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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
der ein wenigstens eine Lichtquelle umschließendes und an einer Karosserie
befestigtes Gehäuse
umfasst.
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Bekanntermaßen spielen
Scheinwerfer aufgrund ihrer räumlichen
Anordnung eine große
Rolle für
die passive Sicherheit der Fahrzeuge, da es häufig vorkommt, dass bei einem
Unfall, in den ein Fußgänger verwickelt
ist, Letzterer gegen einen der Scheinwerfer des Fahrzeugs prallt.
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Im
Fall eines erwachsenen Fußgängers mittlerer
Größe ist die
Hüfte der
Körperteil,
der direkt mit dem Scheinwerfer in Kontakt kommt, was schwerwiegende
Folgen für
die Funktion der unteren Gliedmaßen haben kann.
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Im
Fall eines Kindes ist es der Kopf, der gegen den Scheinwerfer stößt. Auf
die möglichen
Folgen muss hier nicht im Einzelnen eingegangen werden.
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Bereits
seit geraumer Zeit haben die Hersteller, die sich dieser Probleme
bewusst sind, Lösungen vorgeschlagen,
die darauf abzielen, die von Fußgängern bei
einem Zusammenstoß mit
einem Scheinwerfer erlittenen Verletzungen zu mindern.
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Insbesondere
kann auf das französische
Patent FR-2 501 334 oder das entsprechende amerikanische Dokument
US-4,475,148 verwiesen werden.
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Es
kann ferner auf die unter der Nummer DE-100 30 373 veröffentlichte
deutsche Patentanmeldung verwiesen werden.
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Weiterhin
sind die Dokumente
FR 2 789 028 ,
FR 2 781 736 ,
EP 1 059 200 ,
EP 0 620 137 und
EP 1 127 739 bekannt, die alle verschiedene
Arten der Anpassung der Konstruktion des Scheinwerfers selbst oder
der Mittel zur mechanischen Verbindung des Scheinwerfers mit dem
Fahrzeug, in das dieser eingebaut ist, betreffen, um die bei einem
Stoß freigesetzte
Energie insbesondere durch einen örtlichen mechanischen Bruch
im Bereich des Gehäuses,
der Scheibe oder der Verbindung mit der Karosserie aufzunehmen.
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Ein
Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ist aus der
FR 2
781 736 bekannt.
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Die
in diesen Dokumenten beschriebenen Lösungen schlagen vor, elastische
Mittel zwischen dem Scheinwerfer und der Struktur des Fahrzeugs einzufügen, um
einen Teil der Energie des Stoßes aufzunehmen.
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Diese
Lösungen
mögen einen
gewissen kommerziellen Erfolg erzielt haben, sie weisen aber dennoch
gewisse Nachteile auf.
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Zum
einen ist die Sicherheit, die sie gegenüber dem Fußgänger bieten, verbesserungsfähig, insbesondere
in Anbetracht der neuen Standards auf dem Gebiet der passiven Sicherheit,
die von Einrichtungen wie dem EEVC (European Enhanced Vehicle-Safety
Committee) oder dem Euro NCAP (European New Car Assessment Programme)
definiert wurden.
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Zugegebenermaßen enthalten
diese Standards, die direkt bei diesen Einrichtungen eingesehen
werden können, äußert strenge
Anforderungen.
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Zum
anderen sind die bekannten Lösungen ziemlich
komplex und setzen in den meisten Fällen eine tiefgreifende Änderung
des allgemeinen Aufbaus des Scheinwerfers voraus, was relativ umfangreiche
personelle, technische und finanzielle Mittel erfordert und mit
Entwicklungszeiten verbunden ist, die mit den Anforderungen der
Automobilhersteller oft nicht vereinbar sind.
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Außerdem zeichnen
sich die bekannten Scheinwerfer durch einen relativ großen Raumbedarf aus,
was mit den Platzverhältnissen
im Motorraum von kompakten Fahrzeugen, die die größten Marktanteile
repräsentieren,
möglicherweise
nicht vereinbar ist.
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Die
Erfindung zielt insbesondere darauf ab, die vorstehend genannten
Nachteile der bekannten Scheinwerfer zu beheben und die für die passive
Sicherheit geltenden neuen Standards zu erfüllen, indem sie einen Scheinwerfer
vorschlägt,
der kompakt ist, sich zugleich durch einen relativ einfachen Aufbau
auszeichnet und die Sicherheit der Fußgänger im Fall eines Zusammenstoßes erhöht, während er gleichzeitig
die üblichen
beleuchtungstechnischen und stilistischen Anforderungen erfüllt.
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Hierzu
schlägt
die Erfindung einen Kraftfahrzeugscheinwerfer vor, wie er im Anspruch
1 definiert ist.
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Unter
einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer
ist im allgemeineren Sinn jede Beleuchtungs-/Signalgebungseinrichtung
für Fahrzeuge
zu verstehen.
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Auf
diese Weise ist es nicht notwendig, die Struktur des Scheinwerfers
grundlegend zu ändern, was
substanzielle Einsparungen ermöglicht.
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Ferner
entspricht der Raumbedarf eines derartigen Scheinwerfers dem eines
herkömmlichen Scheinwerfers
ohne Energieaufnahmemittel.
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Es
ist möglich,
die Energieaufnahme zu optimieren, indem die Verbindungsmittel mit
wenigstens einem vordefinierten Bruchbereich oder vorzugsweise einer
Aufeinanderfolge von vordefinierten Bruchbereichen ausgestattet
werden, die bei einem auf den Scheinwerfer ausgeübten Stoß nacheinander zu brechen vermögen, wobei
diese Bereiche insbesondere aneinander angrenzen.
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Vorzugsweise
sind die zerbrechbaren Teile geeignet, den wesentlichen Teil der
durch den Stoß erzeugten
Energie aufzunehmen.
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Erfindungsgemäß können die
Verbindungsmittel ein Befestigungsorgan umfassen, das unter der
Einwirkung eines auf den Scheinwerfer ausgeübten Stoßes zu reißen vermag.
