DE3928869A1 - Sicherheitseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Schutze der Insassen bei Aufprallunfällen, die die Fahrzeugseite betreffen.

Bei Aufprallunfällen, die die Fahrzeugseite betreffen, können schwere Verletzungen der Fahrzeuginsassen auftreten, weil die Seitenteile der Fahrzeuge aus Bauraumgründen nur relativ kurze verformbare Zonen aufweisen. Insbesondere durch das Eindringen des stoßenden Gegenstandes in die Fahrgastzelle sind die Fahr­ zeuginsassen starker Verletzungsgefahr ausgesetzt. Zum Schutze der Fahrzeuginsassen ist deshalb dem Eindringen des stoßenden Gegenstandes ein größerer Widerstand entgegenzusetzen. Es ist bereits allgemein bekannt, zu diesem Zwecke in die seitlichen Karosserieteile der Fahrzeuge biegesteife Träger oder Leitplanken einzubauen.

Aus der EP-A-1 02 35 635 ist eine Sicherheitseinrichtung be­ kannt, bei der die Aufprallenergie des stoßenden Gegenstandes hauptsächlich in den Türschweller eingeleitet wird. Dieser besitzt im allgemeinen eine relativ große Steifigkeit und ist somit geeignet, beim Seitenaufprall die Eindringtiefe des stoßen­ den Gegenstandes wesentlich zu verringern.

Aus der DE-OS 31 51 861 ist eine Einrichtung bekannt, bei der die Fahrzeugtüren so ausgebildet sind, daß bei seitlichen Kolli­ sionen der aufgrund seiner tragenden Funktion sehr verwindungs­ steife Türschweller in erheblichem Umfang zur Absorption von Aufprallenergie herangezogen wird. In der DE-PS 31 11 045 wird eine Sicherheitseinrichtung beschrieben, bei der mittels einer Zugbandanordnung die Aufprallenergie in Dämpfungselemente des Fahrzeugs geleitet wird, in denen die Aufprallenergie absorbier­ bar ist. Diese Zugbandanordnung soll ohne den Einbau von form­ stabilen Trägern und energieabsorbierenden Knautschzonen im Kraftfahrzeugseitenbereich die Aufgabe einer Aufprallschutz­ vorrichtung übernehmen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Schutz der Fahrzeuginsassen bei Aufprallunfällen, die die Fahrzeugseite betreffen, noch weiter zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen.

Erfindungsgemäß wird der Schutz der Fahrzeuginsassen bei einem Seitenaufprall des Fahrzeuges also verbessert, indem ein mit Aufprallstoßkraft beaufschlagbares, deformationssteifes Karos­ serieteil der Fahrzeugseite an einer mit der Karosserie verbind­ baren Trägerstruktur abstützbar ist, die quer zur Fahrtrichtung eine hohe Deformationssteifigkeit aufweist. Einem seitlich stoßenden Fahrzeug wird also ein hoher Verformungswiderstand entgegengesetzt. Das bei einem Aufprallunfall beaufschlagte Karosserieteil der Fahrzeugseite sowie die die Stoßkraft aufneh­ menden Karosseriebereiche sind so deformationssteif ausgelegt, daß der stoßende Gegenstand nur wenig in das Innere der Fahrgast­ zelle eindringen kann und möglichst selbst stark deformiert wird. Das Karosserieteil der Fahrzeugseite kann eine Tür oder ein mit Längsträgern der Karosserie verbundener Türschweller sein. Es ist aber auch eine Verkrallung von Tür und Türschwel­ ler denkbar, um so zu einer Aufteilung der Stoßkraft auf größere Karosseriebereiche der Fahrzeugseite zu gelangen.

