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Die
Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung gegen die Stöße mit einem
Stoßelement
einer Vorderfront eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, siehe AT-B-362 240.
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Unter
dem Ausdruck „Stoßelement" ist hier jedes Element
der Vorderfront, sei es sichtbar oder verdeckt, zu verstehen, das „harte
Punkte", somit gefährliche
Punkte im Falle eines Frontalzusammenstoßes aufweisen kann.
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Ein
solches Stoßelement
kann beispielsweise von einem Scheinwerfer, einem Schloss, einem Radiator,
einer Traverse, usw. gebildet sein, die in die Vorderfront integriert
sind und ernsthafte Schäden
im Falle eines Frontalzusammenstoßes bei geringer Geschwindigkeit
vor allem für
einen vom Fahrzeug verletzten Fußgänger bedeuten können.
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Heute
werden die Stöße mit geringer
Geschwindigkeit hauptsächlich
von der Karosserie des Fahrzeugs und manchmal von Schaumabsorbern, die
hinter der Frontplatte angeordnet sind, gedämpft.
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Es
ist auch bekannt, dass die Stoßstange, auch
Danner-Stange, die
stärksten
Stöße dämpft (bei
Geschwindigkeiten bis ungefähr
15 km/h). Schließlich
tragen die Strukturteile des Karosseriegehäuses des Fahrzeugs zur Dämpfung der
Stöße bei hoher
Geschwindigkeit bei.
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Es
wurden auch Airbags vorgeschlagen, die sich im Falle der Erfassung
eines Stoßes
vor dem Fahrzeug aufblasen, um den Stoß gegen einen Fußgänger zu
dämpfen,
wie in der Veröffentlichung
EP 1 024 063 beschrieben.
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Was
die Stöße mit den
Scheinwerfern betrifft, wurden bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen.
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Eine
erste Lösung
besteht darin, die Scheinwerfer auf der Vorderfront durch schmelzbare
Stück zu
befestigen, die eine vorkalkulierte Zone umfassen, um unter einer
gewissen Krafteinwirkung zu brechen, wobei ein Teil der Energie
absorbiert wird. Allerdings ist die von diesem schmelzbaren Stück sichergestellte
Dämpfung
begrenzt und oft nicht ausreichend, um die Energie eines Stoßes gegen
einen Fußgänger zu absorbieren.
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Eine
zweite Lösung
besteht darin, eine Befestigungsplatte zu verwenden, die als Schnittstelle zwischen
der Vorderfront und dem Scheinwerfer dient und derart ausgeführt ist,
dass sie die Energie eines Stoßes
durch Verformung oder Einfahren des Scheinwerfers absorbiert. Allerdings
stellt diese Platte einen zusätzlichen
Teil mit großen
Abmessungen dar, der eine komplexere Montage erfordert.
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Eine
dritte Lösung
besteht darin, den Scheinwerfer mit einem Drehpunkt an der Vorderfront
zu befestigen, wobei der Scheinwerfer durch eine Feder in Position
gehalten wird (siehe US-A-4070051). Im Falle eines Stoßes gegen
die Stoßstange
gleitet diese letztgenannte nach hinten und nimmt den Scheinwerfer
in Drehung mit. Allerdings kann der Drehpunkt des Scheinwerfers
beim Aufprall einen harten Punkt auf der Vorderfront bilden und
es somit nicht ermöglichen,
den Kriterien der Gesetzgebung im Hinblick auf die Stöße gegen
Fußgänger zu
entsprechen.
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Die
Erfindung soll insbesondere die Nachteile der Schutzvorrichtungen
des Standes der Technik vermeiden.
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Sie
soll insbesondere eine Schutzvorrichtung gegen die Stöße vorschlagen,
die eine progressive Dämpfung
des Stoßes
im Falle eines Frontalzusammenstoßes bei niedriger Geschwindigkeit,
insbesondere mit einem Fußgänger, bietet.
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Die
Erfindung soll auch eine Schutzvorrichtung dieses Typs vorschlagen,
die für
verschiedene Stoßelemente
der Vorderfront des Fahrzeugs, die harte Punkte bilden, verwendet
werden kann.
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In
diesem Zusammenhang soll die Erfindung insbesondere einen Schutz
gegen Stöße mit den Scheinwerfern
der Vorderfront bieten.
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Die
Erfindung schlägt
zu diesem Zweck eine Schutzvorrichtung vom vorher definierten Typ
vor, bei der das Stoßelement
in dem Montageblock, der Teil der Vorderfront ist, mit Hilfe eines
komprimierbaren Elements gehalten wird, das eine Außenseite,
die in dem Montageblock aufgenommen wird, und eine Innenseite aufweist,
die derart ausgebildet ist, dass sie das Stoßelement aufnimmt.
