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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Patentanmeldung bezieht sich auf eine Fahrzeugstoßfängervorrichtung
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff
von Anspruch 9. Insbesondere bezieht sich die Patentanmeldung auf
eine Fahrzeugstoßfängervorrichtung,
die eine Aufprallfläche aufweist,
und ein Verfahren zum Aufwärts- und Einwärtsbewegen
eines Objekts in Bezug auf ein Fahrzeug bei einem Aufprall, mit
dem eine Aufprallfläche einer
am Fahrzeug angebrachten Fahrzeugstoßfängervorrichtung beaufschlagt
wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Zusammenstöße zwischen
sich bewegenden Fahrzeugen und Fußgängern finden zumeist an der
Front des Fahrzeugs statt. Für
Gewöhnlich
ist es der untere Teil des Körpers
der Fußgänger, der
zuerst getroffen und in der Folge Verformungskräften ausgesetzt wird. Beine
und Knie der Fußgänger werden
bei solchen Zusammenstößen selbst
bei niedrigen Geschwindigkeiten oftmals schwer verletzt. Darüber hinaus
besteht die Gefahr, dass die Fußgänger unter
das Auto geraten und überfahren
werden. Um die Verletzungen abzuschwächen, die Fußgänger im Falle
von Zusammenstößen erfahren,
haben Fahrzeughersteller eine Anzahl von verschiedenen Stoßfängervorrichtungen
entwickelt, die an der Front von Fahrzeugen angebracht werden sollen.
Stoßfängervorrichtung
zielen auch darauf ab, die Aufprallgeschwindigkeit auf ein anderes
Fahrzeug oder beispielsweise eine Mauer zu senken.
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Die
DE 21 27 411 beschreibt
eine Stoßfängervorrichtung,
die aus einem sogenannten Profilstrang besteht, der zumindest teilweise
in einem Kasten untergebracht ist. Der Profilstrang ist gekrümmt und
besitzt ein Scheitelteil, von dem sich eine erste Welle und eine
zweite Welle erstrecken. Eine Wulst eines Endes der ersten Welle
ist scharnierartig am Kasten befestigt, und eine Wulst eines Endes
der zweiten Welle ist in lösbarem
Kontakt mit dem Kasten. In einer unbelasteten Stellung ragt der
Profilstrang teilweise aus dem Kasten heraus und das Scheitelteil
ist dann in einem gewissen Abstand vom Kasten angeordnet. Bei einem
Aufprall kann sich der Strang um die scharnierartige Befestigung
drehen, wodurch die Wulst aus ihrer Stellung, in der sie mit dem
Kasten in Kontakt ist, herausgebracht werden kann, und wodurch sich
der Strang zumindest teilweise in den Kasten bewegen kann. Die Strecke,
die sich der Strang aus seiner unbelasteten Stellung und in den
Kasten bewegen kann, ist verhältnismäßig lang,
so dass die progressive Zunahme des Rückbildungsdrucks relativ gering
ist.
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Wenn
die Stoßfängervorrichtung
nach der
DE 21 27 411 an
einem Fahrzeug verwendet wird, muss allerdings eine bestimmte Axt
von Kasten am Fahrzeug angebracht werden. Die Erfordernis, die spezielle
Art von Kasten anzubringen, bringt es mit sich, dass sich die Stoßfängervorrichtung
nicht so einfach auf alle Fahrzeuge anwenden lässt und sie auch das Gesamterscheinungsbild
des Fahrzeugs beeinträchtigt.
Darüber
hinaus lenkt die Stoßfängervorrichtung
nach der
DE 21 27 411 das
mit einem Aufprall beaufschlagte Objekt nicht in irgendeine Richtung,
sondern wirkt nur zur Milderung eines Aufpralls, den ein durch einen
Aufprall beaufschlagtes Objekt erfährt.
