DE4308021A1 - Einrichtung an Kraftfahrzeugen, insbesondere LKW's, zum Schutz von Lebewesen beim Aufprall auf das Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Lastwagen sind wegen ihrer großen Masse und normalerweise weitgehend kastenförmigen Gestalt bei sehr großer Höhe im Falle eines Zusammenstoßes mit einem Lebewesen eine tödliche Gefahr. Das gilt sowohl beim Aufprall auf die fast eine vertikale Wand bildende Frontpartie, als insbesondere auch dann, wenn das Lebewesen, Mensch oder Tier, unter das Fahr­ zeug gerät. Ein besonderer Unfallschwerpunkt zwischen LKW und Menschen liegt im Bereich des innerörtlichen Verkehrs, wo einerseits viele Menschen, besonders auch ältere Personen und Kinder, die Fahrbahnen überqueren und andererseits die Durchschnittsgeschwindigkeit der Lastkraftwagen noch relativ gering ist. Trotzdem sind bei Zusammenstößen mit LKW′s auch schon bei geringen Differenzgeschwindigkeiten schwerste Folgen zu befürchten.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Verhinderung bzw. Herab­ setzung von Verletzungsgefahren für Menschen und Tiere im Fall des Zusammenstoßes mit Kraftwagen, insbesondere Last­ kraftwagen.

Die Erfindung schafft eine Einrichtung, bei der ein wesent­ licher, vorzugsweise unterer Abschnitt der Frontpartie des Kraftfahrzeuges mit einem nachgiebig verformbaren Schutz­ körper versehen ist.

Dieser Schutzkörper sollte vorzugsweise energieabsorbierend ausgebildet sein und aus schaumstoffartigem und/oder Luft­ kammern enthaltendem Material bestehen.

Ein solcher Schutzkörper braucht keine sehr große Dicke zu haben, um seine Funktion zu erfüllen. Dadurch wird auch die für die Wirtschaftlichkeit wichtige Länge des Lastkraftwagens nicht wesentlich erhöht. Schon eine Dicke von 20 bis 40 cm reicht bei entsprechender Gestaltung und Konsistenz des verwendeten Materials aus, um bei Geschwindigkeiten, wie sie im innerörtlichen Verkehr auftreten (30-50 km/h) die Verletzungsgefahr wesentlich zu reduzieren. Wenn zusätzlich die Gefahr beseitigt oder vermindert wird, daß der Angefah­ rene unter das Fahrzeug gerät, dann ist eine weitere wesent­ liche Gefahr bei derartigen Zusammenstößen gebannt. Rechne­ risch bringen so relativ kleine Verformungswege noch nicht sehr viel. Man muß aber bedenken, daß die "Knautschzone" des Menschen nur wenige Zentimeter beträgt. Diese wird durch den Schutzkörper am Fahrzeug auf ein Vielfaches vergrößert, so daß zusammen mit der großen Flexibilität des menschlichen Körpers schlimme Verletzungen vermieden werden können, insbesondere Verletzungen durch harten, prallenden Stoß.

Obwohl auch schon eine rein elastische Federeigenschaft des Schutzkörpers eine wesentliche Verbesserung bringt, ist eine energieabsorbierende Ausbildung vorzuziehen, weil sie die Stoßenergie vernichtet und sie nicht in ein Rückprallen umsetzt. Eine solche Energieabsorption kann auch dadurch bewirkt werden, daß in dem Schutzkörper enthaltende Luft­ kammern mit Ventilen versehen sind, die zum aktiven und/oder passiven Ablassen von Luft, zumindest im Falle einer Druck­ zunahme aufgrund des Aufpralls, ausgebildet sind. Diese Ventile können entweder durch den plötzlichen Druckanstieg selbstöffnend sein, beispielsweise als Brechmembranen ausge­ bildet sein, oder auch, gegebenenfalls zusätzlich, zum bewußten Ablassen und Wiederauffüllen der Luftkammern ausge­ bildet sein.