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Dieses
Befestigungsorgan weist zum Beispiel zwei Teile auf, die am Gehäuse bzw.
an der Karosserie befestigt sind, wobei die Teile durch eine Reihe
zerbrechbarer Brücken
verbunden sind, die unter der Einwirkung eines Zugs, der auf eines
der Teile ausgeübt
wird, zu brechen vermögen.
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Gemäß einer
Ausführungsart
sind die zwei Teile durch zwei parallele Reihen zerbrechbarer Brücken verbunden.
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Darüber hinaus
kann das Gehäuse
Mittel zum Führen
seiner eigenen Verlagerung in Bezug auf die Karosserie beim Bruch
der zerbrechbaren Brücken
aufweisen. Diese Führungsmittel
bilden beispielsweise eine Drehverbindung zwischen dem Gehäuse und
der Karosserie.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung dient die nun folgende Beschreibung, die lediglich
als Beispiel angeführt
wird und sich auf die beigefügten Zeichnungen
bezieht, in denen:
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1 ein
geschnittener schematischer Aufriss eines Kraftfahrzeugscheinwerfers
ist, der mit zerbrechbaren Mitteln zum Verbinden des Gehäuses mit der
Karosserie des Fahrzeugs gemäß einer
ersten Ausführungsart
versehen ist, bei der diese Mittel ein Abstandsstück umfassen,
das mit einer Reihe von Kragen versehen ist, die unter der Einwirkung
eines auf den Scheinwerfer ausgeübten
Stoßes
nacheinander zu brechen vermögen;
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2 ein
geschnittener detaillierter Aufriss ist, der den Scheinwerfer aus 1 teilweise
zeigt, wobei das – noch
intakte – Abstandsstück zwischen dem
Gehäuse
des Scheinwerfers und der Karosserie eingefügt ist;
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3 eine
zu 2 analoge Ansicht ist, die den Scheinwerfer bei
einem Stoß zeigt,
wobei das Gehäuse
die Kragen des Abstandsstücks
nacheinander zerbricht;
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4 eine
teilweise geschnittene perspektivische Ansicht ist, die einen mit
zerbrechbaren Mitteln zum Verbinden mit einer Karosserie ausgestatteten
Scheinwerfer gemäß einer
zweiten Ausführungsart
zeigt, bei der diese Mittel eine Reihe von Anschlägen umfassen,
die von einer Gleitschiene verlängert werden,
in der eine bewegliche Klammer angebracht ist, die die Anschläge bei einem
auf den Scheinwerfer ausgeübten
Stoß nacheinander
zu zerbrechen vermag;
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5 ein
geschnittener Teilaufriss des Scheinwerfers aus 4 längs der
Schnittebene V-V ist;
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6 eine
zu 5 analoge Ansicht ist, die den Scheinwerfer bei
einem Stoß zeigt,
wobei das Ende der beweglichen Klammer die Anschläge nacheinander
zerbricht;
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7 eine
teilweise geschnittene perspektivische Ansicht ist, die einen Scheinwerfer
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit zerbrechbaren Mitteln zum Verbinden des Gehäuses des
Scheinwerfers mit einer Karosserie gemäß einer dritten Ausführungsart zeigt,
bei der diese Mittel ein zerreißbares
Befestigungsorgan umfassen;
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8 ein
geschnittener Aufriss des Scheinwerfers aus 7 ist;
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9 eine
zu 8 analoge Ansicht ist, die einen Scheinwerfer
bei einem Stoß zeigt,
der das Reißen
des Organs zum Befestigen des Gehäuses an der Karosserie bewirkt;
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10 eine
perspektivische Darstellung ist, die einen Scheinwerfer gemäß einer
dritten Ausführungsart
zeigt, der an der Karosserie des Fahrzeugs mit Hilfe eines funktionellen
Organs angebracht ist.
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14 bis 17 Ansichten
einer erfindungsgemäßen Variante
sind: 14 ist eine Ansicht einer zerbrechbaren,
zerreißbaren
Befestigungsklammer, 15 ist eine Ansicht einer anderen
zerbrechbaren, zerreißbaren
Klammer, 16 ist eine Ansicht einer zerreißbaren Klammer
des Gehäuses,
nachdem die Klammer dem Zugversuch ausgesetzt wurde, 17 ist
eine graphische Darstellung der Ergebnisse der Versuche 1 bis 3,
die an Scheinwerfergehäusen
ausgeführt
wurden, die mit zerreißbaren
Klammern gemäß 7 (Versuch
Nr. 2) und 15 (Versuch Nr. 3) ausgestattet
sind, und mit einem Scheinwerfer mit Standardklammern, Referenzbeispiel
(Versuch Nr. 1).
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11 bis 13 drei
Varianten gemäß einer
vierten Ausführungsart
sind, bei denen zudem ein komprimierbares Material verwendet wird.
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Die
erste, zweite, dritte und vierte Ausführungsart gemäß 1 bis 6 und 11 bis 13 sind
nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 1. Dieser Scheinwerfer 1 umfasst
ein Gehäuse 2,
das eine gewisse Anzahl interner Bauteile umschließt, darunter
eine Lichtquelle 3 und ein Reflektor 4, der dazu
bestimmt ist, das von der Lichtquelle 3 ausgestrahlte Licht
zu streuen.
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Der
Scheinwerfer 1 umfasst ferner eine transparente Scheibe 5,
die an dem Gehäuse 2 angebracht
ist, das sie in der Art eines Deckels verschließt, um die internen Bautei le 3, 4 zu
schützen und
gleichzeitig das von der Lichtquelle 3 ausgestrahlte Licht
durchzulassen.
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Das
Gehäuse 2 ist
an einem Chassis 6 befestigt, das in die Karosserie des
Fahrzeugs integriert ist. Bei einem Frontalzusammenstoß mit einem
Hindernis wie etwa einem Fußgänger, prallt
dieser gegen die Scheibe 5 und drückt dabei den Scheinwerfer 1 ein.
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Um
insbesondere die von dem Fußgänger erlittenen
Verletzungen zu begrenzen, umfasst der Scheinwerfer 1 Mittel,
die wenigstens einen Teil der Energie des Stoßes aufzunehmen vermögen und von
zerbrechbaren Mitteln 7 zum Verbinden des Gehäuses 2 mit
dem Chassis 6 gebildet sind. Wie im Folgenden noch zu sehen
sein wird, umfassen diese Verbindungsmittel 7 wenigstens
eine vordefinierte Bruchzone.