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Man
geht davon aus, dass Fußgänger schwerer
verletzt werden, wenn ein Zusammenstoß mit einem Fahrzeug dazu führt, dass
sie zu Boden gestoßen
werden, als wenn sie durch eine Stoßfängervorrichtung nach oben auf
die Motorhaube gelenkt werden. Um die Verletzungen zu reduzieren,
ist es deshalb von Vorteil, dass eine Stoßfängervorrichtung einen getroffenen
Körper
bei einem Aufprall so frühzeitig
wie möglich
nach oben lenkt. Eine Stoßfängervorrichtung,
die einen getroffenen Körper
so lenkt, dass er nach oben auf die Motorhaube geworfen wird, ist
durch die
GB 2 321 624 aus
dem Stande der Technik bekannt. Diese bekannte Stoßfängervorrichtung
besitzt ein oberes Stoßfängerteil
mit einer Frontaufprallfläche
und ein unteres Stoßfängerteil
mit einer Dämpfervorrichtung
an der Vorderseite. Das obere und das untere Stoßfängerteil sind entweder verschiebbar
in Bezug aufeinander, oder sind zu einer Einheit zusammengefügt. Das
obere Stoßfängerteil ist
so angeordnet, dass es sich bei einem Aufprall auf die Aufprallfläche in eine
rückwärts gerichtete
Richtung verschiebt, und das untere Stoßfängerteil und die Dämpfervorrichtung
sind so angeordnet, dass sie sich in Bezug auf das sich bewegende
Auto in einer nach vorn gerichteten Richtung verschieben. In der Folge
lenkt die Stoßfängerbaugruppe
dann den getroffenen Körper
so, dass er in Bezug auf das sich bewegende Auto nach oben und hinten
auf die Motorhaube geworfen wird.
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Die
komplexe Beschaffenheit der vorstehend erwähnten Stoßfängervorrichtung mit vielen
Teilen, die bei Aufprallvorgängen
in Wechselwirkung treten, führt
zu einem komplexen Produktionsverfahren und zu der Gefahr, dass
die gesamte Funktion der Stoßfängervorrichtung
zusammenbricht, wenn eines der an der Wechselwirkung beteiligten
Teile beschädigt ist.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte
Fahrzeugstoßfängervorrichtung
und ein Verfahren bereitzustellen, um bei einem Aufprall eines Körpers auf
ein Fahrzeug dazu beizutragen, Verletzungen der Beine und Knie zu
reduzieren. Diese Aufgabe wird mittels der Fahrzeugstoßfängervorrichtung
nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und mittels eines
Verfahrens nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 9 erzielt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
aufgelistet.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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Im
Folgenden wird die Erfindung ausführlicher mit Bezug auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben:
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1 ist
eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Stoßfängervorrichtung,
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2 ist
eine Seitenansicht der Stoßfängervorrichtung
nach 1 nach einem Aufprall,
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Front eines Autos
zeigt, an der die Stoßfängereinrichtung
angebracht ist,
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4 ist
eine Seitenansicht der am Auto angebrachten Stoßfängervorrichtung nach 3,
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Stoßfängervorrichtung,
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6 ist
eine Draufsicht der Stoßfängervorrichtung
nach 5 nach einem Aufprall eines kleinen bzw. großen Objekts,
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7 ist
eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Stoßfängervorrichtung.
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Beschreibung
der Ausführungsformen
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Stoßfängervorrichtung 1 nach
der vorliegenden Erfindung. Die Stoßfängervorrichtung 1 umfasst
eine Aufprallfläche 2,
die das Frontteil der Stoßfängervorrichtung 1 darstellt
und an einem Fahrzeug 3 in einer nach vorne vorspringenden
Stellung angebracht werden soll. Bei Zusammenstößen, die an der Front des Fahrzeugs 3 auftreten,
ist es somit die Aufprallfläche 2,
die von dem in den Aufprall verwickelten Objekt getroffen wird.
Der Aufbau der Aufprallfläche 2 und
ihre Funktion im Falle eines Aufpralls zusammen mit anderen Teilen
der Stoßfängervorrichtung 1 sind
deshalb wichtig, um Verletzungen bzw. Schäden des in den Aufprall verwickelten
Objekts so weit wie möglich
zu reduzieren.
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In
der ersten Ausführungsform
der Erfindung ist die Aufprallfläche 2 wie
in 1 gezeigt in einem im Wesentlichen aufrechten
Zustand am Fahrzeug 3 befestigt, wodurch eine aufrechte
Front des Fahrzeugs 3 bereitgestellt wird. Man geht davon
aus, dass eine Aufprallfläche 2 mit
einem im Wesentlichen aufrechten Zustand im Vergleich zu einer schräggestellten
Aufprallfläche
zu einem frühzeitigeren
Beginn einer Aufwärtsdrehung
eines getroffenen Objekt führt.
