DE19922168A1

DE19922168A1 - Zwei-Komponenten-Personenkraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19922168A1
Application number: DE1999122168
Authority: DE
Inventors: Hubert Gail
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-11-16

Abstract

Beim Aufprall auf ein Hindernis sind die Insassen eines PKWs einem hohen Verletzungsrisiko, oftmals mit Todesfolge ausgesetzt. Prinzip der Erfindung ist ein Personenkraftfahrzeug, bestehend aus den beiden Komponenten Kabine und Fahrzeugunterbau, die jeweils für sich eine Einheit bilden, wobei der Fahrzeugunterbau im Falle eines Front-, Seiten- oder Heckaufpralls, bei dem die Verbindungselemente der beiden Komponenten abgetrennt werden, die Kabine freigibt und diese anschließend über ein Hindernis katapultiert wird. Ein Aufprallschutz, der an der Vorderseite der Kabine angebracht ist, fährt nach dem Abtrennen derselben vom Unterbau, im Falle eines Aufpralls mit der Frontseite aus, reduziert das Risiko eines Frontalaufpralls auf ein Hindernis und zudem wird über ein Rückhaltemittel, verbunden mit beiden Komponenten ein gedämpftes Abbremsen der Kabine vollzogen.

Description

Personenkraftwagen, die dem heutigen Stand der Technik entsprechen, bergen trotz Anwendung bisher bekannter Sicherheitsvorkehrungen wie Airbag oder Haltegurt, bei einem Zusammenstoß mit einem Hindernis (entgegenkommendes Fahrzeug, Mauer, Baum usw.), für die Insassen dieser Fahrzeuge ein hohes Risiko, bei diesen Unfällen verletzt oder getötet zu werden.

Jährlich fünf bis sechstausend Tote mit Personenkraftwagen allein in Deutschland und über dreihunderttausend Verletzte (staf. Jahrbuch 1997) mit oft dauerhaften Fol geschäden belegen dies.

Ursachen für o. g. Verletzungen und Todesursachen sind immense Verzögerungs kräfte, die auf die Insassen eines Fahrzeuges bei einem Zusammenstoß mit einem Hindernis einwirken. Diese äußeren und inneren Verletzungen, oftmals mit Todesfol ge entstehen durch die große Wucht, mit denen die Insassen gegen den Haltegurt oder den Innenraum des Fahrzeuges geschleudert werden. Desweiteren treten Schäden und Verstümmelungen durch Fahrzeugteile auf, die aufgrund des beschädigten Fahrzeu ges in den Innenraum ragen. Zusätzliche Gefahr für eingeschlossene Personen besteht durch Kraftstoff, der das Fahrzeug in Brand setzen kann. Ebenso kann dringend be nötigte Hilfe für eingeklemmte Verletzte oft erst verspätet erfolgen und das Befreien derselben durch schweres Gerät birgt zusätzliche Gefahren.

Insbesondere wirtschaftliche und umweltfreundliche Kleinwagen bergen aufgrund ihres geringen Gewichtes und der unzulänglichen Knautschzone ein hohes Risiko, bei einer Karambolage mit einem Fahrzeug größerer Bauart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Risiken möglichst gering zu halten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Fahrzeug aus den beiden Komponenten Kabine 1 und Fahrzeugunterbau 2 besteht, die jeweils eine Einheit bilden, wobei die Kabine 1 sich aufgrund der Verzögerungskräfte, bei einem Zusammenstoß mit einem Hindernis vom Fahrzeugunterbau 2 definiert so löst, daß sie eine Relativbewegung zum Fahrzeugunterbau ausführt, wobei ihr beim Lösevorgang Bewegungsenergie ent zogen wird. Ein Aufprallschutz, der an der Stirnseite der Kabine angebracht ist und nach dem Lösevorgang der Kabine ausfährt und ein Rückhaltemittel, verbunden mit Kabine 1 und Fahrzeugunterbau 2, reduziert das Risiko eines Frontalaufpralls auf ein Hindernis.