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Für die Verbindungsmittel 7 kommen
mehrere Ausführungsarten
in Frage.
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Gemäß einer
in 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsart
umfassen die Verbindungsmittel 7 ein (annähernd ringförmiges)
Abstandsstück 8,
welches zwischen dem Gehäuse 2 und
dem Chassis 6 eingefügt
ist.
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Genauer
gesagt ist das Gehäuse 2 mit überstehenden
Klammern 9 versehen, mit denen es an dem Chassis 6 befestigt
ist. Jede Klammer 9 wird von einer Bohrung 10 durchquert,
in die eine Schraube 11 eingeführt ist, deren Kopf 12 an
der Klammer 9 über eine
Scheibe 13 zur Anlage kommt, die die Funktion eines Abstandsstücks erfüllt, wobei
die Schraube 11 ferner in eine dünne Wand des Chassis 6 eingreift, wobei
eine Mutter 14 auf der anderen Seite der Wand des Chassis 6 auf
die Schraube aufgeschraubt ist, um die gesamte Einheit festzuspannen.
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Wie
aus den 2 und 3 zu erkennen ist,
wird die Scheibe 13 von einem Kragen eines Rotationsteils 15 mit
T-förmigem
Querschnitt gebildet, das zum Stabilisieren des Aufbaus eine zylindrische Hülse 16 umfasst,
in die der Schraubenkörper
eingeführt
und auf die das Abstandsstück 8 aufgesteckt
ist.
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Dieses
umfasst einen Schaft 17, der ein erstes zylindrisches Endstück 18,
mit dem der Schaft 17 in die Bohrung 10 der Klammer 9 eingeführt ist,
und ein entgegengesetztes zweites zylindrisches Endstück 19 aufweist,
mit dem der Schaft 17 an dem Chassis 6 zur Anlage
kommt.
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Der
Schaft 17 weist ferner zwischen seinen Endstücken 18 und 19 ein
Zwischenstück 20 auf,
an dem eine Reihe gleichmäßig voneinander
beabstandeter kreisförmiger
Ringe oder Kragen 21a, 21b, 21c radial übersteht.
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Die
Anzahl der Kragen 21a, 21b, 21c, die hier
drei beträgt,
liegt vorzugsweise zwischen zwei und fünf. Eventuell könnte jedoch
auch ein einziger Kragen bei Stößen schwachen
Ausmaßes
ausreichen.
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Wie
in 2 dargestellt, wird der an das erste Endstück 18 angrenzende
Kragen 21a gegen die Klammer 9 gedrückt, die
auf diese Weise zwischen die Scheibe 13 und den Kragen 21a eingespannt
ist, wenn die Montage ausgeführt
ist.
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Solange
auf den Scheinwerfer 1 kein Stoß ausgeübt wird, ist das Gehäuse 2 auf
diese Weise starr an dem Chassis 6 befestigt, wobei es
von dem Abstandsstück 8 in
einem konstanten Abstand zu diesem gehalten wird.
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Dieser
Abstand wird konstant gehalten, solange die vom Gehäuse 2 auf
den Kragen 21a ausgeübte
Kraft einen vordefinierten Schwellenwert nicht überschreitet, der von der Dicke
des Kragens 21a und der Art des für das Abstandsstück 8 gewählten Materials
abhängt,
das hier aus einem metallischen Material wie zum Beispiel einem
Stahl ausgeführt
ist.
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Um
einen Richtwert zu nennen, beträgt
die Länge
des Zwischenstücks 20 mit
den Kragen 21A, 21B, 21C 20 mm bis 150
mm und vorzugsweise 20 mm bis 50 mm. Diese Längenangabe kann sich allgemeiner
auf die Aufeinanderfolge von zerbrechbaren Teilen sämtlicher
Ausführungsarten
beziehen, die im vorliegenden Text beschrieben werden.
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Wenn
bei einem auf den Scheinwerfer 1 ausgeübten Stoß die vom Gehäuse 2 auf
den Kragen 21a ausgeübte
Kraft diesen Schwellenwert überschreitet,
führt die
Anlage der Klammer 9 an dem Kragen 21a zum Auftreten
einer Scherspannung an der Verbindungsfläche zwischen diesem und dem Schaft 17,
die das Abreißen
des Kragens 21a (vgl. 3) bewirkt,
dessen Bruch wenigstens einen Teil der Energie des Stoßes aufnimmt.
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Wenn
die Restenergie ausreicht, wiederholt sich diese Situation beim
folgenden Kragen 21b, gegen den der soeben gebrochene und
von dem Gehäuse 2 in
Richtung des Chassis 6 mitgerissene Kragen 21a stößt, so dass
wenigstens ein Teil der Restenergie ebenfalls aufgenommen wird.
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Der
sukzessive Bruch der Kragen 21a, 21b, 21c erfolgt
unter dem Druck des Gehäuses 2,
bis die gesamte Energie des Stoßes
aufgenommen wurde oder aber bis alle Kragen 21a, 21b, 21c gebrochen sind.
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Im
Fall eines Stoßes
weicht der Scheinwerfer 1 also diskret, das heißt schrittweise,
in Richtung des Chassis 6 zurück.
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Um
das Energieaufnahmevermögen
des Abstandsstücks 8 zu
erhöhen,
genügt
es, die Anzahl der Kragen 21a, 21b, 21c zu
erhöhen.
Die Vervielfachung der Kragen bringt indessen eine Verlängerung des
Abstandsstücks 8 und
damit ein Nachlassen des Haltevermögens des Gehäuses 2 am
Chassis 6 mit sich. Im vorliegenden Fall wurde ein metallisches
Abstandsstück 8 mit
drei Kragen 21a, 21b, 21c gewählt, das
ein hohes Energieaufnahmevermögen
aufweist und gleichzeitig eine ausreichend starre Befestigung des
Gehäuses 2 an
dem Chassis 6 gewährleistet.
