DE3703021A1 - Sicherheitseinrichtung an kraftfahrzeugen zum schutz der insassen gegen seitliche aufprallstoesse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen zum Schutz der Insassen gegen das seitliche Eindringen des stoßenden Gegen­ standes in den Fahrgastraum, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Schutzmöglichkeit der Kfz-Insassen gegen das seitliche Eindringen des stoßenden Gegenstandes in den Fahrgastraum ist aufgrund der relativ gering­ en Formsteifigkeit der seitlichen Kfz-Karosserie und der eingeschränkten Anbaumöglichkeit formstabiler Strukturelemente stark vermindert.

Es ist bekannt, daß zur Erhöhung der Formsteifigkeit in den möglichen seit­ lichen Aufprallzonen, z. B. in den Seitentüren, horizontal verlaufende Ver­ stärkungsträger eingebracht werden, oder daß an die Bodengruppe Querträger und im Fahrgastraum zwischen den Mittelholmen Querschotte angebracht werden, oder daß die Türholme mitsamt dem Dachrahmen und Fensterrahmen verstärkt aus­ gebildet werden, oder daß ein Verkrallen der Seitentüren mit dem Türrahmen und dem Einstiegschweller erfolgt (P 31 51 861, P 32 49 345, P 24 32 787, u. a.).

Es ist des weiteren bekannt, daß zur Aufnahme und Umlenkung der seitlichen Aufprallstöße, in die seitliche Karosserie horizontalverlaufende Zugmittel eingebracht werden, wobei die Enden der Zugmittel entweder an Karosserie­ aufbauteilen fest verankert sind (P 18 06 716), oder wie in P 31 11 045 offenbart, die Enden der Zugmittel auf Drehteile gewickelt sind, die sich ihrerseits am Karosserieaufbau abstützen und die Horizontalen Aufprallstöße vertikal in die Achsabfederung (Federbeine) zur Absorption und Speicherung einleiten.

Diese bekannten Sicherheitseinrichtungen, wie seitliche Verstärkungsträger in den Seitentüren oder seitlich in der Kfz-Karosserie verlaufende Zugmittel verankern ihre Kraftübertragungspunkte, d. h. ihre jeweiligen Enden an der Kfz-Blechkarosserie bzw. an Drehteilen, die sich ebenalls an der Blechkaros­ serie abstützen. Bei der Größe der aufzunehmenden und zu absorbierenden Auf­ prallenergie sind diese Kraftübertragungspunkte an der Kfz-Blechkarosserie sowohl konstruktiv als auch statisch nicht geeignet, die Aufprallkräfte in größerem Umfang aufzunehmen, zu absorbieren oder flächenartig auf die an­ grenzende Kfz-Karosseriestruktur zu übertragen. Diese Kraftübertragungs- bzw. Aufnahmepunkte werden aufgrund der hohen Schub-, Zug- und Druckbelas­ tung aus der Blechkarosserie ausreißen, bzw. vorhandene Drehteile werden aus ihrer karosserieseitigen Lagerung gerissen, zumindest jedoch so ver­ formt, daß sie ihre Aufgabe nicht mehr voll erfüllen können.

Die konstruktiv und statisch stabilsten Komponenten des Kfz sind aufgrund der stabilen und kompakten Bauart die Antriebsanlage (Motor-Getriebeeinheit), sowie aufgrund der konstruktiven Auslegung und der Auslenkung an die Karos­ serie die Achskonstruktion. Diese Kfz-Komponenten werden zur Absorption seit­ licher Aufprallstöße in den zum Stand der Technik offenbarten Sicherheits­ einrichtungen nicht genützt.

Unter der Achskonstruktion ist je nach Bauausführung die gesamte Achsbrücke, die Starrachse, das Achsrohr, das Differentialgehäuse, die Längslenker, die Querlenker, die Verbundlenker mit den verstärkt ausgebildeten Anlenkbereichen an der Bodengruppe, sowie eventuell vorhandene Drehstablagerung zu verstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die seitlichen Aufprallstöße in Zugkräfte umzuformen und auf die konstruktiv und statisch stabilsten Bereiche bzw. Komponenten des Kfz zur Absorption zu übertragen, um die Insassen vor dem Eindringen des stoßenden Gegenstandes in die Fahrgastzelle zu schützen.

Die Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil liegt darin, daß die seitliche Auf­ prallenergie auf bereits vorhandene, konstruktiv und statisch stabile Bauele­ mente des Kfz übertragen wird, die ansonsten zur Absorption der Aufprallener­ gie nicht genützt werden.

So stellt die Antriebsanlage eine relativ große "Träge Masse" (ca. 25% der Kfz-Masse) dar, die bei Zugbelastung des, mit einem Ende an ihr fest ver­ bundenen Zugmittels aus ihrer Einbaulage heraus beschleunigt bzw. bewegt wird, dabei entsprechend der auftretenden Beschleunigung Energie absorbiert, wobei zusätzlich über die Motor-Getriebeaufhängung an der Bodengruppe und der Motorlagerung an der Karosserie großräumig Verformungsenergie verbraucht wird.