Eine solche aktive Beeinflussung der Luftkammer kann dann vorteilhaft sein, wenn diese als ein bodennaher, front­ spoilerartiger Abschnitt ausgebildet ist, der den Bereich zwischen der üblichen Stoßstangenhöhe und dem Boden weit­ gehend einnimmt. Der Fahrer könnte diesen aufblasbaren Abschnitt beispielsweise durch Ablassen der Luft verkleinern oder anheben, wenn er in unwegsames Gelände kommt und mehr Bodenfreiheit benötigt. Dies könnte auch automatisch, bei­ spielsweise beim Einlegen eines Geländeganges, erfolgen. Ein solcher Frontspoiler vermindert die Gefahr des Überrollens, die ja insbesondere auch nach einem Aufprall gegeben ist, erheblich und verringert außerdem den Luftwiderstand des Fahrzeuges bei höheren Geschwindigkeiten erheblich.

Der Schutzkörper kann eine im wesentlichen geschlossene, verformbare Außenfläche aufweisen, beispielsweise eine flexible Kunststoffhaut, die gegebenenfalls auch die Außen­ fläche eines Integralschaums sein kann, aus der der Schutz­ körper besteht.

Der Schutzkörper kann vor der Karosserie-Frontpartie eines Lastwagens montierbar sein. In diesem Falle ist die Schutz­ einrichtung ohne weiteres nachrüstbar. Sie kann dafür eine modulare, selbsttragende Baueinheit bilden, die auch in mehrere horizontale Abschnitte aufgeteilt sein kann. Dadurch ist es möglich, eine Art Baukastensystem zu schaffen, das auf verschiedene Gestaltungen von Frontpartien von Lastwagen paßt und entsprechend den Gegebenheiten, beispielsweise auch den Ausschnitten für Kühlluft, Lampen etc. entsprechend angepaßt werden kann. Der Schutzkörper kann dabei so ausgebildet sein, daß in dem Lampen- oder Kühlergrillbereich Ausschnitts­ füllteile vorhanden sind, die entsprechend entnommen bezie­ hungsweise ausgebrochen oder durch einfaches Ausschneiden zu entfernen sind, um eine Anpassung an die Gegebenheiten zu ermöglichen.

Es ist aber auch möglich, daß der Schutzkörper, zum Beispiel bei der Einbeziehung in den Serienbau, zumindest teilweise die Frontpartie des LKW′s bildet. In diesem Falle würde also der Schutzkörper die üblichen Blechkarosserieteile des unteren Frontpartiebereiches ersetzen.

Der Schutzkörper kann auf einem karkassenartigen Träger vorgesehen sein und diesen vorzugsweise umschließen oder ummanteln. Der Träger kann beispielsweise aus einem elas­ tischen, zum Beispiel gitterartigen Metall oder Kunststoff­ teil bestehen, das mit einem Kunststoffstrukturschaum um­ spritzt ist, wobei noch gesonderte Luftkammern oder auch Streben vorgesehen sein können, die an bestimmten Stellen für besondere Elastizität oder Energieabsorption sorgen. Dabei wird man vorzugsweise diesen Träger soweit wie möglich von der Vorderkante des Schutzkörpers entfernt anordnen, also, in Bezug auf die Fahrtrichtung, hinten. Die Befestigung kann beispielsweise über Verbindungselemente erfolgen, die von dem Träger an ansprechende Teile des LKW reichen. Diese können entsprechend verstellbar oder austauschbar angeordnet sein.

Bei der Gestaltung des Schutzkörpers ist ein besonderer Vorteil, daß er nicht nur Lebewesen bei einem Aufprall schützt, sondern auch bei, gerade bei Lastwagen häufigen Berührungen mit anderen Gegenständen, wie Zäunen, Bäumen oder dergleichen, eine eigene Beschädigung vermeidet. Obwohl dies sicherlich nicht der Hauptzweck und der Schutzwirkung für Lebewesen untergeordnet ist, ist aber der Schutzkörper auch nach einem Unfall wiederverwendbar. Er ist also sowohl kostengünstig an verschiedene Modelltypen zu adaptieren, als auch zusätzlich zu geringer Beschädigungsgefährdung kosten­ günstig instandzusetzen. Die Außenhaut wird vorzugsweise glatt ausgeführt. Sie ist einzufärben, leicht zu reinigen und gegebenenfalls auch zu beschriften.

Der Schutzkörper kann außerdem eine jeweils zu den LKW-Seiten hin abgeschrägte Gestaltung haben. So wird der aufprallende Körper im Normalfall zusätzlich zu der Dämpfung auch zur Seite abgelenkt.