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Natürlich ist
die Widerstandsfähigkeit
der dünnen
Wand (Blech) des Chassis 6 deutlich höher als die der Kragen 21A, 21B, 21C,
so dass bei deren Bruch das Chassis 6 intakt bleibt. So
weist das Blech vorzugsweise eine ausreichende Starrheit auf, damit die
Bruchkräfte
der zerbrechbaren Teile gemäß dieser
Ausführungsart
(sowie der im vorliegenden Text beschriebenen anderen Ausführungsarten)
deutlich kleiner bleiben als die des Blechs: Auf diese Weise wird
verhindert, dass sich das Blech verformt, bevor die zerbrechbaren
Teile brechen. Erforderlichenfalls kann das Blech versteift werden,
insbesondere durch Rippen. Es handelt sich also um eine lokale mechanische
Verstärkung.
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Gemäß einer
in 4 bis 6 dargestellten zweiten Ausführungsart
weist der Scheinwerfer 1 wenigstens eine und beispielsweise
zwei angesetzte Klammern 22 zur Befestigung des Gehäuses 2 an dem
Chassis 6 auf, die durch Zuschneiden und Biegen eines Metallblechs
ausgeführt
sind.
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Die
bzw. jede Befestigungsklammer 22 umfasst zum einen ein
Basisteil 23, mit dem sie an dem Gehäuse 2 angebracht ist.
Diese Basis 23 umfasst zwei parallele Schenkel 24, 25,
die durch einen zu ihnen senkrechten Steg 26 derart verbunden
sind, dass die Basis 23 ein U-förmiges Profil aufweist.
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Die
Befestigungsklammer 22 umfasst zum anderen ein Klammerende 27,
das sich zwischen den Schenkeln 24 und 25 erstreckt,
an den Steg 26 anschließt und abgewinkelt ist, um
bezüglich
der Basis 23 derart überzustehen,
dass die Befestigungsklammer 22 einen H-förmigen Querschnitt
aufweist.
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Die
Klammer 27 ist am Chassis 6 mit Hilfe einer Befestigungsschraube
befestigt, die eine in der Klammer 27 ausgesparte Bohrung 28 durchquert
und in das Chassis 6 eingreift.
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Das
Gehäuse 2 umfasst
ferner zwei überstehende
Längsrippen 29, 30,
die durch eine Reihe von parallelen Zwischenwänden 31a, 31b, 31c, 31d verbunden
sind, die sich in gleichmäßigen Abständen in Querrichtung
erstrecken. Die Rippen 29, 30 sind jenseits der
Zwischenwände 31a bis 31d durch
zwei parallele Schienen 32, 33 mit einem Querschnitt
in Form eines umgekehrten L verlängert,
wie dies in 4 zu erkennen ist, wo eine der
Schienen 32 in Form eines Teilschnitts dargestellt ist.
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An
der Verbindungsfläche
der Schienen 32, 33 und der Rippen 29, 30 sind
zwei Absätze 34, 35 vorgesehen,
die Klauen bilden, deren Funktion im Folgenden noch erläutert wird.
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Die
Schienen 32, 33 bilden zusammen eine Gleitschiene 36,
in die die Befestigungsklammer 22 in Längsrichtung eingeführt ist.
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Die
Gleitschiene 36 bildet zusammen mit der äußeren Zwischenwand 31a,
das heißt
der Zwischenwand 31a, die neben den Schienen 32, 33 angeordnet
ist, eine Aufnahme 37, in der die Klammer 22 aufgenommen
wird, deren Schenkel 24, 25 jeweils an ihrem dem
Steg 26 entgegengesetzten Ende mit einem seitlich überstehenden
Zapfen 38 ausgestattet sind, der mit einer Schiene 32, 33 gleitend
zusammenzuwirken vermag, wobei die Befestigung der Klammer 22 an
dem Gehäuse 2 durch
die Klauen 34, 35 ergänzt wird, die mit den Schenkeln 24, 25 gleitend
zusammenwirken.
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Solange
auf den Scheinwerfer 1 kein Stoß ausgeübt wird, bleibt die Klammer 22 im
Wesentlichen bewegungslos in ihrer Aufnahme 37, wobei der Steg 26 gegen
die Endzwischenwand 31a gedrückt ist, die auf diese Weise
einen Halteanschlag für
die Klammer 22 bildet.
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Diese
Situation bleibt unverändert,
solange die Klammer 22 auf die äußere Zwischenwand 31a keine
Druckkraft ausübt,
die einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet, der von der Dicke
der Zwischenwand 31a abhängig ist.
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Bei
einem auf den Scheinwerfer 1 ausgeübten Stoß weicht das Gehäuse unter
dem von dem Hindernis ausgeübten
Druck zurück,
während
die am Chassis 6 befestigte Klammer 22 dazu neigt,
ihre Position beizubehalten.
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Wenn
die Kraft, die – als
Reaktion auf die von dem Gehäuse 2 ausgeübte Druckkraft – von der Klammer 22 auf
die Zwischenwand 31a ausgeübt wird, den vordefinierten
Schwellenwert während
des Stoßes überschreitet,
bewirkt der an der Zwischenwand 31a anliegende Steg 26 deren
Bruch, wobei dieser Bruch wenigstens einen Teil der Energie des Stoßes aufnimmt.
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Wenn
die Restenergie ausreichend ist, wiederholt sich diese Situation
nacheinander bei der oder den folgenden Zwischenwänden 31b, 31c, 31d, gegen
die die Klammer 22 stößt, bis
die gesamte Energie des Stoßes
aufgenommen wurde oder aber bis sämtliche Zwischenwände 31a, 31b, 31c, 31d gebrochen
sind.
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So
gleitet die während
des Stoßes
bewegliche Klammer 22 in der Gleitschiene 36 bezüglich des Gehäuses 2 in
diskreter Weise, das heißt
schrittweise. Mit anderen Worten weicht das Gehäuse 2 in Bezug auf
das Chassis 6 diskret zurück.
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Ebenso
wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsart kann das Energieaufnahmevermögen der
Verbindungsmittel 7 durch eine Veränderung der Anzahl der Zwischenwände 31a, 31b, 31c, 31d angepasst
werden.