Die Trägerstruktur wird zweckmäßigerweise aus mindestens einem knicksteifen Strebenverband gebildet, der im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung und möglichst in Höhe der resultierenden Stoßkraft angeordnet ist. Ein solcher Strebenverband kann in den Boden der Karosserie und/oder in Sitzen für die Fahrzeug­ insassen integriert sein.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Sicher­ heitseinrichtung so ausgelegt, daß die Stoßkraft von dem defor­ mationssteifen Karosserieteil der gerammten Fahrzeugseite über zwei in Fahrtrichtung nebeneinander angeordnete Sitze, in die jeweils ein Knickstrebenverband integriert ist, in Karosserie­ bereiche der anderen Fahrzeugseite übertragen wird. Zwischen den knicksteifen Strebenverbänden der Sitze ist ein deforma­ tionssteifes Element so angeordnet, daß bei einem die Fahrzeug­ seite betreffenden Unfall der Abstand zwischen den Sitzen nicht wesentlich verringerbar ist. Die gesamte Trägerstruktur besteht somit aus drei hintereinander angeordneten knicksteifen Bau­ elementen und ermöglicht so die Abstützung der Stoßkraft. Der Vorteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß das auf­ prallende Fahrzeug wirkungsvoll abgefangen werden kann. Neben­ einander sitzende Fahrzeuginsassen werden durch das zwischen den Sitzen angeordnete deformationssteife Element - vorzugsweise eine Aussteifung des Mitteltunnels im Karosserieboden - auf Distanz gehalten, so daß sie sich nicht gegenseitig verletzen können.

In den Ansprüchen 10-16 werden konstruktive Merkmale beschrie­ ben, die in zweckmäßiger Weise die Übertragung der Aufprall­ stoßkraft von dem Karosserieteil der gerammten Fahrzeugseite auf einen in den Fahrzeugsitzen integrierten knicksteifen Stre­ benverband gewährleisten. Von besonderer Bedeutung ist die konstruktive Gestaltung einer Kraftwagentür, die im wesent­ lichen aus einem deformationssteifen unteren Türabschnitt und einem oberen Türabschnitt zusammensetzbar ist.

In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung zur Erhöhung des Insassenschutzes bei einem Seitenaufprall dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Seitenaufprall zweier Fahrzeuge,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das mit einer erfindungs­ gemäßen Sicherheitseinrichtung versehene gerammte Fahrzeug.

In beiden Figuren sind gleiche Bauteile gleich beziffert.

In Fig. 1 ist schematisch ein rammendes Fahrzeug 1 dargestellt, welches frontal die Seite eines Sicherheitsautos 2 rammt. Das Sicherheitsauto 2 weist Längsträger 3.1, 3.2 auf, die in die Karosserie des Sicherheitsfahrzeugs 2 integriert und im wesent­ lichen biegesteif sind. Mit 4.1, 4.2 sind Fahrzeugtüren mit deformationssteifen Türabschnitten beziffert, zwischen denen Sitze 5.1, 5.2 mit integrierten knicksteifen Strebenverbänden 6.1, 6.2 angeordnet sind. Zwischen den knicksteifen Streben­ verbänden 6.1, 6.2 ist ein deformationssteifes Element 7 angeord­ net, welches vorzugsweise durch einen mit Versteifungen ver­ sehenen Mitteltunnel gebildet ist.

Beim Aufprall des rammenden Fahrzeugs 1 auf die in der Zeichnung dargestellte linke Seite des Sicherheitsfahrzeugs 2 wird zunächst die deformationssteife Tür 4.1 mit Aufprallenergie beaufschlagt. In an sich bekannter Weise kann die Kraftwagentür 4.1 in dem Sicherheitsfahrzeug 2 so angeordnet sein, daß zunächst ein Teil der Aufprallenergie des rammenden Fahrzeugs 1 von dem Längsträger 3.1 durch Verformung abgebaut wird. Erfindungsgemäß soll der noch verbleibende, weitaus größere Teil der Aufprall­ energie im Front- oder Heckbereich des rammenden Fahrzeugs 1 umgewandelt werden. Darüber hinaus wird in geringem Umfang Auf­ prallenergie über die deformationssteife Kraftwagentür 4.1 und die in Fahrtrichtung nebeneinander angeordneten knicksteifen Strebenverbände 6.1, 6.2 sowie das deformationssteife Element 7 auf die andere Seite des Sicherheitsfahrzeugs 2 übertragen.

Die restliche Aufprallenergie kann also dort in Deformations­ energie umgewandelt werden. Es ist aber auch denkbar, daß ein Teil der Aufprallenergie bereits in Karosseriebereichen abgebaut wird, die das deformationssteife Element 7 direkt umgeben.

Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung wird durch die deformationssteife Kraftwagentür 4.1 die Eindringtiefe des rammenden Fahrzeugs 1 in die Fahrgastzelle des Sicherheits­ fahrzeugs 2 verringert. Die Beaufschlagung des Knickstrebenver­ bandes 6.1 durch die Kraftwagentür 4.1 bewirkt, daß ein auf dem Sitz 5.1 befindlicher Fahrzeuginsasse der Aufprallstelle ausweichen kann. Dadurch wird die Verletzungsgefahr wesentlich verringert. In vorteilhafter Weise wird durch das deformations­ steife Element 7 auch ein in dem Sitz 5.2 befindlicher Fahr­ zeuginsasse von der Aufprallstelle weggeschoben, so daß aufgrund des fast unveränderten Abstandes zwischen den Sitzen 5.1 und 5.2 die Fahrzeuginsassen sich nicht gegenseitig verletzen können. Mit der Sicherheitseinrichtung des Sicherheitsfahrzeuges 2 wird der Insassenschutz also grundsätzlich verbessert, weil auch in von der Aufprallstelle entfernten Karosseriebereichen die Stoßkraft des rammenden Fahrzeugs 1 aufgenommen werden kann und weil nebeneinander sitzende Fahrzeuginsassen keine sie gefährdenden Relativbewegungen durchführen können.

Zur näheren Erläuterung der erfindungsgmäßen Sicherheitseinrich­ tung zeigt Fig. 2 einen Schnitt durch das Sicherheitsfahrzeug 2 quer zur Fahrtrichtung. Man erkennt dort schematisch darge­ stellte Schlittenführungen 8.1, 8.2, auf denen die hier als Sitzrahmen ausgebildeten knicksteifen Strebenverbände 6.1 und 6.2 angeordnet sind. Die Schlittenführungen 8.1, 8.2 sind auf einem mit Türschwellern 9.1, 9.2 versehenen Karosserieboden 10 befestigt. Die Kraftwagentür 4.1 weist einen vollständig von der Türaußenhaut und Türinnenhaut umschlossenen deforma­ tionssteifen Türabschnitt 11.1 auf. Ein solcher deformations­ steifer Türabschnitt kann auch nach der Art des an der Kraftwa­ gentür 4.2 angeordneten Türabschnittes 11.2 gebildet sein. Dieser ist nicht integraler Bestandteil der Kraftwagentür 4.2, sondern ein selbständiges, an den oberen Türabschnitt der Kraft­ wagentür 4.2 montierbares Bauelement. Eine weitere konstruktive Besonderheit der Kraftwagentür 4.2 ist eine Nase 17, welche im Falle eines Seitenaufpralls eine Verkrallung der Kraftwagentür 4.2 mit dem Türschweller 9.2 herbeiführt. Durch die Türabschnitte 11.1, 11.2 sind keilförmige Verbreiterungen 12.1, 12.2 der knick­ steifen Strebenverbände 6.1, 6.2 beaufschlagbar. Dem deformations­ steifen Element 7 sind hier zur Verbesserung der Krafteinleitung ebenfalls keilförmige Verbreiterungen 13.1 und 13.2 zugeordnet. Darüber hinaus weisen der knicksteife Strebenverband 6.2 und das deformationssteife Element 7 Fangbleche 14 und 15 auf. Mit 16.1, 16.2 sind Polsterungen der Kraftwagentüren 4.1, 4.2 be­ ziffert.

Bei einem Aufprall des rammenden Fahrzeugs 1 auf das Sicherheits­ fahrzeug 2 wird also zunächst der deformationssteife Türabschnitt 11.1 beaufschlagt. Von diesem wird die Aufprallenergie über Knickstrebenverband 6.1, deformationssteifes Element 7, knick­ steifen Strebenverband 6.2 und deformationssteifen Türabschnitt 11.2 in die andere Seite der Fahrzeugkarosserie übertragen. Die Schlittenführungen 8.1, 8.2 sind so ausgelegt, daß sie den Bewegungen der Sitze 5.1, 5.2 bei einem Seitenaufprall keinen nennenswerten Deformationswiderstand entgegensetzen. Die Geometrie der Fangbleche 14 und 15 sowie deren Festigkeit ist dabei so auszulegen, daß bei einem Seitenaufprall ein Übereinandergleiten der im Kraftfluß befindlichen Bauelemente in jedem Falle verhindert wird.