Besonders vorteilhaft ist eine aus verschiedenen Materialien und Schutzkörperarten kombinierte Gestaltung, bei der bei­ spielsweise eine flexible glatte Außenhaut über einem Schaum­ stoffkörper liegt, in den zusätzlich zu den Mikro-Luftkammern des Schaumstoffs noch größere, gegebenenfalls auch aktiv vorgespannte Luftkammern enthalten sind. Auch durch die Art des Schaumstoffes kann eine Energieabsorption erzielt werden, indem beispielsweise ein nur in geringem Maße offenzelliger Schaum verwendet wird, der unter einer stärkeren Druck­ belastung eine anfänglich plastisch wirkende Verformung durchführt, die sich jedoch über einen längeren Zeitraum wieder rückbildet. Die gegebenenfalls netzförmige Karkasse sorgt einerseits für einen guten Zusammenhalt aller Kompo­ nenten und ist andererseits selbst elastisch, sorgt aber für einen Schutz gegen Durchbruch eines aufprallenden Gegen­ standes durch den Schutzkörper, so daß auch ein Schutz der Lastwagen-Insassen gegeben ist. Auch sie profitieren von der aufprallmindernden Wirkung.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausfüh­ rungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeich­ nungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 und 2 eine perspektivische Ansicht und Seitenansicht eines Führerhauses eines Lastkraftwagens.

Fig. 3 und 4 entsprechende Darstellungen einer Variaten,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch einen an einem Lastwagen angebrachten Schutzkörper und

Fig. 6 einen horizontalen Schnitt durch einen Schutzkörper im Bereich der Linie VI und Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen Lastkraftwagen 11 der in Europa üblichen Bauweise mit einem bis an die Frontpartie 12 reichenden Führerhaus 13, bei dem also der unter der Frontscheibe 14 liegende Teil der Frontpartie nahezu vertikal und auch zur Seite hin nur wenig abgerundet oder abgeschrägt verläuft.

Dieser untere Teil der Frontpartie 12 ist von einem Schutz­ körper 15 überdeckt, der bis zu den Seitenkanten 16 und teilweise auch um diese herum reicht. Er weist Ausschnitte 17, 18 für den Kühllufteintritt und die Scheinwerfer auf. Im Kühlluftausschnitt können aus dem Schutzkörper entspre­ chendem Material gebildete Streben vorgesehen sein. Der Schutzkörper reicht auch über die übliche Stoßstange 19 des LKW hinweg. Der Schutzkörper hat seine größte Dicke im Bereich der Fahrzeugmitte und ist dementsprechend nach den Seiten hin leicht abgeschrägt.

Er besteht in später noch näher zu erläuternder Weise aus einem energieabsorbierenden Formstoffkörper 20 mit einer flexiblen, aber glatten und geschlossenen Außenhaut 21. In dem Körper sind Luftkammern 22 vorgesehen.

Die Ausführung nach den Fig. 3 und 4 entspricht der nach den Fig. 1 und 2. Es ist dort jedoch zu erkennen, daß der Schutzkörper 15 aus einzelnen, horizontale streifenförmige Baugruppen bildenden Abschnitten 23, 24, 25 gebildet sind, von denen der obere Streifen den Kühllufteintritt und der mittlere Streifen die Scheinwerfer enthält. Er überdeckt auch die Stoßstange. Der untere Streifen 25 bildet einen schaufel­ artig nach vorn weisenden, front-bodenspoilerartig ausge­ bildeten Körper, der von der Stoßstange nach unten bis kurz über den Boden 26 reicht.

Fig. 5 und 6 zeigen ein Beispiel des Aufbaus des Schutz­ körpers. In Fig. 5 ist zu erkennen, daß der Schutzkörper 15 an seiner vorderen Fläche einen Integralschaumkörper 20 mit flexibler, zäh-elastischer, aber glatter Außenhaut 21 auf­ weist. In ihm ist im fahrzeugnahen Bereich ein karkassen­ artiger Träger 27 eingebettet. Er hat die Form eines Gitter­ netzes aus Metall oder Kunststoff, das von dem Schaumstoff gut und fest umschlossen wird und ausreichende Elastizität aufweist, um auch in sich nachgeben zu können. Von diesem Träger können Laschen nach hinten vorstehen, die an der Lastwagenkarosserie oder dem Fahrgestell befestigt werden.