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Die
Befestigung der Aufprallfläche 2 an
der Front des Fahrzeugs 3 wird über Anbringeinrichtungen 4 vermittelt,
die so angeordnet sind, dass sie sich bei Aufprallvorgängen in
Bezug auf das Fahrzeug 3, wenn sie daran angebracht sind,
nach oben und einwärts
bewegen. Die Anbringeinrichtungen 4 bewirken, dass sich
die Aufprallfläche 2 nach
oben und einwärts
bewegt, während
gleichzeitig der im Wesentlichen aufrechte Zustand beibehalten wird,
und tragen dadurch dazu bei, ein aufprallendes Objekt in eine nach
oben gerichtete Drehbewegung zu versetzen.
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In
der wie in 1 gezeigten Ausführungsform
der Stoßfängervorrichtung 1 umfassen
die Anbringeinrichtungen 4 zwei seitliche Anbringelemente 5,
die sich von der Aufprallfläche 2 in
einer seitlichen Richtung erstrecken, um die Aufprallfläche 2 seitlich mit
dem Fahrzeug 3 zu verbinden. Um für die Aufwärts- und Einwärtsbewegung
zu sorgen, sind die seitlichen Anbringelemente 5 so angeordnet,
dass sie in Bezug auf eine die Aufprallfläche 2 und das Fahrzeug 3 verbindende
Transversalebene geringfügig
nach unten geneigt sind. Die Abwärtsneigung
der seitlichen Anbringeinrichtungen 5 impliziert, dass sich
die Aufprallfläche 2 nur
nach oben drehen kann und trägt
deshalb auch dazu bei, zu verhindern, dass das aufgeprallte Objekt
unter dem Fahrzeug landet.
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Darüber hinaus
besitzen die Anbringeinrichtungen 4 distale Endteile 6, 7,
durch welche die Anbringeinrichtungen 4 mit der Aufprallfläche 2 verbunden
bzw. am Fahrzeug 3 befestigt sind. Die distalen Endteile 6, 7 weisen
auch Bereiche 8, 9 auf, die umklappbar sind und
eine Bewegung der seitlichen Anbringelemente 5 in Bezug
sowohl auf das Fahrzeug 3 als auch die Aufprallfläche 2 zulassen,
während
sie damit verbunden bzw. daran befestigt sind. Die Bereiche 8, 9,
die ein Umklappen zulassen, können
beispielsweise umklappbare Nute oder Einkerbungen umfassen, die
sich knicken lassen.
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Wie
zuvor erwähnt,
sind es oftmals die Beine und Knie, die im Falle eines Zusammenstoßes zwischen
einem sich in Fahrt befindlichen Fahrzeug 3 und einem Fußgänger schwer
verletzt werden. Es ist jedoch sehr wichtig, zu versuchen, die Knie
zu schützen,
weil es sich dabei um Körperteile
handelt, die sehr empfindlich auf eine Verletzung reagieren. Aus diesem
Grund besitzt die Aufprallfläche 2 eine
derartige Höhe
und ist in einer derartigen Höhe
am Fahrzeug 3 angebracht, dass ein kollidierendes Knie wahrscheinlich
auf die Aufprallfläche 2 auftrifft,
wobei das Knie vollständig
von der Aufprallfläche 2 abgedeckt
wird.
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Trifft
beispielsweise ein Bein eines Fußgängers bei einem Zusammenstoß zwischen
einem in Fahrt befindlichen Fahrzeug 3 und einem Fußgänger auf
die Aufprallfläche 2 auf,
wird die Kollisionsenergie dazu verwendet, die Aufprallfläche 2 in
Bezug auf das Fahrzeug 3 nach oben und einwärts zu bewegen und
dadurch das auftreffende Bein in Drehung nach oben und einwärts auf
die Motorhaube zu lenken. Solch eine Aufwärts- und Einwärtsbewegung
der Aufprallfläche 2 wird
durch die seitlichen Anbringelemente 5 vermittelt, die – ermöglicht durch
die umklappbaren Bereiche 8, 9 der distalen Endteile 6, 7 und
die Abwärtsneigung – bei einem
Aufprall nach oben und einwärts
drehen, während
die Aufprallfläche 2 gleichzeitig
in einem im Wesentlichen aufrechten Zustand gehalten wird. Eine
Seitenansicht der ersten Ausführungsform
der Stoßfängervorrichtung 1 nach
einem Aufprall ist in 2 gezeigt.
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Die 3 und 4 zeigen
eine erfindungsgemäße, an einem
Auto angebrachte Stoßfängervorrichtung
in einer perspektivischen bzw. Seitenansicht.
