DE4427285C2 - Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsbildende Sicherheitseinrichtung ist bekannt aus der DE-A1 40 03 952 (B60R 21/045). Dort wird ein in Form einer Handschuhkastenklappe gehaltenes Innenverklei­ dungsteil als ein biegesteifer Querträger beschrieben, der über ein Deformationselement am Fahrzeugaufbau abgestützt wird. Die Energieabsorption erfolgt also wie bei bekannten Weichpolsterungen nicht in dem dort als Querträger ausgebildeten Aufprallelement selbst, sondern innerhalb des Deformationselementes. Letzteres ist dort zur Erzeugung vorgege­ bener Kraft-Weg-Zusammenhänge aus einem oder mehreren Hohlprofilkörpern gehalten.

Aus der DE-37 40 687-C2 ist ein Aufprallelement bekannt, bei dem ein energieabsorbieren­ der Rohrkörper von einem energieabsorbierenden Schaumstoff umgeben ist, welcher seinerseits von einer durch Blasformung hergestellten Deckschicht umgeben ist. Der Rohr­ körper ist hier also nicht als biegesteifer Querträger ausgeführt.

Die US-3,712,589 zeigt als energieverzehrend nachgiebigen Schaumwerkstoff geschäumtes Aluminium, das beispielsweise zwischen einem Fahrzeugchassis und einer Stoßfängerver­ kleidung als Prallkörper eingesetzt ist.

In der US 3,876,228 wird für den Unterbau einer Instrumententafel eine Knieaufpralleinrich­ tung gezeigt, bei der über eine Frontplatte und mehrere dahinter angeordnete Schaum­ körper Aufprallkräfte aufgenommen werden können. Die Knieauffangvorrichtung ist am Fahrzeugaufbau so befestigt, daß über Sollbruch- oder Sollknickstellen eine Verlagerung der Insassenknie nach vorn ermöglicht wird. Derartige Verlagerungen sind aber insbesondere bei Frontalaufprallunfällen besonders kritisch, weil in der Regel die der Fahrgastzelle vorgelagerte Spritzwand in Richtung Fahrzeuginsassen bewegt wird und so der von dieser Kniefangeinrichtung zugelassenen Verlagerung entgegenwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gattungsbildende Sicherheitseinrichtungen so auszuführen, daß ohne Verlust der positiven Energieabsorptions-Eigenschaften eine leichte Bauweise erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherheitseinrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche enthalten besonders zweckmäßige Weiterbil­ dungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist also das Deformationselement aus einem energieverzehrend nachgie­ bigen Schaumwerkstoff gehalten. Dieser ist am Aufbau des Fahrzeugs oder an dem Auf­ prallelement selbst befestigt. Darüber hinaus ist das Deformationselement zwischen dem als biegesteifen Querträger ausgeführten Aufprallelement und einem im Fahrzeugaufbau abge­ stützten Querträger angeordnet. Ein solcher Querträger kann bevorzugt ein Zentralrohr sein, das gleichzeitig auch die Funktion eines Instrumententafelträgers übernimmt. Auf diese Weise wird durch Funktionsintegration ein Beitrag zum Leichtbau geliefert. Beiträge zum Leichtbau liefern auch die aus dem Schaumwerkstoff gehaltenen Deformationselemente, und zwar insbesondere dann, wenn als Basiswerkstoffe Kunststoff oder Aluminium vorge­ sehen werden.

Besonders gute Resultate werden er­ zielt mit Polypropylen-Partikelschaum, der aus verschweißbaren Schaumstoffpartikeln mit überwiegend geschlossener Zellstruktur besteht. Dieser Werkstoff ermöglicht die Herstellung von Deforma­ tionselementen in beliebiger Gestalt und kann durch Festlegung vorgegebener Formteile dichtend auf anwendungsspezifische Anfor­ derungen abgestimmt werden. Weitere Vorteile sind ein hohes Ener­ gieaufnahmevermögen über einem weiten Temperaturbereich, ein sehr gutes Rückstellvermögen, Recyclingfähigkeit, geringe Wasserauf­ nahme, kostengünstige Herstellung und die Möglichkeit einer sehr genau reproduzierbaren Dichteverteilung.

Die zuletzt genannten Vorteile beziehen sich allesamt auch auf Aluminiumschaum, der darüber hinaus auch bei höchsten Temperatur­ beanspruchungen sehr beständig und alterungsunempfindlich ist.

Der Einsatz von Polypropylen-Werkstoffen in Fahrzeugen ist grund­ sätzlich bekannt. Allerdings sind die bislang bekannten Anwendun­ gen lediglich als Polsterung zu verstehen und dienen nicht der Einstellung bestimmter Kraft-Weg-Zusammenhänge in Verbindung mit der Rückhaltung von Personen.

Besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein als Handschuhkasten-Klappe ausgebildetes Aufprall­ element nach Art eines Querträgers, der an aufbaufesten Deformationselementen abstützbar ist und

Fig. 2 ein als Handschuhkasten-Klappe ausgebildetes Aufprall­ element nach Art eines Querträgers, an dem erfindungs­ gemäße Deformationselemente befestigt sind.