Im Bereich von Ausnehmungen, beispielsweise über der Last­ wagenstoßstange 19, können gesonderte oder in den Schutz­ körper gänzlich einbezogene Luftkammern 22 vorgesehen sein, die entweder in den Schaumstoffkörper eingeformt sind und aus dessen Material bestehen, oder auch aus gesonderten Säcken aus flexiblem Material bestehen können. In sie können hier als Ventile bezeichnete Öffnungen oder Verschlüsse 28 einge­ baut sein, die sich bei einem Aufprall öffnen und die Luft austreten lassen, um den Stoß möglichst rückprallfrei abzu­ fangen. Dieses gegebenenfalls mehrkammrige Luftsystem kann mit einem relativ geringen Druck von 0,1 bis 0,5 bar über dem Atmosphärendruck aufgepumpt sein. Die Rückwand dieser Luft­ kammern 22 kann sich an der Karosseriefrontpartie 12 des Lastwagens abstützen.

Fig. 5 zeigt, daß der Schutzkörper Stege 29 aufweisen kann, die sich an besonderen Teilen, beispielsweise der Stoßstange 19, abstützen. Die Ausnehmungen 30 zwischen ihnen ergeben eine besonders elastische Abstützung.

Zum Schutzkörper gehört ein gegebenenfalls als besonderer Abschnitt ausgebildeter Unterfahrschutz 25 von im wesent­ lichen waagerecht unter dem Fahrzeug liegender und schräg nach vorn weisender Gestalt. Er besteht aus einer oder mehreren Luftkammern, die mit einem Ventil 31 versehen sind, das die Funktion hat, außer einem schnellen Ablassen der Luft im Falle eines Aufpralls auch eine aktive Steuerung des Luftinhaltes zu gestatten. Dazu kann es über einen Schlauch 32 an die übliche Druckluftversorgung des Lastkraftwagens angeschlossen sein. Der Unterfahrschutz 25 kann durch ent­ sprechende Gestaltung so ausgebildet sein, daß er beim Ablassen der Luft sich hauptsächlich in seinen Höhenab­ messungen verringert, so daß der Lastwagen in diesem Falle Bodenfreiheit gewinnt (siehe Fig. 4).

Der gesamte Schutzkörper 15 ist als eine modular aufgebaute Einheit ausgebildet, die auf das Lastwagenfahrgestell bezie­ hungsweise die Karosserie aufgesattelt werden kann und dessen Frontpartie weitgehend abdeckt. Fig. 6 zeigt das Profil des Schutzkörpers 15 im Horizontalschnitt. Es ist nach vorne leicht keilförmig ausgebildet und stützt sich über die Stege 29 und Luftkammern 22 an der Frontpartie 12 ab. Der gitter­ förmige Träger 27 kann gegebenenfalls auch im Bereich des Kühlluftausschnitts 17 durchlaufen und damit gleichzeitig einen flexiblen Kühlergrill bilden.

Es ergibt sich folgende Funktion:

Durch die Keilform wird der aufprallende Körper nach der Seite abgelenkt. Die Luftkammern in dem schaumstoffartig verformbaren Material des Schutzkörpers oder daran an­ schließend dämpfen den Aufprall, in dem das Material kompri­ miert wird und über natürliche Öffnungen oder Ventile die Luft aus den Kammern ausgepreßt wird. Wenn als Luftkammer­ verschluß Brechmembranen oder dergleichen verwendet werden, so können sie nach einem Aufprall ausgetauscht werden. Der in den Schutzkörper eingearbeitete Träger 27 aus einem Kunst­ stoff- oder Metallgeflecht oder -gitter fängt den auf­ prallenden Körper wie in einem Auffangnetz ab. Da sich dieser Träger wiederum auf Luftkammern abstützt, vergleichmäßigt er die durch den Stoß aufgebrachten Kräfte. Es ist aber auch möglich, die Luftkammern im Bereich vor dem Träger einzu­ arbeiten. Das Material hat von sich aus die Eigenschaft, nach einem Unfall sich selbst in die ursprüngliche Form zu regene­ rieren.

Besonders bevorzugt ist der in Fig. 5 dargestellte Schicht­ aufbau aus Außenhaut mit entsprechend zähelastisch hartem Schaumstoffmaterial mit eingearbeitetem Träger 27 und da­ hinter angeordneten Luftkammern 22.