Die Zeichnungen zeigen in

Abb. 1 den Fahrzeuggesamtaufbau

Abb. 2 die Fahrzeugkabine 1 in Vorder-, Seiten- und Draufsicht, wobei letztere den Aufprallschutz im ein- und ausgefahrenen Zustand zeigt

Abb. 3 den Fahrzeugunterbau 2

Abb. 4 den Aufprallschutz 3 mit Auswurfhebel 23 im ein- und ausgefahrenem Zu stand

Abb. 5 die Kabinenstirnseite mit schrägen Außenkanten 12 und der zweiteiligen Fronthaube

Abb. 6 einen Schutzbügel 4, bestehend aus zwei Gleitrohren 25 und 26

Abb. 7 ein Rückhaltemittel mit versetztem Fanghaken 10, Aufnahmeöse 11 und Fangleine 8

Abb. 8 einen Tragebolzen 21

Abb. 9 einen Verbindungsstift 22

Abb. 10 die abgelöste Kabine bei einem Frontaufprall

Abb. 11 die abgelöste Kabine bei einem Heckaufprall

Abb. 12 die abgelöste Kabine bei einem Seitenaufprall auf ein Hindernis mit schma ler Silhouette

Abb. 13 die abgelöste Kabine bei einem seitlichen Aufprall auf ein Fahrzeug

Im Falle eines Aufpralls auf ein Hindernis wird die Verbindung zwischen Kabine 1 und Fahrzeugunterbau 2 aufgrund der Verzögerungskräfte gelöst, anschließend führt die Kabine 1 eine Relativbewegung zum Fahrzeugunterbau aus.

Bei einem frontseitigen Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis, löst sich die Ka bine 1, nach dem Abtrennen der Tragebolzen 21 und der Verbindungsstifte 22 oder anderer Verbindungsmittel von dem Fahrzeugunterbau 2, um anschließend auf einem Gleitrahmen 6, der im Fahrzeugunterbau 2 unter der Fronthaube plaziert ist, über die Fahrzeugfront katapultiert zu werden, wie in Abb. 10 dargestellt. Hindernisse in der Höhe eines anderen Pkw's können so ohne Aufprall überwunden werden.

An der Stirnseite der Kabinenfront befindet sich ein Aufprallschutz 3, dessen Schutz bügel 4, die mit einem Ende an der Kabine 1 schwenkbar gelagert sind, in einem Prallkopf 5 zusammenlaufen. Dieser Aufprallschutz 3 wird nach einem frontseitigen Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis, bei dem die Kabine 1 vom Fahrzeugun terbau 2 abgetrennt wurde, ausgefahren und arretiert. Der Prallkopf 5, an der Spitze des ausgefahrenen Schutzbügels bewirkt, daß sich die Aufprallfläche der Kabine 1 minimiert und diese an den Schutzbügeln 4 an einem Hindernis abgleitet.

Um ein Ausfahren des Aufprallschutzes 3 aus dem Ruhezustand zu ermöglichen, sind die Schutzbügel 4 so gestaltet, das diese ihre Länge vergrößern können. Durch Hohl körper, deren Profile verschiedene Querschnitte aufweisen, so das diese ineinander gleiten können, wird dieses gewährleistet. Die Profile der Schutzbügel 4 sind derart gestaltet, das diese einen größtmöglichen Widerstand gegen Knickung gewährleisten.

In Abb. 6 ist eine Ausführung der Schutzbügel im ein- und ausgefahrenem Zustand mit zwei ineinander gleitenden zylindrischen Rohren 25 und 26 dargestellt. Durch einen Absatz 27 am inneren Gleitrohr 26 und einer Verengung 28 der Bohrung im äußeren Gleitrohr 25, wird der Auswurf des Aufprallschutzes 3 begrenzt. Im inneren Gleitrohr 26 sind mehrere Durchgangsbohrungen 29 nacheinander angebracht, in de nen jeweils ein Federbolzen 30 gelagert ist, der nach dem Ausfahren des Aufprall schutzes 3 in seine Endposition federt und dessen beide äußeren Enden somit über den Querschnitt des inneren Gleitrohres 26 vorstehen. Überstreifringe 31, welche an den Federbolzen 30 angebracht sind, verhindern ein Auswerfen des Bolzens durch die Feder. Der ausgefahrene Aufprallschutz 3 wird bei einem Aufprall auf ein Hin dernis von dem vorstehenden Federbolzen 30 am Einfahren gehindert. Bei einem Aufprall mit großer Wucht wird der Federbolzen 30 vom äußeren Gleitrohr 25 abge schert und trifft anschließend auf den nächsten Federbolzen. Somit wird ein schlag artiges Abbremsen der Kabine 1 im Falle eines Frontalaufpralls auf ein festes Hin dernis (Mauer) abgewendet.

Durch das Abgleiten der Kabine 1 vom Fahrzeugunterbau 2, wird ein Auswurfhebel 23, der an der vorderen Schräge 7 der Kabine 1 drehbar gelagert ist, über einen Stö ßel 24, der am vorderen Gleitrahmen 6 des Fahrzeugunterbaus 2 angebracht ist ge schwenkt und somit ein Ausfahren des Aufprallschutzes 3 vollzogen. Abb. 4 zeigt eine Variante des Aufprallschutzes 3 mit Auswurfhebel 23 im ein- und ausgefahre nem Zustand.