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So
besteht die Lösung
der Erfindung darin, ein komprimierbares Element zwischen dem Stoßelement
und einem Montageblock anzuordnen, das Teil der Vorderfront ist.
Dieses komprimierbare Element hat geeignete Formen, um einerseits
in dem Montageblock aufgenommen zu werden und andererseits das Stoßelement
aufzunehmen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung ist die Innenseite des komprimierbaren Elements mit
einer Vielzahl von Vorsprüngen
versehen, die derart angeordnet sind, dass sie mit dem Stoßelement
in Kontakt kommen und so die Kontaktfläche zwischen dem komprimierbaren
Element und dem Stoßelement
begrenzen. Dieses Merkmal trägt dazu
bei, den Stoß auf
progressive Weise zu dämpfen.
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Auf
vorteilhafte Weise haben die Vorsprünge jeweils im Wesentlichen
die Form eines Kegelstumpfes, der eine große Basis, die mit der Innenseite
des komprimierbaren Elements verbunden ist, und eine kleine Basis
aufweist, die mit dem Stoßelement
in Kontakt kommen kann, wobei sich eine Umdrehungsachse mit gewählter Ausrichtung
ergibt. Die Umdrehungsachse kann im Wesentlichen senkrecht oder
geneigt in Bezug auf die Innenfläche
des komprimierbaren Elements sein.
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Die
reliefartigen Vorsprünge
haben ausgewählte
Abmessungen. Vorzugsweise umfasst jeder Vorsprung in Form eines
Kegelstumpfes eine kleine Basis mit einem Durchmesser von vorzugsweise
10 bis 20 mm, eine große
Basis mit einem Durchmesser von ungefähr 2,5 Mal dem Durchmesser
der kleinen Basis und eine Höhe
von 10 bis 30 mm. Ebenfalls vorzugsweise umfasst das komprimierbare
Element im Bereich des Vorsprungs eine Dicke von 10 bis 100 mm.
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Bei
der Erfindung ist das komprimierbare Element vorzugsweise von einem
Schaumblock aus einem Material gebildet, das unter den Kunststoffen des
Typs Thermoplast, Kautschuk, Zellstoff oder Elastomer ausgewählt wird
und eine Tragfähigkeit zwischen
0,15 und 1,5 Mpa besitzt.
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Die
Erfindung betrifft im Wesentlichen zwei Ausführungsarten, die eine aktive
bzw. eine passive Lösung
bieten.
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Für die passive
Lösung
wird das Stoßelement
in dem Montageblock mit Hilfe von Bruchmitteln gehalten, wobei das
komprimierbare Element in einem nicht komprimierten Zustand eingeschlossen
ist. Daraus ergibt sich, dass sich im Falle eines Aufpralls das
Stoßelement
in den Montageblock zurückzieht, wobei
es einen Bruch der Bruchmittel und eine Kompression des komprimierbaren
Elements hervorruft. So bewirkt ein Frontalzusammenstoß, beispielsweise auf
Grund eines Zusammenstoßes
mit einem Fußgänger, das
Zurückziehen
des Stoßelements
in seinen Montageblock, wodurch der Stoß wesentlich gedämpft wird.
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Bei
dieser ersten Ausführungsart
der Erfindung umfassen die Bruchmittel vorzugsweise mindestens ein
Stück,
das eine Schwächungszone
aufweist.
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Für die aktive
Lösung
wird das Stoßelement in
dem Montageblock mit Hilfe von Bruchmitteln gehalten, wobei das
komprimierbare Element in einem komprimierten Zustand eingeschlossen
ist. Daraus ergibt sich, dass im Falle einer Erfassung eines Aufpralls
die Bruchmittel zerbrochen werden, wobei somit eine Dekompression
des komprimierbaren Elements und eine Verschiebung des Stoßelements nach
vorne hervorgerufen werden. Dann kann sich dieses unter der Wirkung
eines Aufpralls nach hinten schieben.
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Diese
aktive Lösung
nimmt den Aufprall vorweg, der durch geeignete Erfassungsmittel
erfasst wird, die nicht direkt Teil der Erfindung sind.
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Sobald
die Bruchmittel zerbrochen wurden und sich das Stoßelement
auf Grund der Dekompression des Schaumstoffs nach vorne geschoben
hat, kann es sich nun unter der Wirkung des Aufpralls nach hinten
zurückziehen,
wie im Falle der vorher erwähnten
passiven Lösung.