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Wie
in 7 bis 9 und 14 bis 17 dargestellt,
umfassen die Verbindungsmittel 7 erfindungsgemäß wenigstens
ein und zum Beispiel zwei Befestigungsorgane 39, die unter
der Einwirkung eines auf den Scheinwerfer 1 ausgeübten Stoßes zu reißen vermögen.
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Das
bzw. jedes Befestigungsorgan 39, das in Form einer einteiligen
Klammer durch Zuschneiden und Biegen eines Metallblechs ausgeführt ist,
umfasst ein am Gehäuse 2 befestigtes
Basisteil 40 sowie eine Klammer 41 zur Befestigung
am Chassis 6, wobei die Klammer 41 mit der Basis 40 durch
eine Reihe 42 zerbrechbarer Brücken verbunden ist, die unter
der Einwirkung eines von der Basis 40 oder von der Klammer 41 ausgeübten Zugs
zu brechen vermögen.
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Wie
in 7 zu erkennen ist, umfasst die im Wesentlichen
flache Basis 40 zwei parallele Längsflügel 43, 44,
die, um das Befestigungsteil 39 auf dem Gehäuse zu halten,
jeweils mit zwei parallelen Schienen 45, 46 zusammenwirken,
die über
das Gehäuse 2 überstehen
und jeweils einen Querschnitt in Form eines umgekehrten L aufweisen.
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Die
Klammer 41 weist ein U-förmiges Profil auf und umfasst
zwei im Wesentlichen parallele Schenkel 47, 48,
von denen sich ein erster Schenkel 47 in Längsrichtung
in der Ebene der Basis 40 zwischen den Flügeln 43, 44 erstreckt,
mit denen er beiderseits durch zwei parallele Reihen 42 zerbrechbarer
Brücken 42a bis 42d verbunden
ist, während
der zweite Schenkel 48 sich parallel und lotrecht zum ersten
Schenkel 47 erstreckt, mit dem er durch einen gebogenen
Steg 49 verbunden ist, der über die Ebene der Basis 40 entgegengesetzt
zum Gehäuse 2 übersteht.
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Dieser
zweite Schenkel 48 wird von einer Bohrung 50 zum
Durchführen
einer Schraube durchquert, die in das Chassis 6 eingreift,
um die Befestigung der Klammer 22 an diesem zu gewährleisten.
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Wie
in 8 und 9 zu erkennen ist, ist das Befestigungsteil 39 an
einer oberen Wand 51 des Gehäuses 2 befestigt,
wobei die Basis 40 zwischen den Schienen 45, 46 aufgenommen
wird und gegen eine quer gerichtete Anschlagfläche 52 stößt, die
von einem vorderen Rand 53 des Gehäuses 2 gebildet wird,
der geformt ist, um eine Schürze 54,
mit der die Scheibe 5 versehen ist, durch Einfügung aufzunehmen.
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Wie
ebenfalls in 8 und 9 zu erkennen
ist, ist das Gehäuse 2 an
der dem Befestigungsteil 39 entgegengesetzten Seite am
Chassis 6 mit Hilfe einer Drehverbindung 55 angelenkt,
die von zwei Rippen 56, 57 gebildet ist, von denen
eine Rippe 56 über
eine untere Wand 58 des Gehäuses 2 übersteht und
die andere Rippe 57 über
das Chassis 6 übersteht,
wobei diese Rippen 56, 57 wechselseitig durch Drehung
mittels einer Querachse 59, die sie gemeinsam durchquert,
zusammenwirken.
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Solange
auf den Scheinwerfer 1 kein Stoß ausgeübt wird, bleibt das Befestigungsteil 39 intakt und
gewährleistet
eine starre Verbindung des Gehäuses 2 mit
dem Chassis 6.
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Diese
Situation bleibt unverändert,
solange die Zugkraft, die auf die zerbrechbaren Brücken 42a bis 42d von
der Klammer 41 und der Basis 40 ausgeübt wird,
die dazu neigen, sich voneinander zu entfernen, einen vordefinierten
Schwellenwert nicht überschreitet,
der vom Querschnitt der zerbrechbaren Brücken 42a bis 42d abhängig ist.
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Bei
einem auf den Scheinwerfer 1 ausgeübten Stoß weicht das Gehäuse 2 unter
dem von dem Hindernis ausgeübten
Druck zurück
und neigt dabei dazu, sich um seine Drehachse 59 zu drehen.
Während
die Basis 40 dem Gehäuse 2 in
seiner Bewegung folgt, bleibt die Klammer 41 am Chassis 6 befestigt.
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Die
ersten zerbrechbaren Brücken 42a brechen,
sobald die bei dem Stoß auf
sie ausgeübte Zugkraft
den vordefinierten Schwellenwert überschreitet, wobei dieser
Bruch wenigstens einen Teil der Energie des Stoßes aufnimmt (9).
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Wenn
die Restenergie ausreicht, wiederholt sich diese Situation nacheinander
bei den zerbrechbaren Brücken 42b bis 42d,
wobei sich die Klammer 41 nach und nach von der Basis 40 löst, bis
die gesamte Energie des Stoßes
aufgenommen wurde oder aber bis alle zerbrechbaren Brücken 42a bis 42d gebrochen
sind.
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Das
Zurückweichen
des Scheinwerfers 1 in Bezug auf das Chassis 6 erfolgt
auch hier diskret.
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Die
präzise
Führung
des Gehäuses 2 bezüglich des
Chassis 6 mit Hilfe der Drehverbindung 55 ermöglicht eine
gleichmäßige Verteilung
der auf die beiden parallelen Reihen 42 zerbrechbarer Brücken ausgeübten Zugkraft
und gewährleistet
auf diese Weise eine optimale Aufnahme der Stoßenergie.
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Ebenso
wie bei den beiden vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsarten
ist es möglich, das
Energieaufnahmevermögen
der Verbindungsmittel 7 durch eine Veränderung der Anzahl der zerbrechbaren
Brücken 42a bis 42d des
Befestigungsorgans 39 anzupassen.
