SE524431C2 - Stötdämpande kollisionsskydd - Google Patents

Description

25 30 524 451 kollisionen. Ett vanligt kollisionsförlopp med ett tungt fordon kan fortlöpa under ca 10 - 15 sekunder. Detta medför att en åkande i ett tungt fordon riskerar att siungas mot den stötdämpande anordningen ett antal gånger under kollisionsförloppet. Vid nyttjande av luftkuddar enligt teknikens ståndpunkt, vilka aktiveras och uppblåses vid kollisionen, erhålles en skyddande funktion enbart vid det första islaget. Ofta sker dessutom en penetration av innerpanelen hos fordonet av luftkudden i samband med trycksättning av luftkudden. Detta kan ge upphov till vassa kanter mot vilka den åkande kan siungas i ett senare skede under kollisionsförloppet.

Genom DE 196 47 690 är förut känd en stötdämpande anordning enligt ingressen till patentkravet 1. Den stötdämpande anordningen är avsedd att monteras i ett slutet utrymme. Anordningen innefattar en yttre panel samt en gassäck vilken är monterad till den yttre panelen. Gassäcken fylls efter montering varvid ett dämpande paket erhålles. Eftersom den stötdämpande anordningen är fylld i sitt viloläge uppkommer ingen risk för penetration av panelen vid trycksättning av den flexibla behållaren. Eftersom gassäcken är utformad i icke formstyvt material kommer behållaren inte att anta sin ursprungliga form efter ett första islag. Anordningen är därigenom inte avpassad för multipla islag under ett kollisionsförlopp.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFlNNlNGEN Ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett personskydd för multipla islag av en åkande under ett kollisionsförlopp med ett fordon. Detta ändamål uppnås genom en stötdämpande anordning enligt den kännetecknande delen av patentkravet 1. Den stötdämpande anordningen enligt uppfinningen innefattar en eftergivligt utformad behållare vilken är gasfylld i ett ursprungligt expanderat viloläge och är anordnad att komprimeras under upptagande av energi vid islag av en passagerare. Att behållaren är gasfylld i sitt ursprungliga viloläge innebär att ingen penetration av fordonets innerpanel förekommer vid aktivering. Behållaren aktiveras företrädesvis vid start av fordonet. 10 15 20 25 30 524 431 Den stötdämpande anordningen innefattar medel för återställande av behållaren till ett ursprungligt expanderat viloläge efter komprimering av behållaren. Detta medför att behållaren efter en första kollision bringas att återställas i ett aktivt skyddande läge där energi ånyo kan absorberas av behållaren.

Enligt uppfinningen innefattar anordningen en kontrollenhet vilken är anordnad att via tilluftsventilen reglera arbetstrycket i beroende av vilket energikvanta behållaren skall absorbera. Företrädesvis styrs arbetstrycket efter fordonets hastighet och den åkandes vikt. Detta innebär att den eftergivligt utformade behållaren kan utformas tillräckligt styv för att förhindra genomslag av den åkande samt att behållaren kan göras så eftergivlig som det är möjligt med hänsyn till den deformationssträcka som finns tillgänglig. l en föredragen utföringsform innefattar medlet för återställande av behållaren till nämnda ursprungliga expanderade viloläge en trycktank vilken står i förbindelse med den eftergivligt utformad behållare via ett ventilorgan, vilket tillhandahåller ett arbetstryck för den eftergivligt utformad behållaren.