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Bei
dieser zweiten Ausführungsart
der Erfindung umfassen die Bruchmittel vorzugsweise mindestens ein
Stück,
das eine Bruchzone mit kontrollierter Auslösung aufweist, die beispielsweise
von einer Zündschnur
gebildet sein kann.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Schutzvorrichtung nach dieser zweiten
Ausführungsart
der Erfindung ferner Federmittel umfasst, die zwischen dem Stoßelement
und dem Montageblock angeordnet und derart vorgesehen sind, dass
sie das Stoßelement
beim Brechen der Bruchmittel nach vorne schieben. Diese Federmittel
umfassen vorzugsweise mindestens eine Blattfeder.
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Wie
bereits angeführt,
ist das Stoßelement vorzugsweise
ein Scheinwerfer des Fahrzeugs. Der Montageblock, der Teil der Vorderfront
ist, stellt nun vorzugsweise das Gehäuse des Scheinwerfers dar.
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In
der nachfolgenden Beschreibung, die nur als Beispiel dient, wird
auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
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1 eine
schematische Schnittansicht einer Schutzvorrichtung nach einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung ist, die in der ursprünglichen Position dargestellt
ist;
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2 eine
Ansicht analog zu 1 ist, die die Vorrichtung in
einer Aufprallposition zeigt;
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3 eine
schematische Vertikalschnittansicht einer Schutzvorrichtung nach
einer zweiten Ausführungsart
der Erfindung ist, die in der ursprünglichen Position dargestellt
ist;
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4 eine
Ansicht analog zu 3 ist, die die Schutzvorrichtung
in der Erfassungsposition zeigt;
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5 eine
Ansicht analog zu den 3 und 4 ist, die
die Schutzvorrichtung in der Aufprallposition zeigt;
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6 eine
Einheit zeigt, die ein Bruchstück und
ein Federblatt umfasst und in der Schutzvorrichtung der 3 bis 5 verwendet
werden kann;
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7 eine
perspektivische Ansicht eines komprimierbaren Elements ist, das
in Form eines Schaumblocks bei einer Ausführungsart der Erfindung ausgeführt ist;
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8 eine
perspektivische Ansicht eines Schaumblocks analog zu jenem aus 7 ist,
der vorspringende Kegel umfasst;
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9 einen
vorspringenden Kegel zeigt;
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10 eine
Ansicht analog zu 8 ist, die ein Stoßelement,
hier einen Scheinwerfer, zeigt, der in dem komprimierbaren Element
angeordnet ist; und
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11 eine
perspektivische Ansicht analog zu 8 ist, bei
der die Kegel geneigt sind.
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Es
wird zuerst auf 1 Bezug genommen, die eine Schutzvorrichtung
gegen die Stöße mit einem
Stoßelement 10 zeigt,
das in dem Beispiel ein Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs ist. Dieser Schweinwerfer
wird von einer Stütze 12, „Vorderfrontstütze" genannt, getragen,
die selbst an der Struktur (nicht dargestellt) des Fahrzeugs befestigt ist.
Eine solche Stütze 12 stelle
ein Vorausstattungsmodul dar, das vom Ausstatter hergestellt und
vom Konstrukteur auf einer Montagekette von Fahrzeugen montiert
wird. Die Stütze 12 ist
hier derart angeordnet, dass sie einen Montageblock 14 definiert,
der Teil der Vorderfront ist. Dieser Montageblock bildet ein Gehäuse, das
eine nach vorne offene Lagerung begrenzt, die dazu bestimmt ist,
den Schweinwerfer aufzunehmen, wobei ein komprimierbares Element 16 dazwischen
angeordnet wird.
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Der
Scheinwerfer 10 ist im Wesentlichen von einem Gehäuse 18 gebildet,
das eine Scheibe 20 aufnimmt. Das komprimierbare Element 16 ist
ein geformtes Element, in dem Beispiel ein Schaumblock, das eine
Außenfläche 22 (oder
Rückseite),
die in dem Montageblock 14 aufgenommen wird, und eine Innenfläche 24 (oder
Vorderseite) aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Gehäuse 18 des
Scheinwerfers 10 aufzunehmen.
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Ferner
ist das Gehäuse 18 mit
dem Montageblock 14 durch Befestigungsstücke 26 verbunden, die
eine Schwächungszone
aufweisen, um Bruchmittel zu bilden, d.h. Mittel, die unter definierten
oder kontrollierten Bedingungen zerbrechen können. Als Variante kann der
Montageblock vom Gehäuse
des Scheinwerfers gebildet sein.
