DE4401396A1 - Vorrichtung zum Zerschlagen einer Fahrzeugscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerschlagen der Scheibe eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (DE 40 16 611 C2). Die bekannte Vorrichtung, die dazu dient, bei einem Seitenaufprall durch Zerstörung der Seitenscheibe Kopfverletzungen zu vermeiden, wird durch einen Crash-Sen­ sor gezündet. Der Becher mit dem Schlagbolzen ist dabei in der Tür an der unteren Kante der Scheibe mit einem Verbindungsteil im Abstand von der Scheibe angeordnet. Durch diesen Abstand erhält der Schlagkolben einen ausreichend langen Beschleunigungsweg zum Durchschlagen der Scheibe. Sofern er nicht von dem Abschnitt des Verbindungsteils auf der anderen Seite der Scheibe aufgefangen wird, tritt er aus dem Fahrzeug aus. Da sie in der Tür an der Scheibenunterkante anzubringen ist, kann die bekannte Vor­ richtung praktisch nur bei absenkbaren Scheiben eingesetzt werden. Sie ist daher beispielsweise in Bussen nicht brauchbar. Auch ist die axiale Bau­ länge durch das Verbindungsteil beträchtlich. Weiterhin kann der Schlag­ bolzen, wenn er aus der Scheibe austritt, zu Verletzungen von Personen außerhalb des Fahrzeugs führen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bereitzustellen, die bei kleiner axialer Baulänge nachträglich auf einfache Weise an jeder Stelle der Scheibe angebracht werden kann und zu keinen Verletzungen durch den Schlagbolzen führt.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vor­ richtung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Schlagbolzen durch einen radialen Vorsprung im Becher fixiert. Durch den radialen Vorsprung wird gewährleistet, daß sich beim Zünden der Treibladung, oder allgemein pyro­ technische Ladung, in dem Druckraum zwischen dem Schlagkolben und dem Becherboden ein hoher Druck aufbauen kann, so daß beim Lösen der Fixie­ rung des Schlagbolzens, z. B. durch Abbrechen oder Verformen des radialen Vorsprungs auf den Schlagbolzen schlagartig ein hoher Druck einwirkt, der auch bei einer kurzen Beschleunigungsstrecke zu einer ausreichend hohen Energie des Schlagkolbens zur Zertrümmerung der Scheibe führt. Auf diese Weise ist eine kurze axiale Baulänge der Vorrichtung gewährleistet. Da sie kaum in den Fahrgastraum ragt, kann die Vorrichtung an der Scheibe auch im Bereich der Fensteröffnung befestigt oder aber in den Fensterrahmen in­ tegriert werden.

Der radiale Vorsprung zur Fixierung des Schlagkolbens im Becher kann ver­ formbar oder aber brechbar ausgebildet sein.

Das heißt, es kann sich beispielsweise um einen zusammendrückbaren Vor­ sprung handeln, z. B. eine ggf. konische Erweiterung des Schlagkolbens, die bei einem bestimmten Druck im Druckraum zwischen dem Schlagkolben und dem Becherboden zusammengedrückt oder abgeschert wird. Eine an­ dere Möglichkeit ist ein elastischer Ring in einer Ringnut am Becher, an dem sich der Schlagkolben mit seiner Stirnkante abstützt, so daß der Ring bei einem entsprechend hohen Druck auf den Schlagkolben entweder aus oder in die Ringnut gedrückt oder abgeschert wird.

Damit der Schlagkolben nicht Personen außerhalb der Scheibe treffen kann, wird er bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgefangen, bevor er aus dem Becher herausfliegt. Dazu weist der Becher an seiner Mündung einen radial nach innen gerichteten ringförmigen Anschlag auf, der mit einem ra­ dial nach außen gerichteten ringförmigen Anschlag zusammenwirkt, mit dem der Schlagkolben versehen ist.

Zur Fixierung an der Scheibe kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Flansch um die Bechermündung aufweisen, mit dem sie an der Scheibe haf­ tet, beispielsweise mit einem Klebstoff.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Zerschlagen von vorgespanntem Sicherheitsglas bestimmt, das aus einer Glasscheibe bestehen oder eine Ver­ bundscheibe aus zwei oder mehr vorgespannten Glasscheiben mit einer bzw. mehreren eingearbeiteten Kunststoffzwischenfolien sein kann.