Eine weitere Variante zum Ausfahren des Aufprallschutzes 3, besteht aus einer mit Sprengstoff gefüllten Kapsel, die bei einem Aufprall mit der Frontseite des Fahrzeu ges, über einen Sensor gesteuert, den Aufprallschutz 3 in Sekundenbruchteilen aus fährt.

Die Außenkanten an der Stirnseite der Kabine 1 verlaufen schräg 12, um bei einem Aufprall die davor befindlichen Kotflügel, deren Kanten ebenfalls schräg gehalten sind, auseinanderzudrängen, damit diese die Fahrzeugkabine 1 bei einem frontseiti gen Aufprall freigeben.

Abb. 5 zeigt die Fronthaube des Fahrzeuges, bestehend aus zwei Teilen, wobei der im Gleitbereich der Kabine 1 befindliche hintere Haubenteil 13 mit den beiden Kot flügeln über Bolzen 15, welche beidseitig am hinteren Haubenteil der Fronthaube angebracht sind, verbunden ist. Nach dem Lösen der Kabine 1 und nach dem die bei den davor befindlichen Kotflügel auseinander gedrängt wurden, lösen sich beide Ver ankerungen, anschließend läßt sich der hintere Haubenteil 13 von der abgleitenden Kabine aufklappen und gibt diese frei.

Eine weitere Variante besteht ebenfalls aus einer zweiteiligen Fronthaube, wobei der im Gleitbereich der Kabine befindliche hintere Haubenteil mittels Steckverbindungen auf den Kotflügeln und der Kabine befestigt ist. Der hintere Haubenteil wird von der abgleitenden Kabine 1 abgesprengt.

Fahrzeugunterbau 2 und Kabine 1 sind, nachdem sie bei einem frontseitigem Aufprall voneinander getrennt wurden, über ein Rückhaltemittel miteinander verbunden, wel ches die Strecke der Relativbewegung der Kabine 1 begrenzt und diese gedämpft ab bremst.

In Abb. 10 ist ein Rückhaltemittel dargestellt. Die Seiltrommel 9 in Abb. 3 gezeigt, ist im Heckbereich des Fahrzeugunterbaus 2 montiert und mittels einer aufgespulten Fangleine 8 mit der Kabine 1 verbunden. Nachdem die Kabine 1 infolge eines front seitigen Aufpralls vom Fahrzeugunterbau 2 getrennt wurde, wird diese über die Fangleine 8 von der Seiltrommel 9 gedämpft abgebremst.

Ein Fanghaken 10, ist definiert so versetzt zu einer Aufnahmeöse 11 angebracht, daß Fanghaken 10 und Aufnahmeöse 11 nur bei einem Abgleiten der Kabine 1, infolge eines frontseitigen Aufpralls des Fahrzeuges ineinandergreifen, wie ebenfalls in Abb. 7 dargestellt. Bei einem Seiten- oder Heckaufprall kann die Kabine 1 jedoch unge hindert abgleiten.

Der Fahrzeugunterbau 2 besitzt beidseitig einen Aufprallschutz 16, der jeweils zur Fahrzeugmitte schräg 17 verläuft. Bei einem Seitenaufprall gleitet die abgetrennte Kabine 1, die ebenfalls am Boden beidseitig mit Schrägen 18 versehen ist, seitlich schräg nach oben versetzt über ein mögliches Hindernis, wie in Abb. 13 dargestellt. Somit wird die Wucht des Seitenaufpralls und das Risiko eines Zusammenstoßes mit einem Hindernis für die Kabine reduziert.

Prallt das Fahrzeug seitlich auf ein Hindernis mit schmaler Silhouette 32, so wird ein Aufprall und ein sog. Umwickeln des Fahrzeuges um das Hindernis weitestgehend vermieden, da die gelöste Kabine 1, wie Abb. 12 zeigt, zumeist am Hindernis abglei tet. Ein Aufprall findet nur im Bereich der Kabinenmitte statt, diese befindet sich aber zwischen Front- und Heckpassagier, so das in diesem Fall ebenfalls ein vermin dertes Risiko für die Fahrzeuginsassen besteht.