Vid ett första islag deformeras behållaren under det att behållaren delvis eller helt töms på sitt innehåll via en utloppsventil. När den åkande upphört att komprimera behållaren vid det första islaget kommer påfyllnad av gas från trycktanken att äga rum varvid behållaren förmås återta eller devis återta sin ursprungliga form innan nästa islag hinner äga rum.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen utgörs behållarens arbetstryck av ett övertryck. I det fall att normalt lufttryck används erhålles ingen återställande kraft efter det att behållarens tömts eller delvis tömts på sitt innehåll. Vidare är det olämpligt att alldeles för stora tryck används eftersom högt trycksatta behållare kan explodera. Dessutom medför ett högt arbetstryck att det går långsammare att fylla behållaren från en trycktank med ett givet tryck. 10 15 20 25 30 524 451 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen uppgår nämnda arbetstryck till mellan 1,05 - 3 bar, företrädesvis mellan 1,6 - 2 bar.

Ansökningen avser även ett fordon vilket innefattar ett system för tryckluftförsörjning. Enligt denna urföringsform är den trycktank vilken försörjer den eftergivligt utformad behållare kopplad till det hos fordonet befintliga systemet för tryckluftförsörjning.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningsfigurer, där: fig. 1 fig. 2 fig. 3 fig. 4 fig. 5 fig. 6 visar schematiskt ett fordon där en stötdämpande anordning enligt uppfinningen nyttjas, visar ett schematiskt tryck/tid diagram av ett krockförlopp med två islag av en äkande, visar en stötdämpande anordning enligt uppfinningen i detalj, visar ett diagram för variation av arbetstryoket i beroende av fordonets hastighet, visar ett diagram för variation av arbetstrycket i förhållande till den åkandes vikt, och visar ett diagram för tillåtet normerat volymflöde ut genom frånluftventilerna som funktion av den åkandes normerade massa eller fordonets normerade hastighet. 10 15 20 25 30 FÖREDRAGEN/-NA UTFÖRINGSFORM/-ER I figur 1 visas ett fordon 1. Fordonet 1 är uppbyggd på en bärande ram 2, i vilken hjulaxlar 3 är upphängda på ett sedvanligt sätt. Ramen uppbär även en fordonshytt 4. Det visade fordonet utgörs av ett tungt lastfordon.

Uppfinningen kan nyttjas på fordon av alla typer men är mest fördelaktig på tunga fordon som nyttjas vid Iandsvägstrafik, exempelvis dragbilen i en trailer. lfordonshytten 4 finns en ratt 5 monterad. Ratten 5 uppbärs på sedvanligt sätt av en rattstång 6 vilken är fast monterad i fordonet via en konsol 7. Uppfinningen kan även nyttjas i fordon där styrning sker elektroniskt, varvid rattutslaget registreras av en givare vilken därefter generar styrning av fordonet via av givaren styrda aktuatorer. I ett sådant fall kan ratten lagras i en vekare struktur en dagens vanligtvis förekommande rattstänger. l fordonets riktning bakom rattstången 6 är ett stötdämpande personskydd 8 enligt uppfinningen monterad. Den stötdämpande anordningen 8 innefattar en eftergivligt utformad behållare 9 vilken är gasfylld i ett ursprungligt expanderat viloläge. De delar av behållaren 9 som är synliga från insidan av hytten, vilket motsvarar en anslagsyta för behållaren, är företrädesvis täckta av ett för hytten valt panelmaterial 10. Vid anslagsytan är panelmaterialet 10 tillsammans med behållarens vägg 11 företrädesvis utformat för att fördela kraften över behållarens yta. För detta ändamål kan panelmaterialet eller de delar av behållarens vägg som ligger an mot anslagsytan vara utformat i ett relativt styvt plast- eller kompositmaterial. Behållaren 9 uppvisar åtminstone en flexibel vägg 12 vilken är anordnad att deformeras vid islag varvid behållaren komprimeras. I en föredragen utföringsform minskas behållarens volym under deformationen varvid trycket i behållaren ökar. Den flexibla väggen 12 kan utformas väsentligen tunnare än behållarens vägg vid anslagsytan.