Im Falle eines Sicherheitsglases aus einer vorgespannten Glasscheibe normaler Dicke reicht der relativ kurze Schiebeweg des Schlagkolbens aus, um die Scheibe zu zertrümmern. D. h., es kann eine kurze axiale Baulänge mit einem Schlagkolben erreicht werden, der direkt an der Becherinnenwand anliegt. Der radial nach außen gerichtete Anschlag an dem Schlagkolben weist dabei einen größeren Durchmesser auf als der radial nach innen ge­ richtete Anschlag an der Bechermündung.

Bei einer Verbundscheibe oder einer anderen Scheibe größerer Dicke muß der Schlagkolben jedoch eine längere Wegstrecke zurücklegen. Um dennoch eine kurze axiale Baulänge der Vorrichtung zu erhalten, ist dazu in vorteil­ hafter Ausgestaltung der Erfindung eine teleskopierbare Anordnung vorge­ sehen.

Das heißt, der Schlagkolben ist in einer in dem Becher verschieblich geführten Hülse verschieblich geführt, welche an ihrem von der Bechermündung ab­ gewandten Bereich einen radial nach außen gerichteten ringförmigen An­ schlag größeren Durchmessers als der nach innen gerichtete Anschlag an der Bechermündung aufweist. An ihrem mündungsseitigen Ende ist die Hülse mit einem radial nach innen gerichteten ringförmigen Anschlag versehen, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der radial nach außen gerichtete Anschlag des Schlagkolbens.

Die Hülse wird durch einen radialen Vorsprung im Becher fixiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im sichtbaren Bereich der Scheibe oder im Rahmen am Rand der Scheibe z. B. angeklebt werden. Sie ist damit leicht zugänglich, so daß sie von den Fahrzeuginsassen direkt betätigt wer­ den kann. Dazu ist die Vorrichtung vorzugsweise mit einem Zünder ver­ sehen, der manuell, also bei einem mechanischen Zünder z. B. mit einem Auslöseknopf, einem Hebel oder dgl., und bei einem elektrischen Zünder mit einem Schalter, z. B. einen Druckknopfschalter, betätigbar ist. Damit kann beispielsweise in einem Bus oder einem Schiff jede Scheibe einzeln zer­ schlagen werden.

Wenn ein elektrischer Zünder verwendet wird, ist es vorteilhaft, den Zünder mit einem Aufprallfühler oder Crash-Sensor zu verbinden, der ihn bei einer vorgegebenen Unfallsituation aktiviert, worauf der so aktivierte oder scharf gestellte Zünder manuell betätigt werden kann. Die Aktivierung durch den Crash-Sensor dient somit als Sicherheitseinrichtung für den Zünder.

Der mechanisch betätigbare Zünder kann beispielsweise durch ein Zündhüt­ chen oder einen Anstichzünder gebildet sein, der durch einen Schlagbolzen zur Detonation gebracht wird. Der Schlagbolzen ist z. B. mit einem Aus­ löseknopf oder dgl. Betätigungselement verbunden. Zur Sicherung des Aus­ löseknopfs bzw. Schlagbolzens kann zwischen dem Becherboden und dem Auslöseknopf ein herausziehbarer Abstandhalter angeordnet sein, z. B. ein U-Bügel.

Insbesondere wenn ein axial verschiebbarer Schlagbolzen vorgesehen ist, weist der Schlagkolben an der dem Becherboden zugewandten Seite eine Ausnehmung zur Aufnahme der pyrotechnischen Ladung auf. Statt dessen kann die pyrotechnische Ladung oder Treibladung auch in einer Kammer vorgesehen sein, die sich in einem Gehäuse um die zylindrische Umfangs­ wand des Bechers erstreckt, wobei von der Kammer Durchtrittsöffnungen in das Innere des Bechers zwischen dessen Boden und dem Schlagkolben vor­ gesehen sind. Zur Zündung der in der Kammer angeordneten Treibladung kann ein sich seitlich in die Kammer erstreckender Zünder oder Schlagbol­ zen vorgesehen sein, wodurch die axiale Bauhöhe weiter reduziert wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei allen Fahrzeugen mit Glas­ scheiben verwendet werden, also insbesondere bei PKW, LKW, Bussen, bei der Eisenbahn oder Schiffen.