Ein seitlicher Aufprallschutz 16, mit einer entsprechenden Höhe versehen, gewährlei stet bei einem seitlichen Zusammenstoß des Fahrzeuges mit einem anderen Pkw, daß der Aufprall im Bereich unterhalb der Kabine 1 stattfindet, so daß ein Beschädigen der Kabine 1 weitestgehend vermieden wird und die Wucht des Aufpralls vom seitli chen Aufprallschutz 16 abgefangen wird.

Im Heckbereich des Fahrzeugunterbaus 2 ist ein Gleitrahmen 34 angebracht, auf dem die Kabine 1, die ebenfalls im Heckbereich mit einer Schräge 33 versehen ist, bei einem Heckaufprall abgleitet, um anschließend über ein Hindernis geschleudert zu werden, wie in Abb. 11 dargestellt.

Die Tragebolzen 21 verbinden den Kabinenboden mit dem Fahrzeugunterbau 2. Der Durchmesser der Tragebolzen 21, der sich zur Mitte hin verjüngt, ist so dimensio niert, das diese einen sicheren Fahrbetrieb gewährleisten, im Falle eines Aufpralls auf ein Hindernis aber brechen und somit die Kabine freigeben.

Die Verbindungsstifte 22 sind kleiner dimensioniert und verbinden Kabine 1 und Fahrzeugunterbau 2 an deren Schrägen miteinander, um die Stabilität der beiden Komponenten zu übertragen und bei einem Aufprall durch Bruch ebenfalls die Kabi ne freizugeben.

Die für den Betrieb notwendigen Funktionseinheiten wie Pedale, Ganghebel oder Lenkgestänge, die mit beiden Komponenten verbunden sind, sind durch ihre Formge bung (Sollbruchstellen) oder durch Verbindungskupplungen so ausgelegt, das diese ein Lösen der Kabine 1 vom Fahrzeugunterbau 2 nicht beeinträchtigen.

Folgende Verbesserungen werden mit der Erfindung im Unfallschutz erzielt:

- Ein Frontalaufprall auf ein mögliches Hindernis wird erheblich reduziert, die Auf prallenergie der Kabine wird durch das Abtrennen der Verbindungselemente verrin gert.
- Das Beschädigungsrisiko der Kabine wird durch Fernhalten von der Aufprallzone mittels Schutzbügel bei einem Frontalaufprall vermindert.
- Die Kabine wird bei einem Frontalaufprall vom Zeitpunkt ab dem Lösen vom Fahr zeugunterbau über ein Rückhaltemittel abgebremst und somit die Aufprallenergie auf ein mögliches Hindernis reduziert.
- Bei einem Seitenaufprall wird die Kabine vom Fahrzeugunterbau abgetrennt, die Aufprallwucht wird für die Insassen reduziert und die Kabine wird seitlich über ein mögliches Hindernis geschleudert oder gleitet an diesem ab.
- Im Falle eines Heckaufpralls wird die Kabine vom Fahrzeugunterbau abgetrennt, die Aufprallwucht wird für die Insassen reduziert und die Kabine wird über das Fahr zeugheck katapultiert, wobei diese von einem möglichen Hindernis ferngehalten wird.
- Das Risiko der Insassen eingeklemmt zu werden wird abgeschwächt, diese können anschließend leichter befreit werden und Hilfe kann schneller erfolgen.
- Die Kabine wird von Gefahrstoffen (Kraftstoff) ferngehalten.
- Die Aufprallmasse und -fläche wird auch für den Unfallgegner reduziert.

Claims

1. Personenkraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Fahrzeug aus den beiden Komponenten Kabine (1) und Fahrzeugunterbau (2) besteht, die jeweils eine Einheit bilden, wobei die Kabine (1) sich aufgrund der Verzögerungskräfte bei einem bei einem Zusammenstoß mit einem Hindernis vom Fahrzeugunter bau (2) definiert so löst, daß sie eine Relativbewegung zum Fahrzeugunterbau (2) ausführt, wobei ihr beim Lösevorgang Bewegungsenergie entzogen wird.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Frontbereich des Fahrzeugunterbaus (2) ein Gleitrahmen (6) schräg angebracht ist, auf dem die Kabine (1), die ebenfalls im vorderen Bereich am Boden mit einer Schräge (7) versehen ist, bei einem Aufprall mit der Fahrzeugfront schräg nach oben ab gleitet, um anschließend über ein Hindernis katapultiert zu werden.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnseite der Kabine (1) beidseitig Schrägen (12) besitzt, um die Kotflügel, an denen ebenfalls Schrägen angebracht sind, auseinanderzudrängen, damit diese kein Hindernis für die abgleitende Kabine darstellen.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, durch eine zweiteilige Fronthaube gekennzeichnet, deren hinterer Haubenteil (13) mit den beiden Kotflügeln über Bolzen (15) verankert ist und welche sich nach dem Auseinanderdrängen der beiden Kotflügel, wobei die Verankerung gelöst wird, von der abgleitenden Ka bine (1) aufklappen läßt und diese freigibt.