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Damit
das Teil 39 seine Funktion voll und ganz erfüllen kann,
ist außerdem
darauf zu achten, dass die Bruchkraft des Gehäuses 2 in der Umgebung
des Teils 39 größer ist
als dessen Bruchkraft. Das Gehäuse 2 kann
beispielsweise im Befestigungsbereich des Teils 39 verstärkt sein
(zum Beispiel durch Rippen auf der Innen- oder Außenwand des
Gehäuses
oder durch Verwendung einer Gleitschiene, die ebenfalls, beispielsweise
auch durch Rippen, versteift ist).
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Obgleich
der Scheinwerfer 1 gemäß der eben
beschriebenen Ausführungsart
drehbar um eine unter dem Scheinwerfer 1 angeordnete Achse gelagert
ist, ist es ferner möglich,
die Anordnung der Befestigungsmittel 7 und der Drehachse
derart umzukehren, dass der Scheinwerfer 1 sich in die
andere Richtung dreht. Diese beiden Montageanordnungen können insbesondere
in Abhängigkeit
von der Höhe des
Fahrzeugs ausgewählt
werden, um den Stoß optimal
zu dämpfen,
vor allem, wenn es sich um einen Zusammenprall mit einem Fußgänger handelt.
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14 zeigt
eine abgewandelte Ausführungsart
der in 7 beschriebenen zerreißbaren Verbindungsklammer:
Auch hier sind aufeinander folgende zerbrechbare Brücken 42a', 42d' vorhanden, die
Zugkraft, der die Befestigungsklammer ausgesetzt ist, wird jedoch
auf eines ihrer Enden ohne die Rückwärts-/Abrollbewegung
eines Teils der Klammer 41 ausgeübt. Die zerbrechbaren Brücken umfassen vorzugsweise
Bereiche 70a, b, c mit geringerem Querschnitt: Es sind
diese Bereiche, die bei dem Stoß unter
der Einwirkung des Zugs, der von der Rückwärtsbewegung des Gehäuses in
Bezug auf die Karosserie ausgeübt
wird, nacheinander brechen. Man verfügt auf diese Weise über eine
zerreißbare Klammer,
die ein Materialband mit breiten Aussparungen in ihrem mittleren
Teil aufweist, wodurch zwei parallele Reihen zerbrechbarer Brücken entstehen. Die
Aussparungen können
verschiedene geometrische Formen wie beispielsweise eine quadratische, rechteckige,
runde oder ovale Form aufweisen. Diese verschiedenen Formen können auch
bei den in 7 dargestellten Klammern verwendet
werden.
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15 zeigt
eine weitere abgewandelte Ausführungsart
der in 7 beschriebenen zerreißbaren Verbindungsklammer:
Zur Vereinfachung zeigt die Figur nur die Hälfte der zerreißbaren Klammer, wobei
die vollständige
Klammer also auch eine andere Hälfte
des Teils 41' und
einen Teil 40'' umfasst, der zu
dem Teil 40' in
Bezug auf den mittleren Teil 41' symmetrisch ist. Bei dieser Ausführungsart
gibt es keine zerbrechbaren Brücken
mehr, die nacheinander brechen, sondern einen fortschreitenden Riss entlang
der beiden Einschnitte 42' (es
ist nur ein Einschnitt dargestellt, da nur die Längshälfte der Klammer dargestellt
ist). Im Sinne der Erfindung ist unter "Einschnitt" eine Verringerung der Materialdicke
entlang einer Linie zu verstehen. Der Querschnitt der Klammer entlang
dieser Linie weist somit beispielsweise eine Verringerung der Dicke
in Form eines V auf. Man kann annehmen, dass die (an der Spitze des
V, das heißt
an der Stelle mit der geringsten Dicke gemessene) Dicke im Bereich
des Einschnitts ungefähr
10 bis 80 % der Dicke der Klammer, insbesondere 30 bis 60 % der
Dicke der Klammer, entspricht. Natürlich kann ein Querschnitt
des Ein schnitts gewählt
werden, der nicht V-förmig,
sondern zum Beispiel U-förmig
oder stark abgerundet ist oder auch die Form einer Nut mit flachem
Boden aufweist.
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Mit
einem Scheinwerfer für
Fahrzeuge vom Typ Mégane
(Hersteller Renault) wurden Tests unter Verwendung von zerreißbaren Klammern
durchgeführt,
wie sie oben beschrieben sind. Ziel dieser Messungen ist es, ein
Kriterium zu berechnen, das in dem europäischen Richtlinienentwurf Nr.
70/156/EWG über
Zusammenstöße mit Fußgängern beschrieben ist
und auf Englisch mit dem Begriff Head Impact Criteria oder HIC bezeichnet
wird. Folgendes Messverfahren kommt dabei zur Anwendung: Man befestigt den
Scheinwerfer auf einem feststehenden Gestell, das die Karosserie
des Fahrzeugs simuliert. Man benutzt einen Stoßkörper, der von einem senkrechten Fallschacht
aus auf den Scheinwerfer geworfen wird, wobei der Scheinwerfer in
einem in der Richtlinie definierten geeigneten Winkel auf dem Gestell
befestigt ist, damit der Stoßkörper den
Scheinwerfer beim Kontakt in einem geeigneten Winkel trifft. Der
Stoßkörper simuliert
den Kopf eines Kindes; es handelt sich um eine Kugel mit einem Durchmesser
von 165 mm und 3,5 kg, die einen inneren Beschleunigungsmesser umfasst,
der die Verzögerungsmessungen aufnimmt.
Daraus kann eine Kraftkurve abgeleitet und der HIC-Wert bestimmt
werden. Je niedriger der HIC-Wert ist, desto größer ist der Schutz für den Fußgänger.
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Versuch Nr. 1
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Dieser
Versuch ist der Vergleichsversuch: Der Scheinwerfer wurde mit Standardbefestigungen am
Gestell befestigt, das heißt
mit Hilfe von am Gestell festgeschraubten Befestigungsklammern.