Enligt uppfinningen uppvisar den stötdämpande anordningen 8 medel 13 för återställande av behållaren till nämnda ursprungliga expanderade viloläge 10 15 20 25 30 01 t* J .En 4-3 (N ...x 6 efter komprimering av behållaren. l den i figur 1 och 3 visade föredragena utföringsformen innefattar dessa medel 13 en trycktank 14 vilken via en tilluftsventil 15 är anordnad att tillhandahålla ett arbetstryck hos den eftergivligt utformade behållaren 9. Behållaren 9 uppvisar vidare en eller flera utloppsventiler 16 enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen. l det fall att en åkande slungas mot den eftergivliga behållaren 9 komprimeras denna varvid trycket höjs. Utloppsventilerna öppnar i detta läge och gas släpps ut. l det tillfälle den åkande upphör sammanpressa behållaren 9 minskar trycket i behållaren 9 drastiskt. Tillflöde av gas genom tilluftsventilen 15 medger att behållaren 9 åter trycksätts och därigenom förmås anta ett ursprungligt expanderat läge. I förekommande fall styrs tilluftventilen och/eller utloppsventilen av en kontrollenhet 17. Kontrollenheten 17 tillser att arbetstrycket och/eller utloppsflödet genom utloppsventilen 16 avpassas efter hasigheten hos fordonet vid kollisionsögonblicket och/eller vikten hos den åkande. l den utföringsform vilken visas i figur 1 är en förarstol 18 monterad i fordonshytten 4. Förarstolens ryggstöd 19 uppvisar på sin bakre vända del en stötdämpande anordning 20. Även denna stötdämpande anordning 20 innefattar en eftergivligt utformad behållare 21 vilken står i förbindelse med en trycktank 22 via en inloppsventll 23. Vid kompression av behållaren 21 tillåts utsläpp av luft genom utloppsventiler 24. Denna stötdämpande anordning nyttjas för att ge skydd åt en passagerare som färdas bakom sätet 18, i förekommande fall i liggande läge på en brits 25.

De till de stötdämpande anordningarna 8, 20 anordnade trycktankarna 14, 22 äri det visade utföringsexemplet matade av fordonets tryckluftsystem 26.

Detta tryckluftsystem innefattar en kompressor 27 vilken kan vara driven av fordonets motor 28 eller i förekommande fall utgöra ett eller flera avi förbränningsmotorn förekommande cylinderutrymmen vilket eller vilka under speciella driftsbetingelser avstängts för normal drift och i stället nyttjas för tryckluftsförsörjning. Kompressorn 27 försörjer en eller flera huvudtankar 30. 10 15 20 25 30 (_71 l\3 43:. -b OJ __; En tryckluftsledning 29 förbinder huvudtanken 30 med de till de stötdämpande anordningarna 8, 20 anordnade trycktankarna 14, 22. I en alternativ utföringsform kan huvudtanken 30 vara direkt kopplad till den eftergivligt utformade behållaren 9, 21. Det är dock fördelaktigt att montera den till den stötdämpande anordningen 8, 20 tillhörande trycktanken i nära anslutning till den eftergivligt utformad behållaren 9, 21 eftersom det är nödvändigt att den eftergivligt utformade behållaren kan fyllas snabbt. För detta ändamål är trycktanken 14, 22 företrädesvis förbunden med den eftergivliga behållaren 9, 21 via en tryckledning 35,36 vars längd understiger 0,8 m, företrädesvis 0,4 m.

I figur 2 visas tryckförloppet i en eftergivlig behållare som funktion av tiden vid en kollision med två islag. Vid tiden t= 0 slår en åkande i en eftergivlig behållare. Den åkande sammanpressar den eftergivliga behållaren under ca 200 ms under ett första islag. Under denna tid stiger trycket till följd av sammanpressningen av behållaren. När den åkande upphör att vidare sammanpressa behållaren sker ett dramatiskt tryckfall. Detta uppkommer på grund av att ingen vidare sammanpressning sker och att behållaren återflexar på grund av att behållaren önskar återta sin form. Genom tillförsel av gas förmås behållaren helt eller delvis återta sin ursprungliga form.