5. Fahrzeug nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zweiteilige Front haube, deren hinterer Haubenteil mittels Steckverbindungen auf den beiden Kotflügeln und der Kabine des Fahrzeuges befestigt ist und bei einem Aufprall mit der Frontseite von der abgleitenden Kabine abgesprengt wird.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kabinenfront des Fahrzeuges ein Aufprallschutz (3) angebracht ist, welcher bei einem frontseitigen Aufprall auf ein Hindernis aus dem Ruhezustand heraus ausgefahren wird, und mittels Prallkopf (5) und Schutzbügeln (4) die Aufprall fläche der Kabinenfront reduziert.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich ange brachten Schutzbügel (4) beim Lösen der Kabine ihre Länge vergrößern.

8. Fahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzbü gel (4) aus ineinander gleitenden Hohlkörpern bestehen, die im ausgefahrenem Zustand arretieren.

9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlkörper zwei ineinander laufende zylindrische Rohre (25 und 26) sind.

10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren Gleitrohr (26) Federbolzen (30) angebracht sind, die nach dem Ausfahren des Aufprall schutzes (3) in ihre Endposition federn und einen gedämpften Aufprall der Ka bine auf ein feststehendes Hindernis ermöglichen.

11. Fahrzeug nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch Auswurfhebel (23), die an der vorderen Schräge (7) der Kabine (1) drehbar gelagert sind und über Stö ßel (24), die am vorderen Gleitrahmen (6) des Fahrzeugunterbaus (2) ange bracht sind, beim Abgleiten der Kabine (1) geschwenkt werden und dadurch der Aufprallschutz (3) ausfährt.

12. Fahrzeug nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufprall schutz (3) bei einem frontseitigen Aufprall des Fahrzeuges, mittels einer von ei nem Sensor gesteuerten, mit Sprengstoff gefüllten Kapsel ausgefahren wird.

13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Ka bine (1) und Fahrzeugunterbau (2) nach dem Lösen der Kabine (1) über ein Rückhaltemittel so miteinander verbunden sind, daß das Rückhaltemittel die Strecke der Relativbewegung zwischen Kabine (1) und Fahrzeugunterbau (2) begrenzt.

14. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhaltemittel die gelöste Kabine (1) gedämpft abbremst.

15. Fahrzeug nach Anspruch 13, gekennzeichnet dadurch, daß das Rückhaltemittel aus einer Fangleine (8) und einer Seiltrommel (9) besteht und die Seiltrommel (9) im Heckbereich der Fahrzeugunterbaus (2) angebracht ist, um die nach ei nem frontseitigen Aufprall abgetrennte Kabine (1) gedämpft abzubremsen.

16. Fahrzeug nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, daß Kabine (1) und Fahr zeugunterbau (2) über einen versetzten Fanghaken (10) und einer Aufnahmeöse (11) bei einem frontseitigen Aufprall miteinander verbunden sind.

17. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, durch einen Aufprallschutz (16), jeweils seitlich am Fahrzeugunterbau (2) angebracht gekennzeichnet, der zur Fahrzeugmitte hin schräg (17) gehalten ist, um die abgetrennte Kabine (1), die ebenfalls seitlich am Boden zwei Schrägen (18) besitzt, bei einem Seitenaufprall über die Schrägen seitlich, schräg nach oben versetzt abgleiten zu lassen, damit diese über ein seitliches Hindernis geschleudert wird oder an demselben ab gleiten kann.

18. Fahrzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des seitli chen Aufprallschutzes (16) so ausgelegt ist, daß bei einem seitlichen Zusam menstoß des Fahrzeuges mit einem Pkw der Aufprall im Bereich unterhalb der Kabine stattfindet.

19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrzeugunterbau (2) im Heckbereich ein Gleitrahmen (34) angebracht ist und die Kabine (1) ebenfalls im Heckbereich eine Schräge (33) besitzt.

20. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Kabine (1) und der Fahrzeugunterbau (2) mit Tragebolzen (21) mit einander verbunden sind, deren Durchmesser sich zur Mitte hin verjüngen.

21. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kabine (1) und Fahr zeugunterbau (2) über Verbindungsstifte (22), deren Durchmesser sich zur Mitte hin verjüngen, miteinander verbunden sind.