Nachstehend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 jeweils einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung einen Becher 1 mit einem zylindrischen Abschnitt 2 und einem Boden 3 auf. An seiner Mündung 6 weist der Becher 1 einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch 4 auf, mit dem er an einer vorgespannten Sicherheitsglasscheibe 5 angeklebt ist.

Ferner ist in einer ringförmigen Ausnehmung 7 an der Innenseite des zylin­ drischen Abschnitts 2 des Bechers 1 an der Mündung 6 ein Ring 10 ange­ ordnet. Der Ring 10 ist durch Umbördeln der der Scheibe 5 zugewandten Kante 8 der ringförmigen Ausnehmung 7 fixiert. Um das Umbördeln zu er­ leichtern, ist an der der Scheibe 5 zugewandten Stirnseite des Bechers 1 eine Ringnut 9 vorgesehen.

In dem Becher 1 ist ein Schlagkolben 11 verschieblich gelagert. Dazu liegt der Schlagkolben 11 mit seinem mündungsseitigen Umfangabschnitt an der Innenseite des zylindrischen Rings 10 an und mit einer sich radial nach au­ ßen erstreckenden Ringschulter 12 am anderen Ende an der Innenwand des zylindrischen Abschnitts 2 des Bechers 1.

Der Schlagkolben 11 stützt sich mit seiner mündungsseitigen Stirnkante an einem Ring 13, beispielsweise aus Kunststoff, in einer Ringnut 14 an der In­ nenwand des Rings 10 ab. Dadurch wird er im Becher 1 fixiert.

An der dem Becherboden 3 zugewandten Seite ist der Kolben 11 mit einer koaxialen Ausnehmung 15 versehen, die eine Patrone 16 aufnimmt, die mit der Umfangskante ihres Bodens 17 an einer Stufe 18 liegt. Die Patrone 16 enthält die pyrotechnische Ladung und platzt z. B. an dem vorderen Ende beim Zünden der Ladung auf. Der Zünder kann durch ein Zündhütchen oder einen Anstichzünder am Patronenboden 17 gebildet sein.

Das Zündhütchen bzw. der Anstichzünder am Patronenboden 17 werden durch einen Schlagbolzen 18 zur Detonation gebracht, der an einem Zapfen 20 angeordnet ist, der in einer Axialausnehmung 22 im Becherboden 3 ver­ schiebbar gelagert ist und an seinem vom Schlagbolzen 18 abgewandten äu­ ßeren Ende einen Auslöseknopf 21 aufweist. Der Auslöseknopf 21 kann aus Gummi oder einem gummielastischen Material bestehen. Sein sich zum Um­ fang des Flansches 4 erstreckender Seitenabschnitt 23 weist eine geringere Wandstärke auf und ist damit leicht zusammendrückbar.

Zur Sicherung des Schlagbolzens 18 ist eine dem Zapfen 20 umgreifende Klammer 24 zwischen dem Auslöseknopf 21 und dem Becherboden 3 ange­ ordnet, die mit einem Handgriff 25 herausgezogen werden kann.

Zur Betätigung der Vorrichtung, d. h. um die Scheibe 5 zu zerschlagen, wird sie durch Herausziehen der Klammer 24 entsichert. Dann wird auf den Auslöseknopf 21 gedrückt, so daß der Schlagbolzen 18 das Zündhütchen bzw. den Anstichzünder an dem Patronenboden 17 zur Detonation bringt, wodurch die Treibladung in der Patrone 16 gezündet wird. Die Patrone reißt dadurch auf und die gebildeten Treibgase bauen einen hohen Druck zwi­ schen Schußbecherboden 3 und Kolben 11 auf. Wenn dieser Druck größer ist als die Kraft zum Abscheren oder Herausdrücken des Rings 13 in der Ringnut 14, d. h. der Schlagkolben 11 den Widerstand des Rings 13 über­ wunden hat, trifft er mit hoher Energie mit seiner Spitze 26 auf die Scheibe 5 auf und zerschlägt sie. Der Kolben 11 bewegt sich durch die zerschlagene Scheibe 5 hindurch, bis er mit der einen ringförmigen Anschlag bildenden Ringschulter 12 gegen den einen ringförmigen Anschlag bildenden Ring 10 trifft. Dadurch wird der Kolben 11 abgefangen, bevor er den Becher 11 ver­ läßt.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist für dickeres Sicherheitsglas bestimmt, beispielsweise für Verbundglas 27 aus zwei Scheiben 5 mit einer Kunst­ stoffzwischenschicht 28.