Der vorzugsweise aufblasbare Unterfahrschutz 25 ermöglicht ein gutes aerodynamisches Profil bei geringem Bodenabstand. Er vermeidet Luftwirbelbildung unter der Fahrzeugunterseite und verringert damit den Luftwiderstand erheblich, was zu geringerem Treibstoffverbrauch und damit geringerer Umwelt­ belastung führt. Durch die flexible Ausbildung dieses Ab­ schnitts 25 kann er auch bei Berührung von Hindernissen nachgeben, ohne beschädigt zu werden. Er ist aber auch, wie bereits beschrieben, aktiv einholbar.

Auch der Mittelteil 24 (siehe Fig. 3) ist mit einem mehr­ kammrigen Luftkissensystem und karkassengestütztem Schaum­ stoff-Formkörper ausgestattet, wobei zusätzlich der obere Ab­ schnitt 23 den Ausschnitt 17 für die Motorkühlung aufweist. Im Bereich der Scheinwerfer (im Abschnitt 24) sind ent­ sprechende Einsätze oder gesondert ausbrechbare Teile vor­ zusehen, so daß unterschiedlichen Modelltypen Rechnung getragen werden kann.

Die gesamte Einheit ist, insbesondere auch durch den kar­ kassenartigen Träger sehr formstabil. Das Material sollte zwecks Reinigung, Lackierung etc. bis ca. 120°C formstabil sein, was bei heutigen Kunststoffen kein Problem darstellt.

Im Falle von Verletzungen, beispielsweise durch scharfe Gegenstände, ist ein leichter Austausch der einzelnen Teile durch den modularen Aufbau möglich. Ein großer Vorteil ist auch die Korrosionsfestigkeit des Schutzkörpers. Durch die klare Aufteilung in unterschiedliche Komponentengruppen ist es auch möglich, sie zum Recycling einfach voneinander zu trennen.

Claims (13)

1. Einrichtung an Kraftfahrzeugen, insbesondere Lastkraft­ wagen (11), zum Schutz von Lebewesen beim Aufprall auf das Kraftfahrzeug, bei der ein wesentlicher, vorzugs­ weise ein unterer Abschnitt der Frontpartie (12) des Kraftfahrzeugs (11) mit einem nachgiebig verformbaren Schutzkörper (15) versehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) energieabsorbierend ausgebildet ist und vorzugsweise aus schaumstoffartigem und/oder Luftkammern (22) enthaltenden Material besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Luft (22) mit Ventilen (28, 31) vorgesehen sind, die zum aktiven und/oder passiven Ablassen von Luft, zumindest im Falle einer Druckzunahme aufgrund des Aufpralls, sowie ggf. zum Einlassen von Luft ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) vor der Karosserie-Frontpartie (12) eines Lastkraftwagens (11) montierbar ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) eine modulare, selbsttragende Baueinheit bildet, die ggf. mehrere vorzugsweise horizontal aufgeteilte Abschnitte (23, 24, 25) enthält.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) ggf. herausnehmbar bzw. ausbrechbare Ausschnitts-Füllteile enthält.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) auf einem karkassenartigen Träger (27), vorzugsweise diesen ummantelnd, aufgebracht ist, wobei insbesondere der Träger (27) aus einem elastischen, ggf. gitterartigen Metall- oder Kunststoffteil besteht und insbesondere in einem in Fahrtrichtung hinteren Bereich des Schutz­ körpers (15) angeordnet ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) eine im wesentlichen geschlossene, verformbare und vorzugs­ weise glatte Außenfläche (21) aufweist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) eine zu den LKW-Seiten (16) abgeschrägte Gestaltung hat.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) einen bodennahen, frontspoilerartigen Abschnitt (25) aufweist, der über die Unterkante der Frontpartie (12) nach unten bis nah an den Boden (26) reicht und als elastischer, vorzugsweise aufblasbarer Körper ausgebildet ist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) ein Verbundkörper aus verformbarem Material mit mehreren eingeschlossenen Luftkammern (22) ist.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) in einem sich an der Frontpartie (12) und/oder einem Träger abstützende Abschnitt Ausnehmungen (30) aufweist.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (15) zumindest teilweise die Frontpartie der Lastwagen­ karosserie ersetzt.