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Das
komprimierbare Element ist hier in Form eines Schaumblocks aus einem
Material hergestellt, das insbesondere in der Gruppe von Thermoplast, Kunststoff
oder Zellkautschuk ausgewählt
wird, wobei diese Aufzählung
nicht erschöpfend
ist.
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Als
Beispiel kann ein Polyurethanschaum von dem Typ verwendet werden,
der von der Firma Bayer unter der Marke Bayfill vertrieben wird
und eine Dichte von 66 kg/m3 aufweist. Es
kann sich auch um einen so genannten „CONFOR" Schaumstoff handeln, der eine Dichte
von 93 kg/m3 aufweist und von der Firma
Safety Devises vertrieben wird. Ein weiteres Beispiel ist ein Polypropylenschaumstoff, der
von der Firma Dow unter der Marke STRANDFOAM vertrieben wird und
eine Dichte von 44 kg/m3 aufweist.
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Diese
Schaumstoffe haben eine gute Absorptionsfähigkeit. Ihre Tragfähigkeit
variiert im Allgemeinen zwischen 0,15 und 1,5 Mpa.
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In
der normalen oder ursprünglichen
Position, wie in 1 dargestellt, wird der Scheinwerfer 10 in
dem Montageblock 14 durch die Befestigungsstücke 26 gehalten,
wobei sich das komprimierbare Element in einem nicht komprimierten
Zustand befindet.
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Im
Falle eines Zusammenstoßes,
beispielsweise mit einem Fußgänger, in
Richtung des Pfeils F1 (2) zieht sich der Scheinwerfer 10 in
den Montageblock 14 zurück,
was sowohl das Brechen der Befestigungsstücke 26 als auch die
Kompression des komprimierbaren Elements 16 hervorruft.
Der Scheinwerfer 10 zieht sich somit um eine Distanz zurück, die
ungefähr
20 mm betragen kann, wodurch der Stoß gedämpft wird.
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Die
Befestigungsstücke 26 umfassen
zu diesem Zweck Schwächungszonen 28,
beispielsweise Verengungen, die nach ihrem Bruch in 2 dargestellt
sind. So bietet die Schutzvorrichtung der 1 und 2 eine
passive Lösung.
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Es
wird nun auf 3 Bezug genommen, die eine weitere
Ausführungsvariante
der Erfindung zeigt, die eine aktive Lösung darstellt. Die gemeinsamen
Elemente dieser beiden 1 und 2 sind mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet. Das Stoßelement 10, das auch
ein Scheinwerfer ist, wird in dem Montageblock 14 mit Hilfe
von Bruchmitteln 30 gehalten, die das komprimierbare Element 16 in
einem komprimierten Zustand und nicht in einem nicht komprimierten
Zustand, wie bei der vorhergehenden Ausführungsart, einschließen.
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Diese
Bruchmittel 10 sind auch von Befestigungsstücken gebildet,
die eine Bruchzone 32 (4) aufweisen.
Allerdings sind diese Bruchzonen hier mit kontrollierter Auslösung, d.h.
dass sie absichtlich mit Hilfe eines geeigneten Auslösesignals zerbrochen
werden können.
Sie unterscheiden sich somit von den Bruchzonen 28 der
Stücke 26 der
vorhergehenden Ausführungsart,
die ihrerseits unter der Wirkung eines Aufpralls zerbrochen werden.
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Die
Erfassung eines Aufpralls erfolgt durch einen geeigneten Sensor 34,
beispielsweise vom Typ Radar, der an einer ausgewählten Stelle
der Vorderfront angeordnet ist. Dieser geeignete Sensor, der nicht
direkt Teil des Gegenstandes der Erfindung ist, kann eine Kollisionsgefahr
erfassen und ein Signal S entsenden, um absichtlich einen Bruch
der Bruchzonen 32 der Stücke 30 herbeizuführen.
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In
diesem Fall, und wie in 4 gezeigt, zerbrechen die Stücke, was
zu einer Bewegung des Scheinwerfers 10 unter der Wirkung
der Dekompression des Schaumstoffes um eine Distanz x, beispielsweise
von ungefähr
20 mm, nach vorne führt.
Diese Bewegung nach vorne wird auch durch das Vorhandensein eines
Federblattes 36 be günstigt,
das zwischen den beiden Enden 38 und 40 des Befestigungsstücks 30 angeordnet
ist.
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In
der Position der 3 sind die beiden Federn gekrümmt, während im
Fall der 4 die beiden Federn flach ausgebreitet
sind.
