aufgefangen wird. In jedem Fall wird vermieden, daß der Fußgänger nach
der Kollision mit dem Fahrzeug auf die Straße geschleudert wird, wo er sich erhebliche
Verletzungen zuziehen kann.
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Die in der Zeichnung gezeigten Ausführungen sind selbstverständlich
beispielhaft und es ist durchaus möglich, unter Wahrung des Grundgedankens der Erfindung
andere Ausführungen der Fangvorrichtung vorzusehen. So kann beispielsweise der in
der Figur 2 gezeigte Fangarm 6 auch so ausgebildet und angeordnet sein, daß er zumindest
bei Beginn des Schwenkvorganges mit seinem vorderen Ende die vordere Ecke des Fahrzeuges
mit größerem Abstand umgreift, so daß ein dort erfaßter Fußgänger ebenfalls gefangen-und
festgehalten werden kann. Dazu könnte beispielsweise die Spitze 18 des Fangarmes
6 im hinteren Bereich der Seitenkontur des Fahrzeugs zu liegen kommen oder aber
der Fangarm besteht aus zwei gelenkig verbundenen Teilen, die in der Ruhestellung
gegen eine Feder zusammengeklappt gehalten sind und die nach dem Beginn der Schwenkbewegung
des Fangarmes 6
durch die Feder auseinandergeklappt werden, wobei
sie die vordere Ecke der Fahrzeugkontur weiträumiger umgreifen. Die Breite der in
dem Frontbereich des Fahrzeugs angebrachten Sensorleiste 15 hängt davon ab, wie
weit die Fangvorrichtung um die vordere Ecke der Fahrzeugkontur herumgreift. Liegt
die Austrittsstelle der Fangarme direkt an der Fahrzeugecke, wie dies in den Zeichnungen
gezeigt ist, dann muß die Sensorleiste in ausreichender Entfernung von der Ecke
enden, damit bei einem Fußgängeraufprall auf die Fahrzeugecke die Fangvorrichtung
nicht ausgelöst wird. Die aus der Fahrzeugkontur herausschießende Fangvorrichtung
könnte sonst dem Fußgänger zusätzliche Verletzungen zufügen. Greift dagegen die
Fangvorrichtung weiträumig um die vordere Ecke der Fahrzeugkontur, dann kann die
Sensorleiste 15 auch bis an die Fahrzeugecke herangeführt werden und es können,
wie bereits erwähnt, auch solche Fußgänger aufgefangen und geschützt werden, die
mit dieser Ecke kollidieren.
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Um zu erreichen, daß die Verstellbewegung der Fangvorrichtung nach
der Auslösung durch die Sensorleiste 15 möglichst schnell vor sich geht, muß dafür
gesorgt werden, daß die zu beschleunigenden Massen der Fangvorrichtung klein gehalten
werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Fangarm 6 der Figur 2 bzw.
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das Rohrelement 21 der Figur 3 aus einem hochfesten Kunststoff besteht,
der bei hoher Festigkeit ein verhältnismäßig geringes Gewicht aufweist. Bevorzugt
könnte dabei ein glasfaserverstärktes Polyester verwendet werden.
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Zweckmäßigerweise ist die Sensorleiste 15 so ausgebildet, daß sie
erst bei Aufprallgeschwindigkeiten oberhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit,
beispielsweise oberhalb von 8 km/h, den Antrieb zur Verstellung der Fangvorrichtung
auslöst. Dadurch soll verhindert werden, daß eine Auslösung der Fangvorrichtung
auch schon bei leichteren Kollisionen des Fahrzeugs mit anderen Fahrzeugen oder
Gegenständen erfolgt und dabei Beschädigungen verursacht.