Um die dicke Verbundglasscheibe 27 zu durchschlagen, ist der Schlag­ kolben 11 nach Fig. 2 teleskopierbar ausgebildet.

Dazu ist der Schlagkolben 11 in einer Hülse 29 verschiebbar gelagert, die ihrerseits in dem zylindrischen Abschnitt 2 des Bechers 1 verschiebbar ge­ lagert ist.

Zur Lagerung an dem zylindrischen Abschnitt 2 des Bechers 1 weist die Hülse 29 ähnlich wie der Kolben 11 in Fig. 1 an ihrem mündungsseitigen Ende einen an der Innenseite des Rings 10 anliegenden Abschnitt 30 auf. Mit dem anderen Ende liegt die Hülse 29 mit einem sich radial nach außen er­ streckenden Abschnitt 31 an der Zylinderinnenwand 2 des Bechers 1 an.

Die Hülse 29 ist in der in Fig. 2 dargestellten eingefahrenen Ruhestellung durch einen sich radial nach außen erstreckenden ringförmigen Vorsprung 32 fixiert, der den Ring 10 hintergreift.

Der Kolben 11 ist mündungsseitig an der Innenseite eines radial nach innen ragenden Ringabschnitts 33 der Hülse 29 und am anderen Ende mit der Ringschulter 12 an der Innenseite der Hülse 29 gelagert. Zur Fixierung des Kolbens 11 ist die Ringschulter 12 mit einem sich konisch erweiternden Ab­ schnitt 34 versehen, der die Hülse 29 hintergreift.

Die pyrotechnische Ladung 35 in der Ausnehmung 15 kann beispielsweise durch Treibstoffpellets gebildet sein. Sie wird durch einen Zünder 36 gezün­ det, der mit dem Schlagbolzen 18 zur Detonation gebracht wird. Der Aus­ löseknopf 21 nach Fig. 2 besteht beispielsweise aus steifem Kunststoff oder Metall und ist über den Balg 37 mit dem Flansch 4 verbunden. Die Siche­ rung 24 wird beispielsweise durch einen herausziehbaren U-förmigen Bügel gebildet.