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Versuch Nr. 2
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Hier
handelt es sich um einen erfindungsgemäßen Versuch: Der Scheinwerfer
wurde mit einer Befestigungsklammer an dem Gestell befestigt, wie sie
in 7, 8 und 9 dargestellt
ist. Minimale Änderungen
wurden an der Klammer der 7 vorgenommen:
Die Bohrungen im Bereich der zerbrechbaren Brücken weisen keinen quadratischen Querschnitt,
sondern einen runden Querschnitt auf, das Ende des Teils 48 ist
durch eine zusätzliche senkrechte
Wand verlängert,
die die Befestigung durch Verschraubung erleichtert, die Teile 43, 44 sind nicht
mit Hilfe von Schienen, sondern mit auf ihrer Länge verteilten Schrauben befestigt.
Die Klammer ist aus nicht rostendem Stahl, ihre Länge beträgt ungefähr 45 mm,
die Breite jeder "Schiene" 44, 43 beträgt ungefähr 8 mm,
die Breite des umgebogenen mittleren Teils 41 beträgt ungefähr 20 mm
und sein Krümmungsradius
im Bereich der Zone 49 beträgt ungefähr 5 mm. Die Dicke der Klammer
beträgt
ungefähr
1 mm. 16 ist ein Foto, das die Klammer
gemäß diesem
Versuch nach dem Stoß zeigt,
wobei die Klammer also gerissen ist und sämtliche zerbrechbaren Brücken nacheinander
gebrochen sind.
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Versuch Nr. 3
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Hier
handelt es sich um einen erfindungsgemäßen Versuch: Der Scheinwerfer
wurde mit Hilfe einer Klammer mit Einschnitt mittels Verschraubung wie
die Klammer gemäß dem Versuch
Nr. 2 am Gestell befestigt, die Klammer gemäß Versuch Nr. 3 entspricht 15.
Die Abmessungen der seitlichen Teile und des mittleren Teils sind
vergleichbar oder identisch mit denen der Klammer gemäß Versuch
Nr. 2. Der Einschnitt hat einen V-förmigen Querschnitt und weist
eine maximale Tiefe von 0,5 mm bei einer Klammerdicke von 1 mm auf.
Die Klammer ist aus nicht rostendem Stahl wie die aus Versuch Nr.
2.
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Die
Versuchsergebnisse sind in 17 angegeben:
Auf der Ordinate sind die Werte des HIC und auf der Abszisse die
Nummern der Versuche dargestellt. Es ist festzustellen, dass die
zerreißbaren
Klammern gemäß der Erfindung
eine Verringerung des HIC-Wertes des einfach am Gestell festgeschraubten
Vergleichsscheinwerfers um ein Drittel und sogar um die Hälfte ermöglichen.
Tatsächlich
ist der "ursprüngliche" Wert des HIC je
nach Scheinwerfer unterschiedlich, da er von der Geometrie des Scheinwerfers,
seiner Position und von seiner Höhe nach
der Montage an der Vorderseite des Fahrzeugs abhängig ist. Die Erfindung ermöglicht seine
Verringerung um wenigstens 20 bis 30 %, unabhängig vom Wert des HIC, von
dem man mit einer herkömmlichen Befestigung
ausgeht, und ohne die Konstruktion des Scheinwerfers neu auslegen
zu müssen,
was aus industrieller Sicht sehr wichtig ist. Man kann diese Lösung auch
bei im Verkehr befindlichen Fahrzeugen als Zweitausrüstung anwenden,
ohne den gesamten Scheinwerfer austauschen zu müssen.
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Es
ist festzuhalten, dass alle Verbindungsklammern, die brechen bzw.
reißen
können
und oben beschrieben wurden, aus Kunststoff oder Metall wie zum
Beispiel nicht rostendem Stahl ausgeführt sein können. Sie bieten den großen Vorteil,
dass sie eine Dämpfung
des Stoßes
gegenüber
dem Fußgänger ermöglichen,
indem sie die Rückwärtsbewegung
des Scheinwerfers beim Stoß gestatten,
ohne dass deshalb die Konstruktion des Scheinwerfers völlig neu ausgelegt
werden muss. Und im Fall eines Zusammenstoßes kann es ausreichen, einfach
diese Klammer an Stelle des gesamten Scheinwerfers auszutauschen.
Pro Scheinwerfer können
erfindungsgemäß eine oder
mehrere zerreißbare
Klammern verwendet werden. In der Regel reicht eine Klammer aus.
Insbesondere im Fall der zerreißbaren
Klammern, die den Versuchen 2 und 3 unterzogen wurden, ist es möglich, den
mittleren Teil am Scheinwerfer und die "äu ßeren" Teile der Klammer
außerdem am
Gestell/an der Karosserie des Fahrzeugs zu befestigen: Man hat nun
drei Befestigungspunkte, zwei am Scheinwerfer und einen am Gestell
oder umgekehrt.
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Gemäß einer
in 10 dargestellten dritten Ausführungsart umfassen die Mittel 7 zum
Verbinden des Gehäuses 2 mit
dem Chassis 6 ein funktionelles Organ 60 des Fahrzeugs.
Dieses Organ 60, an dem das Gehäuse 2 angebracht ist,
erfüllt
auf diese Weise eine zusätzliche
Funktion.
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Dieses
Organ 60 ist zum Beispiel ein Luftfilter oder ein Behälter der
Waschanlage, wie in 10 dargestellt. Ein solches
Organ 60 bietet den Vorteil, dass es aufgrund seiner Konstruktion
ein gutes Aufnahmevermögen
der Energie eines Stoßes
besitzt, indem es sich verformt und anschließend bricht.
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Das
Gehäuse 2 des
Scheinwerfers 1 ist unmittelbar an diesem Organ 60 mit
Hilfe von überstehenden
Klammern 61 befestigt, wobei das Organ 39 seinerseits
am Chassis 6 des Fahrzeugs befestigt ist.
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Wie
in 10 zu erkennen, kann das Organ 39 mit
einer vorgeschnittenen Linie 62 versehen sein, entlang
der es vordefiniert unter dem Druck des Gehäuses 2 bricht, wenn
die Energie des auf den Scheinwerfer 1 ausgeübten Stoßes ausreichend
ist.