Wesentliche Bauteile der in Fig. 1 dargestellten Sicherheitsein­ richtung sind eine drehbar am Fahrzeugaufbau gehaltene Handschuh­ kasten-Klappe 1 und Schaumdeformationselemente 2, 3, die durch Verklebung, Verschraubung oder Einklipsen am Fahrzeugaufbau befe­ stigt sind. Die Handschuhkasten-Klappe 1 weist als hier nicht dargestellten Kern eine steife Blechschale auf, die durch eine ebenfalls nicht dargestellte Schaumstoffauflage leicht gepolstert ist. Zwischen den Deformationselementen 2, 3 ist eine Halterung 4 für ein Airbag-Modul 5 angeordnet. Eine weitere Festlegung der Schaumdeformationselemente 2, 3 gegenüber dem Fahrzeugaufbau er­ folgt über ein Zentralrohr 6, das die Funktion eines Querträgers übernimmt. Dieser Querträger kann gleichzeitig die Funktionen ei­ nes Instrumententafelträgers übernehmen. Als weitere Abstützele­ mente fungieren eine symbolisch angedeutete A-Säule 7 und eine zu einem nicht weiter dargestellten Fahrzeugtunnel führende Stütze 8.

Die Handschuhkasten-Klappe 1 ist bezüglich ihrer Höhe so ange­ legt, daß für ein möglichst breites Spektrum unterschiedlich gro­ ßer Personen eine Beaufschlagung mit den Knien möglich ist. Durch die Polsterung der Handschuhkasten-Klappe 1 und die hier aus Blech gehaltene Trägerschale erfolgt keine nennenswerte Energie­ absorption. Letztere vollzieht sich nahezu ausschließlich in den Schaumdeformationselementen 2, 3, welche die Aufprallkraft do­ siert in den Fahrzeugaufbau einleiten.

Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiels ist grundsätzlich mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel vergleichbar. Allerdings sind hier in der Hand­ schuhkasten-Klappe 1′ die Schaumdeformationselemente 2′, 3′ befe­ stigt. Die Handschuhkasten-Klappe 1′ befindet sich gemäß Fig. 2 in einer halb geöffneten Stellung. Durch Verschwenkung gemäß Pfeilrichtung A gelangen die Schaumdeformationselemente 2′, 3′ an Stützflächen zur Auflage, die eine hier nur gestrichelt darge­ stellte Handschuhkasten-Mulde 9 umgeben. Letztere wird ihrerseits von einer fahrzeugfesten Trägerkonstruktion gehalten.

Besonders gute Resultate erzielt werden mit Schaumdeformations­ elementen, deren Breite zwischen 50 und 70 mm und vorzugsweise bei 60 mm liegt und deren sogenanntes Raumgewicht 50 bis 70 g/l beträgt.

Zur vereinfachten Montage und Demontage der Schaumdeformations­ elemente 2, 3 wird gemäß einer besonderen Weiterbildung der Er­ findung vorgeschlagen, daß Halterungselemente aus formbeständigem Kunststoff vom Werkstoff der Schaumdeformationselemente 2, 3 um­ schäumt werden. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, daß mit materialeinheitlichen Funktionselementen sämtliche Funktionen sicher gewährleistet sind.

Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können je nach Anwendungsfall beispielsweise die Schaumdeformationselemente 2, 3 jeweils an un­ terschiedlichen Bauteilen befestigt sein.

Claims (10)

1. Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge mit einem Aufprallelement, das unfallbedingt durch eine in dem Fahrzeug mitgeführte Person beaufschlagbar und über wenigstens ein Deformationselement abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformations­ element

• - aus einem energieverzehrend nachgiebigen Schaumwerkstoff gehalten ist,
• - am Aufbau des Fahrzeugs oder an dem Aufprallelement befestigt ist,
• - zwischen dem als biegesteifen Querträger ausgeführten Aufprallelement und einem im Fahrzeugaufbau abgestützen Querträger angeordnet ist.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum­ werkstoff ein Kunststoff ist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum­ werkstoff aus Aluminium gehalten ist.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallelement ein zu einem Kniefänger gehörendes und sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Knieaufprallelement (Handschuhkasten-Klappe 1) ist, das im Bereich einer Instrumententafel angeordnet ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der biegesteife Querträger eine als Blechträgerschale ausgebildete Handschuhkasten-Klappe (1) ist.

6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Deforma­ tionselement (Schaumdeformationselement 2, 3) mit der Handschuhkasten-Klappe zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deforma­ tionselement (Schaumdeformationselement 2, 3) durch Klebung befestigt ist.

8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deforma­ tionselement (Schaumdeformationselement 2, 3) durch eine Klemmverbindung befestigt ist.

9. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Halteelemente zur Befestigung des Deformationselementes (Schaumdeformationselement 2, 3) in dem Schaumwerkstoff eingebettet sind.

10. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallele­ ment mit einer Polsterung versehen ist, die nicht nennenswert energieabsorbierend ist.