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5 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht eine alternative Ausführungsform
einer Stoßfängervorrichtung 10,
die einen Fußgängerschutz
und einen langsamen Aufprall auf beispielsweise eine Mauer oder
ein anderes Fahrzeug zusammenfasst. Die Stoßfängervorrichtung 10 umfasst
eine Aufprallfläche 11,
die das Frontteil der Stoßfängervorrichtung 10 bilden
und in einer nach vorne vorstehenden Stellung am Fahrzeug 3 angebracht
werden soll. Die Befestigung der Stoßfängervorrichtung 10 am
Fahrzeug 3 wird durch zwei seitliche Anbringelemente 12 vermittelt,
die sich in einer seitlichen Richtung vom oberen bzw. unteren Ende
der Aufprallfläche 11 erstrecken.
Die seitlichen Anbringelemente 12 besitzen distale Endteile 13,
bei denen es sich um Anbringstrukturen für die Stoßfängervorrichtung 10 handelt,
und die sich an der Front des Fahrzeugs 3 anbringen lassen.
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Darüber hinaus
sind die Aufprallfläche 11 und
die seitlichen Anbringelemente 12 mit Ausnahme der distalen
Endteile 13 der in 5 gezeigten
alternativen Ausführungsform
durch rippenartige Lamellen 14 gebildet, die in der Querrichtung
der Stoßfängervorrichtung 10 gleichmäßig beabstandet
sind. Jede Lamelle 14 erstreckt sich von einem distalen Endteil 13 zum
anderen und folgt deshalb dem Aufbau der Stoßfängervorrichtung 10 und
bildet ihn. Die Größe des Abstands
zwischen den Lamellen 14 sollte so klein wie möglich sein,
muss aber dafür
sorgen, dass die Lamellen 14 einander nicht beeinträchtigen, und
die Breite jeder Lamelle 14 sollte geeigneter Weise nicht
mehr als 50 mm betragen.
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Die
Stoßfängervorrichtung 10 besteht
vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, das verformbar ist. Die
Lamellen 14 sind unabhängig
voneinander verformbar, und die Verformung zum Fahrzeug 3 hin
findet dadurch statt, dass die Lamellen 14 zusammengedrückt werden.
Im Falle eines Aufpralls auf die Aufprallfläche 11 werden die
Lamellen 14 verformt, wodurch die Kollisionsenergie aufgenommen wird.
Die Anzahl der in Mitleidenschaft gezogenen Lamellen 14 und
der Verformungsgrad hängen
von der Fläche
des in den Aufprall verwickelten Objekts ab, die mit der Aufprallfläche 11 in
Berührung
kommt. Der Verformungsgrad hängt
von der Fläche
des in den Aufprall verwickelten Objekts ab, die mit der Aufprallfläche, d.h.
der Anzahl der in Mitleidenschaft gezogenen Lamellen 14,
in Berührung
kommt.
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Bei
einem Zusammenstoß mit
einem relativ kleinen Objekt, beispielsweise dem Bein eines Menschen,
werden nur ein paar Lamellen 14 in Mitleidenschaft gezogen.
In einem solchen Fall werden die in Mitleidenschaft gezogenen Lamellen 14 stark
verformt, weil der Bereich des Kontakts mit der Aufprallfläche 11 klein
ist und wenige Lamellen 14 die Kollisionsenergie aufnehmen
müssen.
Auf diese Weise wird ein relativ langer Bremsweg und eine langsame Abbremsung
des in den Aufprall verwickelten Objekts erzielt, und die durch
die Stoßfängervorrichtung 10 auf
das aufprallende Objekt ausgeübten
Kräfte werden
dann im Vergleich zu einem Stoßfänger, mit dem
eine schnelle Abbremsung erzielt wird, reduziert. Deshalb wirkt
die Stoßfängervorrichtung 10 bei Kollisionen
mit kleinen Objekten als weicher Stoßfänger. Eine Draufsicht einer
solchen Kollision ist in 6 gezeigt.
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6 zeigt
auch eine Draufsicht einer Kollision mit einem großen Objekt.
Falls ein verhältnismäßig großes Objekt,
beispielsweise ein anderes Fahrzeug oder eine Mauer, in eine Kollision
verwickelt ist, werden aufgrund der relativ großen Fläche des auf die Aufprallfläche 11 wirkenden
Kontakts mehrere Lamellen 14 in Mitleidenschaft gezogen.