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Gemäß einer
vierten Ausführungsart,
von der drei Varianten in 11, 12 bzw. 13 dargestellt
sind, umfassen die Verbindungsmittel 7 Befestigungsklammern 9', mit denen
der Scheinwerfer 1 direkt am Chassis 6 angebracht
ist, wobei diese Klammern 9' mit
vordefinierten Bruchzonen 63 versehen sind.
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Die
Befestigungsklammern 9' weisen
im vorliegenden Fall die Form von in den Klammern 9' ausgebildeten
Nuten auf, die bei einem Frontalstoß ausreichender Stärke auf
den Scheinwerfer 1 zu brechen vermögen.
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Beim
Bruch nehmen die Bruchzonen 63 wenigstens einen Teil der
Energie des Stoßes
auf.
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Natürlich können der
Querschnitt und/oder die Tiefe der Nuten 63 verändert werden,
um ihr Aufnahmevermögen
gegenüber
der Stoßenergie
entsprechend anzupassen.
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Ist
die Stärke
des Stoßes
größer als
das Aufnahmevermögen
der Bruchzonen 63, kann es indessen notwendig sein, wenigstens
einen Teil der Restenergie aufzunehmen.
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Deshalb
ist zusätzlich
ein komprimierbares Organ 64 zwischen dem Gehäuse 2 und
dem Chassis 6 eingefügt.
Es handelt sich hier um einen (ein- oder mehrteiligen) Schaumstoffblock,
der die dem Chassis 6 gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 2 vollständig oder
teilweise überdeckt,
wie in 11 dargestellt. Bei dieser Variante
wird also nur ein (geringer) Teil der Energie des Stoßes von
den zerbrechbaren Befestigungsklammern aufgenommen, während der
Rest der Energie von dem oder den komprimierbaren Elementen aufgenommen wird.
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Das
komprimierbare Organ 64 ist vorzugsweise aus einem Polyurethanschaum
ausgeführt. Polyurethanschaumstoffe
des von der Firma BAYER unter der Marke BAY-FILL® oder
der Kennziffer PU62IF70 vertriebenen Typs mit einer Dichte von 66 kg/m3 oder des von der Firma DOW unter der Marke STRANDFOAM® vertriebenen
Typs mit einer Dichte von 44 kg/m3 sind hierfür beispielsweise geeignet. Metallschaum
(Aluminium) kann ebenfalls verwendet werden.
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Selbst
bei einem heftigen Stoß,
in dessen Verlauf die Klammern 9' brechen und nicht die gesamte
Energie des Stoßes
aufnehmen können,
ergänzt
auf diese Weise das Organ 64 diese Energieaufnahme und
begrenzt dabei insbesondere die körperlichen Schäden, die
ein Fußgänger erleidet,
wenn er Opfer des Zusammenstoßes
ist.
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Gemäß der ersten
Variante kann das komprimierbare Organ 64 angesetzt sein,
wie in 11 dargestellt. Gemäß der zweiten
und dritten Variante, die in 12 bzw. 13 dargestellt
sind, kann das komprimierbare Organ 64 jedoch auch auf
das Gehäuse 2 aufgeformt
sein.
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Gemäß der zweiten
Variante sind die Befestigungsklammern 9' sogar in dem komprimierbaren Organ 64 versenkt,
was ihre Steifigkeit in der Umgebung des Gehäuses 2 erhöht und eine
Lokalisierung der Beanspruchung in den Bruchzonen 63 ermöglicht.
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Gemäß der dritten
Variante reicht das komprimierbare Organ 64 sogar in das
innere Volumen des Scheinwerfers 1 hinein. Genauer gesagt,
weist es einen Abschnitt 65 auf, der sich zwischen dem
Gehäuse 2 und
dem Reflektor 4 erstreckt (insbesondere gegen die Rückseite
des Gehäuses
und eventuell ganz oder teilweise gegen seine Seitenflächen). Im Fall
eines Stoßes
dämpft
das komprimierbare Organ 64 so die Rückwärtsbewegung des Gehäuses 2 und, wenn
der Stoß heftig
genug oder ausreichend lokalisiert ist, um das Eindrücken des
Reflektors 4 hervorzurufen, dämpft das komprimierbare Organ 64 außerdem dessen
Rückwärtsbewegung.
So gewährleistet
der Aufbau der Verbindungsmittel 7 unabhängig von
der gewählten
Ausführungsart
ein gutes Aufnahmevermögen
gegenüber
der Energie eines auf den Scheinwerfer 1 ausgeübten Stoßes und
begrenzt gleichzeitig dessen Raumbedarf, so dass die Anforderungen
der Automobilhersteller an eine kompakte Bauweise erfüllt sind.
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Man
kann dieses komprimierbare Element in Schaumstoffform auch nur ins
Innere des Scheinwerfers einfügen.
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Im Übrigen erfüllt der
Scheinwerfer 1 strenge Standards im Bereich der passiven
Sicherheit zugunsten der Sicherheit der Fußgänger, deren Risiko, schwere
Verletzungen zu erleiden, sich deutlich verringert, ohne dass es
deshalb notwendig ist, seine allgemeine Konstruktion grundlegend
zu ändern,
da die oben beschriebenen Verbindungsmittel mühelos auf einen herkömmlichen
Scheinwerfer übertragen
werden können.
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Wenn
der auf den Scheinwerfer 1 ausgeübte Stoß nur die Verbindungsmittel 7 beschädigt und
die übrigen
Bauteile des Scheinwerfers 1 intakt bleiben, genügt es ferner,
die Verbindungsmittel 7 auszutauschen, ohne dass Eingriffe
an den übrigen
Bauteilen notwendig werden, wodurch die Eingriffe am Scheinwerfer 1 begrenzt
und auf diese Weise die Reparaturkosten gesenkt werden können.
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Die
Erfindung betrifft somit jedes mit derartigen Scheinwerfern ausgestattete
Fahrzeug, das geeignet ist, die Fußgänger im Fall eines Zusammenpralls
bestmöglich
zu schützen
und insbesondere die Bedingungen zu erfüllen, die in dem europäischen Richtlinienentwurf
Nr. 70/156/EWG bezüglich
des Zusammenstoßes
mit Fußgängern beschrieben
sind.