Die feste Verankerung des zweiten Zugmittelendes bzw. dessen in mehrere Teile aufgesplissenen Enden an den konstruktiv und statisch stabilsten Teilen der Achskonstruktion verteilt die Aufprallenergie auf die gesamte Achse bzw. deren Aufhängung am Aufbau und nützt zudem die Querstabilität der Achskonstruktion. Die Auslegung der modernen Achskonstruktion, insbe­ sondere das z. T. vorhandene Differentialgehäuse bei Hinterradantrieb und Allradantrieb ermöglicht eine feste Verankerung der Zugmittel an der Achs­ konstruktion. Zur Verstärkung der Absorptionswirkung kann das Zugmittel zusätzlich an stabilen Punkten des Aufbaus befestigt werden.

Die Verwendung eines biegsamen Zugmittels zur Übertragung der Aufprallener­ gie auf die Achskonstruktion erlaubt die Relativbewegung zwischen Aufbau und Achskonstruktion, ohne der ansonsten benötigten bau- und wartungsauf­ wendigen Gelenkteile. Durch den schrägen Verlauf des Zugmittels quer über die seitliche Karosserie wird gewährleistet, daß der aufprallende Gegen­ stand weitgehend unabhängig von dessen Aufprallhöhe auf das Zugmittel trifft. Das Zugmittel kann außerdem zur mechanischen Aktivierung bzw. zur Auslösung passiver Insassenschutzvorrichtungen genützt werden, wie z. B. zum Ziehen von Fangfolien aus dem Dachbereich vor und seitlich der Insassen, zum Absperren der Kraftstoffleitung, zum Abklemmen der Batterie, zum Auslösen einer Feuerunterdrückungsanlage im Motorraum, zum Ausfahren einer Überrollschutzvorrichtung usw.

Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist u. a. dann von großem Vor­ teil, wenn der Mittelholm (B-Säule) mit dem Kfz-Dachbereich keine Verbin­ dung hat, bzw. gänzlich fehlt, wie dies z. T. bei Sport-Cabriolet-Coup´ der Fall ist oder wenn, wie bei den Klein- und Mittelklasse-Kfz aus Gewichts- und Kostengründen auf eine stabile seitliche Karosserie verzichtet wird. Die Verwendung einer seitlichen Zugbandanordnung zur Beaufschlagung der im Kfz bereits vorhandenen massiven und stabilen Bauteile mit der Aufprall­ energie bedingt keine nennenswerte Gewichtserhöhung und erlaubt einen platz­ sparenden, wartungsfreien und kostengünstigen Einbau.

Die volle, in der Aufgabe gestellte Wirkung der Erfindung tritt dann ein, wenn die Stabilität (Steifigkeit) der seitlichen Kfz-Strukturelemente durch den stoßenden Gegenstand weitgehend zerstört ist und die Gefahr des Ein­ dringens in die Fahrgastzelle besteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die seitliche Zugmittelanordnung,

Fig. 2 die Schließvorrichtung des Zugmittels zwischen der nichtangeschla­ genen Fahrzeugseitentürkante und dem Türholm.

Fig. 1 zeigt die seitliche Zugmittelanordnung, bestehend aus dem seitli­ chen Zugmittel (1), welches durch eine Schließvorrichtung (2) am Tür­ holm (13) (B-Säule) in die Zugmittelteile (1 a) und (1 b) geteilt wird, wobei das Zugmittelteil (1 a) mit einem Ende an der Antriebsanlage (3) unter Zwischenschaltung einer Trenn- und Spannvorrichtung (4) befes­ tigt ist, im Bereich der Federbeinabstützung an der Karosserie mittels einer Umlenkanordnung (5) in die äußere, seitliche Karosserie gelenkt wird, wobei die Umlenkanordnung (5) in die äußere, seitliche Karosserie gelenkt wird, wobei die Umlenkanordnung (5) selbst gegen Zugbelastung mittels eines Seils (6) an der Karosserie im Kfz-Vorbau (Längsträger) fixiert ist und das Zugmittelteil (1 b), das mittels eines zur Karosserieaußen­ seite weisenden stabilen Strukturelementes (7) (z. B. integraler Bestand­ teil der hinteren Stitzbankkonstruktion) in die äußere, seitliche Karos­ serie gelenkt wird, das nach der Umlenkung in zwei Enden aufgesplissen ist, wobei ein Ende (8) nach einer weiteren Umlenkung am Querlenker (10) an der Unterseite dieses Querlenkers und über ein weiteres Zugmittel (11) mit dem gegenüberliegenden Querlenker fest verbunden ist und das zweite Ende des Zugmittelteils (1 b) am Verteilerdifferential (12) verankert ist. Durch die Befestigung des Seilendes (8) an der Unterseite des Querlenkers erfolgt neben der Zugbelastung, unmittelbar an dessen Anlenkpunkten, eine zusätzliche Torsionsbelastung; die Zugmittelverbindung (11) bewirkt eine Zugkraftübertragung auf den gegenüberliegenden Querlenker bzw. dessen An­ lenkpunkte an der Bodengruppe.