Gemäß Fig. 2 wird durch den Druck der Treibgase zuerst der Abschnitt 34 am Kolben 11 zusammengedrückt oder abgeschert, so daß sich der Kolben 11 aus der Hülse 29 bewegt, bis er mit der Ringschulter 12 auf den Ringab­ schnitt 33 an der Hülse 29 auftrifft. Dadurch wird der Vorsprung 32 abge­ schert, wodurch die Hülse 29 durch den Kolben 11 ausgeschoben wird, bis sie mit ihrem Abschnitt 31 gegen den Ring 10 schlägt. Damit wird der Kol­ ben 11 von der Hülse 29 zugleich abgefangen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein elektrischer Zünder 38 vorge­ sehen, der sich radial durch ein Gehäuse 39 erstreckt, und zwar in eine mit der pyrotechnischen Ladung 35 versehene ringförmige Kammer 40, die sich um den zylindrischen Abschnitt 2 des Bechers 1 erstreckt. Von der Kammer 40 strömt dann Treibgas beim Zünden der pyrotechnischen Ladung 35 über Durchtrittsöffnungen 41 in den Becher 1 zwischen dessen durch das Ge­ häuse 31 gebildeten Boden und den Schlagkolben 11. Der elektrische Zün­ der 38 ist mit einem Kabel und einem Stecker 42 an einen nicht dargestellten Crash-Sensor angeschlossen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der mündungsseitige Ring durch den Abschnitt 10 am Becher 11 gebildet. Die Fixierung des Kolbens 11 in der in Fig. 3 dargestellten eingefahrenen Ruhestellung erfolgt durch einen den zylindrischen Abschnitt 2 des Bechers 1 hintergreifenden ringförmigen abscherbaren Vorsprung 34 am Kolben 11. Die ringförmigen Anschläge, die den Kolben 11 vor Austritt aus dem Becher 1 abfangen, werden einerseits durch den konischen Abschnitt 10 und andererseits durch den komplementär ausgebildeten konischen Abschnitt 43 an der Kolbenstirnseite gebildet. Durch den Anschluß an den Crash-Sensor über den Stecker 42 wird der Zünder 38 bei einem Aufprall aktiviert oder scharfgestellt. Er kann dann durch den gestrichelt dargestellten Druckknopfschalter 44 betätigt werden.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Zerschlagen der Scheibe eines Fahrzeugs mit ei­ nem auf die Scheibe ausgerichteten Becher, in dem ein mit einer pyrotech­ nischen Ladung beschleunigbarer Schlagkolben verschiebbar geführt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schlagkolben (11) durch einen radialen Vor­ sprung im Becher (1) fixiert ist und der Becher (1) an seiner Mündung (6) einen sich radial nach innen erstreckenden ringförmigen Anschlag aufweist, der den mit einem radial nach außen gerichteten ringförmigen Anschlag ver­ sehenen Schlagkolben (11) abfängt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (1) an seiner Mündung (6) einen Flansch (4) aufweist, mit dem die Vorrichtung an der Scheibe (5) befestigbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach außen gerichtete Anschlag an dem Schlagkolben (11) einen größeren Durchmesser aufweist als der radial nach innen gerichtete Anschlag an der Bechermündung (6).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkolben (11) in einer im Becher (1) verschieblich geführten Hülse (29) verschieblich geführt ist, welche an ihrem von der Bechermündung (6) abgewandten Bereich einen radial nach außen gerichteten ringförmigen An­ schlag (31) größeren Durchmessers als der nach innen gerichtete Anschlag (10) an der Bechermündung (6) aufweist und an ihrem mündungsseitigen Ende mit einem radial nach innen gerichteten ringförmigen Anschlag (33) versehen ist, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der radial nach außen gerichtete Anschlag (12) des Schlagkolbens (11), wobei die Hülse (29) durch einen radialen Vorsprung (32) im Becher (1) fixiert ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Ladung (35) mit einem manuell be­ tätigbaren Zünder (36, 38) gezündet wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur manuellen Betätigung des Zünders (36) ein Schlag­ bolzen (18) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagbolzen (18) an einem Auslöseknopf (21) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung des Schlagbolzens (18) zwischen dem Becherboden (3) und dem Auslöseknopf (21) ein herausziehbarer Abstandshalter angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein manuell betätigbarer elektrischer Zünder (36) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Zünder (36) durch einen Crash-Sensor aktivierbar ist und zur manuellen Betätigung des aktivierten Zünders (38) ein Schalter (44) vorge­ sehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkolben (11) an der dem Becherboden (3) zu­ gewandten Seite eine Ausnehmung (15) zur Aufnahme der pyrotechnischen Ladung (35) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Kammer (40) zur Aufnahme der pyrotechnischen Ladung (35) vorgesehen ist, welche über wenigstens eine Durchtrittsöffnung (41) in den Becher (1) zwischen Becherboden (3) und Schlagkolben (11) führt.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Vorsprung zur Fixierung des Schlagkolbens (11) im Becher (1) verform- oder abbrechbar ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nach innen gerichtete ringförmige Anschlag durch einen an der Bechermündung (6) befestigten Ring (10) gebildet wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) in einer ringförmigen Ausnehmung (9) an der Bechermündung (6) angeordnet ist und durch Umbördeln der der Scheibe (5) zugewandten Kante (8) der ringförmigen Ausnehmung (7) fixiert ist.