Företrädesvis utformas anordningen för stötdämpning för att tillhandahålla återtillförsel av gas på en tid uppgående till mellan 100 och 500 ms. I figuren visas även ett andra islag vilket äger rum efter den gasfyllda behållaren återfyllts.

I figur 4 visas ett diagram för variation av arbetstrycket i beroende av fordonets hastighet. Arbetstrycket är en växande funktion av hastigheten.

Enligt den visade utföringsformen ökar arbetstrycket linjärt som funktion av hastigheten. I figur 5 visas ett diagram för variation av arbetstrycket i förhållande till den åkandes vikt. Arbetstrycket är en växande funktion av den åkandes vikt. l en föredragen utföringsform där arbetstrycket är beroende av hastigheten och den åkandes vikt kan det totala arbetstrycket Ptot fastställas 10 15 524 431 av kontrollenheten till Ptot=(P(Av) + P(Am))/2 där P(Av) utgör arbetstrycket som funktion av hastigheten given av diagrammet i figur 4 och P(Am) utgör arbetstrycket som funktion av den àkandes vikt given av diagrammet i figur 5.

I figur 6 visas ett diagram för tillåtet normerat volymflöde ut genom frånluftventilerna som funktion av den ákandes normerade massa eller fordonets normerade hastighet. Hastigheten normeras företrädesvis för hastigheter mellan 0 och 80 km/h och massan hos den àkande mellan 20 kg och 120 kg. Flödet normeras för en given hastighet, därefter tillåts en variation på utsläppsvolymflödet kring det normerade talet.

Uppfinningen skall inte begränsas till ovan angivna utföringsformer utan kan varieras fritt inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 524 451 PATENTKRAV 1) 2) Stötdämpande personskydd (8) för innerutrymmen i ett fordon (1) innefattande en eftergivligt utformad behållare (9) vilken är gasfylld i ett ursprungligt expanderat viloläge och är anordnad att komprlmeras under upptagande av energi vid islag av en passagerare, där personskyddet (8) innefattar medel (13) för återställande av behållaren (9) till nämnda ursprungliga expanderade viloläge efter komprimering av behållaren, kännetecknad av att personskyddet innefattar en kontrollenhet (17) vilken är anordnad att via en tilluftsventil (15) reglera arbetstrycket i beroende av vilket energikvanta behållaren (9) skall absorbera. Stötdämpande personskydd enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda medel (13) för återställande av behållaren till nämnda ursprungliga expanderade viloläge innefattar en trycktank (14) vilken står i förbindelse med nämnda eftergivligt utformade behållare (9) via nämnda tilluftsventil (15), vilken tillhandahåller ett arbetstryck för den eftergivligt utformad behållaren (9). Stötdämpande personskydd enligt krav 2, kännetecknad av att nämnda eftergivligt utformad behållare (9) är utformad med åtminstone en utloppsventil (16), vilken är anordnad att öppna vid ett högre tryck än nämnda arbetstryck för behållaren (9). Stötdämpande personskydd enligt krav 1, kännetecknad av att kontrollenheten (17) är anordnad att reglera arbetstrycket i beroende av fordonets hastighet. Stötdämpande personskydd enligt krav 1 eller 4, kännetecknad av att kontrollenheten (17) är anordnad att reglera arbetstrycket i 10 524 431 10 beroende av den tilltänkte användarens vikt. Stötdämpande personskydd enligt något av föregående krav, kännetecknad av att en kontrollenhet (17) är anordnad att reglera det tryck vid vilket utloppsventilens (16) öppnar i beroende av fordonets hastighet och/eller den åkandes vikt. Stötdämpande personskydd enligt något av föregående krav, kännetecknad av att arbetstrycket uppgår till mellan 1,05 och 3 bar, företrädesvis mellan 1, 6 och 2 bar.