Im Rahmen der gesamten erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ist die konstruktive Ausführung der Kraftwagentüren 4.1, 4.2 besonders bedeutsam, weil sie für den auf der Aufprallseite sitzenden Fahrzeuginsassen den lebensrettenden Schutzschild gegenüber dem von außen stoßenden Gegenstand darstellt. Aus diesem Grunde bedarf die Konstruktion einer Sicherheitstür beson­ derer Überlegungen hinsichtlich der Gestaltung von Außenseite und Innenseite. Die Zeichnung in Fig. 2 zeigt zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele für die konstruktive Gestaltung einer Sicher­ heitstür.

Die Kraftwagentür 4.1 weist beispielsweise eine Teilpolsterung 16.1 auf, welche nur in denjenigen Bereichen der Kraftwagentür 4.1 angeordnet ist, die zum Schutz des Fahrzeuginsassen unbedingt nachgiebig gestaltet sein müssen. Der deformationssteife untere Türabschnitt 11.1 ist so gestaltet, daß er von der Außen- und Innenhaut der Kraftwagentür 4.1 vollständig umschlossen wird. Es sind aber auch Gestaltungen denkbar, bei denen der untere deformationssteife Türabschnitt 11.1 nur von der Außenhaut voll­ ständig bedeckt wird. Die deformationssteifen unteren Türabschnit­ te 11.1, 11.2 können beispielsweise aus faserverstärktem Kunst­ stoff, Leichtmetallstrangprofilen oder aus einem Kunststoff-Stahl- Verbund gebildet sein. Die Unterkante der Kraftwagentür 4.1 ist hier gegenüber dem Türschweller 9.1 bei einem Seitenaufprall verschieblich. Anzustreben ist bei jeder Neukonstruktion einer Kraftwagentür eine gute Rammschutz- und Kraftübertragungsfunktion bei geringem Türgewicht.

Im Unterschied zur Kraftwagentür 4.1 weist die Kraftwagentür 4.2 eine Vollpolsterung 16.2 auf. Ein für sich betrachtet erfin­ derisches Merkmal der Kraftwagentür 4.2 ist deren zweiteilige Ausführung mit einem Oberteil 18 und einem unteren deformations­ steifen Türabschnitt 11.2. Diese Türabschnitte sind getrennt voneinander herstellbar und können als selbständige Baueinhei­ ten zu einer Sicherheitstür zusammengesetzt werden. Eine derartig ausgeführte Sicherheitstür ist natürlich besonders geeignet für ein Sicherheitsfahrzeug, das mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung ausgerüstet ist. Eine Türkonstruktion gemäß Kraftwagentür 4.2 kann selbstverständlich aber auch in solchen Fahrzeugen eingesetzt werden, welche nach dem bisherigen Stand der Technik zum Schutz bei Seitenaufprallunfällen den unteren Türabschnitt 11.2 lediglich als Rammschutz und nicht als Kraftübertragungselement vorsehen. Ein weiteres Merkmal der Kraftwagentür 4.2 ist die Nase 17 im unteren Türabschnitt 11.2. Die dadurch herbeigeführte Verkrallung zwischen Kraftwagentür 4.2 und Türschweller 9.2 ermöglicht eine Teilumlenkung der Auf­ prallenergie in die Längsträgeranordnung 3.2 des Sicherheits­ fahrzeugs 2. Es versteht sich, daß die einzelnen Konstruktions­ merkmale der Kraftwagentüren 4.1 und 4.2 beliebig miteinander kombinierbar sind. Bei der individuellen Gestaltung einer Sicher­ heitstür ist in Betracht zu ziehen, daß eine Beaufschlagung der Sicherheitstür sowohl durch Front- und Heckbereiche des stoßenden Fahrzeugs als auch durch dessen Seitenbereiche erfolgen kann. Über die Sicherheitsbelange hinaus sind auch Gesichts­ punkte wie Einstiegskomfort, großserienfreundliche Montierbar­ keit sowie die Verwendung möglichst vieler, bereits vorhandener Serienteile zu berücksichtigen.

Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung kann auch so ausgeführt sein, daß den Türschwellern 9.1, 9.2 in erster Linie die Funktion der Aufprallenergieeinleitung in die knicksteifen Strebenverbände 6.1, 6.2 zufällt. Dies setzt natürlich voraus, daß das rammende Fahrzeug 1 gemäß der DE-OS 36 07 171 einen quer zur Längsrichtung und im wesentlichen in Höhe der Türschweller verlaufenden bie­ gungssteifen Träger aufweist. Es ist aber auch möglich, die Kraftwagentüren 4.1, 4.2 und die Türschweller 9.1, 9.2 so auszu­ bilden, daß sie gemeinsam die knicksteifen Strebenverbände 6.1, 6.2 beaufschlagen.

Claims (16)

1. Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug (2) zum Schutze der Insassen bei Aufprallunfällen, die die Fahrzeugseite betreffen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Aufprallstoß­ kraft beaufschlagbares, deformationssteifes Karosserieteil (4.1) der Fahrzeugseite an einer mit der Karosserie verbind­ baren Trägerstruktur abstützbar ist, die im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung eine sehr hohe Deformationssteifig­ keit aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des Karosserieteils der Fahrzeugseite und die Steifigkeit der Trägerstruktur so bemessen ist, daß die Aufprallenergie bei einem Seitenaufprall überwiegend im Front- oder Heckbereich des stoßenden Fahrzeuges (1) durch Deformation umwandelbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Karosserieteil der Fahrzeugseite eine Tür (4.1, 4.2) des Kraftfahrzeugs (2) ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Karosserieteil ein Türschweller (9.1, 9.2) ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstruktur aus mindestens einem knicksteifen Streben­ verband (6.1) gebildet ist, der im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstruktur in den Boden der Karosserie integriert ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der knicksteife Strebenverband (6.1) in einem Sitz (5.1) für die Fahrzeuginsassen integrierbar ist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein geringer Teil der Aufprallenergie von dem Karosserieteil der gerammten Fahrzeugseite über zwei in Fahrtrichtung nebeneinander angeordnete Sitze (5.1, 5.2), in denen jeweils ein Knickstrebenverband (6.1, 6.2) angeordnet ist, in Karosseriebereiche der anderen Fahrzeugseite über­ tragbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den knicksteifen Strebenverbänden (6.1, 6.2) der Sitze (5.1, 5.2) ein deformationssteifes Element (7) so angeordnet ist, daß bei einem die Fahrzeugseite betreffenden Unfall der Abstand zwischen den Sitzen nicht wesentlich verringerbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Fahrzeugtür (4.1, 4.2) zur Erhöhung ihrer Deformationssteifigkeit und zur Abstützung an der Trägerstruktur eine keilförmige Auskragung (11.1, 11.2) vorgesehen ist.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das der Fahrzeugtür (4.1, 4.2) zugewandte Profil des knicksteifen Strebenverbandes (6.1, 6.2) in Rich­ tung der Fahrzeugtür keilförmig verbreitert ist, so daß die Aufprallstoßkraft von der Fahrzeugtür (4.1, 4.2) in den knicksteifen Strebenverband (6.1, 6.2) einleitbar ist.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugtür (4.1, 4.2) an einem unteren deformationssteifen Türabschnitt (11.1, 11.2) mit Aufprallstoßkraft beaufschlagbar ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der untere deformationssteife Türabschnitt (11.1, 11.2) ein Profil aus faserverstärktem Kunststoff ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der deformationssteife untere Türabschnitt (11.1, 11.2) ein Leichtmetallstrangprofil ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der deformationssteife untere Türabschnitt (11.1, 11.2) ein Verbund aus Kunststoff und Stahl ist.

16. Kraftwagentür (4.2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (2) nach Anspruch 1, mit einem deformationssteifen unteren Türabschnitt (11.2) und mit einem oberen Türabschnitt (18), dadurch gekennzeichnet, daß der obere Türabschnitt (18) und der untere Türabschnitt (11.2) getrennt herstellbare und miteinander verbindbare Baueinheiten der Kraftwagentür (4.2) sind.