Die Kollisionsenergie wird dann von mehreren Lamellen 14 aufgenommen,
was mit sich bringt, dass die Lamellen 14 nur geringfügig verformt
werden. Deshalb bremsen die verformten Lamellen 14 das
in den Aufprall verwickelte Objekt mit einem kurzen Bremsweg und
einer schnellen Abbremsung ab. Somit wirkt die Stoßfängervorrichtung 10 für große Objekte
als steifer Stoßfänger.
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Noch
eine weitere Ausführungsform
einer Stoßfängervorrichtung 15 ist
in 7 gezeigt. Diese Stoßfängervorrichtung 15 stellt
eine Kombination aus Stoßfängervorrichtung 1 und
Stoßfängervorrichtung 10 dar.
Die Stoßfängervorrichtung 15 ist
aus denselben Teilen aufgebaut wie die Stoßfängervorrichtung 1 und
umfasst eine Aufprallfläche 16,
die an der Front des Fahrzeugs 3 in einer nach vorne vorstehenden Stellung
angebracht werden soll. Darüber
hinaus umfasst die Stoßfängervorrichtung 15 Anbringeinrichtungen 17,
welche die Befestigung der Aufprallfläche 16 am Fahrzeug 3 vermitteln.
Die Anbringeinrichtungen 17 umfassen seitliche Anbringelemente 18,
die sich in einer seitlichen Richtung erstrecken, um die Aufprallfläche 16 mit
dem Fahrzeug 3 und distalen Endteilen 19, 20 seitlich
zu verbinden, die mit der Aufprallfläche 16 verbunden bzw.
am Fahrzeug 3 anbringbar sind. Die distalen Endteile 19, 20 umfassen umklappbare
Bereiche 21, 22, um eine Aufwärts- und Einwärtsbewegung
der seitlichen Anbringelemente 18 in Bezug auf das Fahrzeug 3 zuzulassen.
Die Aufwärts-
und Einwärtsbewegung
der seitlichen Anbringelemente 18 bei einem Aufprall wird
dadurch bereitgestellt, dass die seitlichen Anbringelemente 18 in Bezug
auf eine die Aufprallfläche 16 und
das Fahrzeug 3 verbindende Transversalebene nach unten geneigt
sind.
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Die
Aufprallfläche 16,
die distalen Endteile 19 und die seitlichen Anbringelemente 18 der
Stoßfängervorrichtung 15 bestehen
aus Lamellen 23, die auch zum Aufbau der Stoßfängervorrichtung 10 verwendet
werden. Die Lamellen 23 sind rippenartig und in der Querrichtung
der Stoßfängervorrichtung 15 regelmäßig beabstandet.
Alle Lamellen 23 erstrecken sich von einem der distalen
Endteile 20 zum anderen distalen Endteil 20, wodurch
sie der Struktur der Stoßfängervorrichtung
folgen und diese bilden. Darüber
hinaus sind die Lamellen 23 verformbar, und berührte Lamellen
werden bei Aufprallvorgängen
mit kleinen Objekten stark und bei Aufprallvorgängen mit großen Objekten
geringfügig
verformt. Auf diese Weise wirkt die Stoßfängervorrichtung 15 für kleine Aufprallobjekte
als weicher Stoßfänger und
für große Aufprallobjekt
als steifer Stoßfänger.
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Im
Falle einer Kollision der Stoßfängervorrichtung 15 mit
einem kleinen Objekt wird die Kollisionsenergie sowohl von den wenigen
berührten
Lamellen 23 aufgenommen, die dadurch relativ stark verformt
werden, als auch für
die Aufwärts-
und Einwärtsbewegung
der Aufprallfläche 16 verwendet,
um dazu beizutragen, das in den Aufprall verwickelte Objekt nach
oben und einwärts
zu drehen. Somit wirkt die Stoßfängervorrichtung 15 dann
sowohl als ein weicher Stoßfänger als
auch als Stoßfänger, der
das Aufprallobjekt daran hindert, unter das Fahrzeug 3 zu geraten.
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Bei
Kollisionen der Stoßfängervorrichtung 15 mit
einem großen
Objekt wird die Kollisionsenergie teilweise durch die mehreren berührten Lamellen 23 aufgenommen
und teilweise dazu verwendet, die Aufprallfläche 16 nach oben zu
drehen. Deshalb wirkt die Stoßfängervorrichtung 15 dann
sowohl als steifer Stoßfänger, als
sie auch dazu beiträgt,
die Aufprallfläche 16 nach
oben zu drehen.
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Die
Erfindung soll nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt
werden, sondern lässt
sich vielmehr im Rahmen der beigefügten Ansprüche abwandeln.