Fig. 2 zeigt die Schließvorrichtung (2), bestehend aus einer am Türholm (13) über eine Sollabrißstelle befestigte, längsseits aufgeschnittene Büch­ se (14), die mit dem Zugmittelteil (1 b) fest verbunden ist und einer am Zugmittelteil (1 a) befestigten Scheibe (15), die in der nichtangeschla­ genen Seitentürkante so eingebracht sind, daß bei geschlossener Seiten­ tür das Zugmittelende (1 a) innerhalb der Büchse (14) verläuft und die Scheibe (15) unmittelbar vor der Stirnfläche der Büchse (14) positioniert ist, jedoch bei entgegengesetzter Zugbelastung der Zugmittelteile (1 a) und (1 b) eine kraftschlüssige Verbindung erfolgt, wobei die Büchse (14) aus ihrer Sollabrißstelle gerissen wird.

Claims (11)

1. Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen zum Schutz der Kfz-Insassen gegen seitliche Aufprallstöße, bestehend aus einem, jeweils in der seitlichen Kfz-Karosserie straff verlaufenden, im Bereich zwischen den nicht ange­ schlagenen Fahrzeugseitentürkanten und den betreffenden Türholmen bei Zugbelastung kraftschlüssig kuppelbarem, biegsamen Zugmittel und einer Umlenkanordnung zur Aufnah­ me und Umlenkung der auf das seitliche Zugmittel einwir­ kenden Kraft, auf nicht unmittelbar vom Aufprallstoß be­ troffene Bereiche des Kfz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des seitlichen Zugmittels (1) an dem Gehäuse der An­ triebsanlage (3) befestigt ist und daß das andere Ende des Zugmittels (1) an der Achskonstruktion (8, 11, 12) ver­ ankert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umlenkanordnung (5) im äußeren seitlichen Karosserie­ bereich des Abstützpunktes der vorderen Achsabfederung (Federbeine) angebracht ist, oder daß diese Umlenkanordnung im Übergangsbereich (9) der seitlichen, unteren Ecke des verstärkt ausgebildeten Frontfensterstrukturelementes zum vorderen Türholm (A-Säule) angebacht ist und daß eine zweite Umlenkanordnung (7) im äußeren Übergangsbereich des hinteren Türholmes (C-Säule) zur Kfz-Bodengruppe in Höhe der Rücksitzbankkonstruktion so angeordnet ist, daß das Zugmittel (1) im Kfz-Seitenbereich diagonal verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkanordnung (5) oder (9) im Kfz-Vorbau zusätzlich durch ein Strukturelement oder ein Seil (6) entgegen der Zugrichtung des Zugmittelteils (1 a) abgestützt bzw. arre­ tiert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkanordnung (7) aus einem zur Karosserieaußenseite wei­ senden Strukturelement besteht und daß dieses Strukturele­ ment (7) ein integriertes Strukturelement des hinteren Kfz- Aufbaues und/oder der hinteren Sitzbankkonstruktion ist, wobei diese Umlenkanordnung (7) engegen der Zugrichtung des Zugmittelteiles (1 b) abgestützt bzw. arretiert wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Türholme, insbesondere die B-Säu­ le, im unmittelbaren Bereich des Zugmittels (1) und der Schließvorrichtung (2) so ausgebildet sind, daß bei einem seitlichen Eindrücken des Zugmittels (1) gegen die Tür­ holme eine möglichst flächenartige Verteilung der Kraft auf die Türholme erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß an das seitliche Zugmittel (1) im Seitentürbereich netzartig weitere Zugmittel angebunden sind, und daß deren Enden bei Zugbelastung mit den ent­ sprechenden Tür- und Dachholmen, sowie den Einstiegschwel­ len eine kraftschlüssige Verbindung eingehen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Seitentürbeplankung selbst bandartig als Zugmittelteile (1 a und 1 b) ausgebildet sind und daß vorhandene Türscharniere und Türschließen in die Zugmittelanordnung (1) integriert sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Achskonstruktion führende Zugmittelteil (1 b) in mehrere Zugmittelenden aufgesplissen ist und daß jedes dieser Zugmittelenden an einer stabilen Stelle der Achs­ konstruktion und ggf. zusätzlich mit stabilen Struktur­ elementen des Kfz-Aufbaues, bzw. der Bodengruppe verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Antriebsanlage (3) führende Zugmittelteil (1 a) zusätzlich über weitere Zugmittel mit dem, die Antriebsan­ lage (3) umgebenden Karosserieaufbau verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in die Zugmittelteile (1 a und 1 b) Trenn- und Spannvorrichtungen (4) integriert sind.

11. Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Zugmittelanordnung (1) zur Aktivierung von passiven Insassenschutzeinrich­ tungen genützt wird, so daß diese in ihre Wirkstellungen gelangen.