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Wenn
der Scheinwerfer 10 in der Erfassungsposition der 4 angekommen
ist, befindet er sich in einer Position analog zur ursprünglichen
Position der vorhergehenden Ausführungsart,
wobei sich das komprimierbare Element 16 im dekomprimierten Zustand
befindet.
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Dann
kann im Falle eines Aufpralls, wie durch den Pfeil F3 in 5 dargestellt,
sich der Scheinwerfer 10 in Bezug auf die Vorderfront zurückziehen,
wobei die Kompression des komprimierbaren Elements 16 und
die Verformung der beiden Federn 36 hervorgerufen wird,
die sich wieder im gekrümmten
Zustand befinden.
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Es
wird nun auf 6 Bezug genommen, die im Detail
ein Befestigungsstück 30 zeigt,
mit dem eine Blattfeder 36 verbunden ist. Das Befestigungsstück 30 umfasst
eine Bruchzone 32 mit kontrollierter Auslösung, die
hier von einer Zündschnur
gebildet ist. Diese letztgenannte kann von einer Zündung in der
Art jener der für
die Airbags (eingetragene Marke) von Fahrzeugen verwendeten gebildet
sein.
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Das
Befestigungsstück 30 umfasst
zwei umgelegte Enden 38 und 40. Das Ende 38 begrenzt
eine Kerbe 42, in die ein Ende 44 der Blattfeder
eingreift. Ebenso umfasst das Ende 40 des Befestigungsstücks eine
Kerbe 46, in die ein Ende 48 der Blattfeder eingreift.
Diese letztgenannte ist ferner auf der Fläche des Befestigungsstücks durch
eine Befestigung 50 montiert. Daraus ergibt sich, dass
nach dem Zerbrechen der Befestigungsstücke die Enden dieser letztgenannten
miteinander durch das Federblatt verbunden sind, wie in 4 zu sehen
ist, wodurch ein Lösen
des Scheinwerfers von der Vorderfront verhindert wird.
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Es
wird nun auf 7 Bezug genommen, die ein Beispiel
eines komprimierbaren Blocks 16 mit relativ komplexer Form
zeigt, der dazu ausgeführt
ist, in einem Montageblock angeordnet zu werden und ein Stoßelement 10,
hier einen Scheinwerfer, aufzunehmen.
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In
dem Beispiel der 7 ist die Innenseite 24 des
komprimierbaren Elements 16 glatt. Im Falle der 8 hingegen
ist diese Innenseite mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 52 in
Kegelstumpfform versehen, die derart angeordnet sind, dass sie mit
dem Stoßelement 10 (hier
dem Gehäuse 18 des
Scheinwerfers) in Kontakt kommen und so die Kontaktfläche zwischen
dem komprimierbaren Element und dem Stoßelement begrenzen. Dies ermöglicht es,
den Stoß progressiv
zu dämpfen.
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Wie
in 9 zu sehen ist, haben die Vorsprünge 52 in
Kegelstumpfform eine Umdrehungsachse 54, die im Wesentlichen
auf der Innenseite 24 des komprimierbaren Elements 16 senkrecht
steht. Jeder der Vorsprünge 52 umfasst
eine große
Basis 56, die mit der Innenseite 24 des komprimierbaren Elements
verbunden ist, und eine kleine Basis 58, die mit dem Stoßelement 10,
hier mit dem Gehäuse 18 eines
Scheinwerfers, in Kontakt kommen kann.
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Die
kleine Basis besitzt vorzugsweise einen Durchmesser B von 10 bis
20 mm, die große
Basis einen Durchmesser A von ungefähr 2,5 Mal dem Durchmesser
B, und einen Höhe
C von 10 bis 30 mm. Im Bereich des Vorsprungs besitzt das komprimierbare
Element 16 eine Dicke D von 10 bis 100 mm.
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10 ist
analog zu 8. Sie zeigt dasselbe komprimierbare
Element 16, das den Scheinwerfer 10 aufnimmt.
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Die
Ausführungsart
der 11 ist sehr ähnlich
jener der 8. Der Hauptunterschied besteht hier
darin, dass die Vorsprünge 52,
die auch die Form eines Kegels aufweisen, jeweils eine zur Innenseite 24 geneigte
Achse haben, wobei die Neigung beispielsweise 45 Grad betragen kann.
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Die
Erfindung ist natürlich
für den
Schutz gegen die Stöße im Zusammenhang
mit anderen Stoßelementen,
seien es sichtbare oder verdeckte Elemente, anwendbar.