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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für einen
Fahrzeugsitz in einem minengeschützten
Kraftfahrzeug, wobei der Fahrzeugsitz an einer Sitzkonsole befestigt
ist, die über
mindestens einen Tragarm am Dach oder dem oberen Bereich der Seitenwand
des Fahrzeugs aufgehängt
ist, und mit Sicherheitsgurten versehen ist.
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Bei
in militärischen
Kampfeinsätzen
verwendeten Kraftfahrzeugen ergibt sich das Problem, daß bei einer
Minenexplosion eine extreme Stoßbelastung
an der Unterseite des Fahrzeugs auftritt, die auf die im Fahrzeug
angeordneten Fahrzeugsitze übertragen
wird und dadurch die Fahrzeuginsassen aufs höchste gefährdet.
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Um
solche Belastungen zu reduzieren, wird eine Entkopplung der direkten
Krafteinleitung vom Fahrzeugboden in den Sitz angestrebt. In
DE 196 25 715 C1 wird
beispielsweise ein Dämpfelement
zwischen Fahrzeugboden und Sitz eingefügt, welches so ausgelegt ist,
dass es nur begrenzte Kräfte überträgt.
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Weiterhin
muß damit
gerechnet werden, daß eine
Mine nicht nur unter dem Fahrzeugboden, sondern auch seitlich neben
dem Fahrzeug detoniert. Die Insassen müssen also auch vor den Belastungen und
Verformungen geschützt
werden, die auf die Seitenwände
ausgeübt
werden. Um die Fahrzeuginsassen in einem ausreichenden Abstand von
den gefährdeten
Wänden
des Fahrzeuggehäuses
fern zu halten, ist es bekannt, die Fahrzeugsitze am Dach oder am
oberen Bereich der Seitenwand des Fahrzeugs aufzuhängen.
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In
DE 197 02 398 C1 wird
eine Sitzbefestigung beschrieben, welche sowohl am Fahrzeugdach als
auch am Fahrzeugboden befestigt ist. Hier wird die Verbindung des
Sitzes zum Fahrzeugdach nach Überschreitung
eines Schwellwerts der Vertikalkraft zunächst mechanisch getrennt, anschließend kommt ein
Dämpfungselement
zwischen Fahrzeugboden und Sitz in Kontakt.
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Sowohl
bei
DE 196 25 715
C1 als auch bei
DE
197 02 398 C1 ist nachteilig, dass die Entkoppelung zwischen
Fahrzeugstruktur und Sitz nicht vollständig ist. Durch die extrem
schnellen Belastungsgeschwindigkeit einer Minenexplosion und die
Massenträgheiten
der Bauteile zur Befestigung bzw. Führung können unerwünschte Belastungen auf den
Sitz übertragen
werden. Bei
DE 197
02 398 C1 ist insbesondere nachteilig, dass die Entkoppelung
nur für eine
genau vertikale Belastungsrichtung effektiv ist.
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Die
grundsätzlich
beste Entkoppelung bei Minenexplosionen wird durch einen völligen Verzicht auf
eine bodenseitige Befestigung erreicht. Eine Befestigung am Dach
oder in Dachnähe
erscheint zweckmäßig, da
hier keine direkte Krafteinleitung durch eine Minenexplosion zu
erwarten ist.
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Eine
zusätzliche,
dem Ziel der Entkoppelung zwischen Sitz und Fahrzeugboden entgegenstehende
Anforderung an minengeschützte
Kraftfahrzeuge, die Voraussetzung für die Zulassung zum Straßenverkehr
ist, besteht darin, dass die Sicherheitsgurte an Konstruktionen
befestigt sein müssen,
welche die nach Norm vorgeschriebenen Gurtkräfte aufnehmen können.
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Auf
die Erfüllung
dieser Anforderung sind die in
DE 196 25 715 C1 und
DE 197 02 398 C2 vorgeschlagenen
Bauweisen nicht vorbereitet. Da die Befestigung des Sitzes durch
eine Minenexplosion ihre ursprüngliche
Festigkeit verliert, ist unklar, wie eine geeignete Befestigung
eines Sicherheitsgurtes gestaltet werden kann.
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Es
liegt zunächst
nahe, wie bei konventionellen Kraftfahrzeugen die Gurtbefestigungspunkte
direkt an die Fahrzeugzelle zu legen.
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Dies
hat aber den Nachteil, dass nach einer Minendetonation der Sicherheitsgurt
wesentlich gelängt
wird und seine Schutzwirkung, beispielsweise bei einem nachfolgenden Überschlag
des Fahrzeugs, stark eingeschränkt
ist.
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Es
ist auch bekannt, die Sicherheitsgurte an einer massiven Querstrebe
zwischen den beiden Seitenwänden
zu befestigen, die eine gemeinsame Sitzkonsole für die beiden Vordersitze darstellt.
Dies bedingt jedoch eine massive Dimensionierung dieser Strebe und
führt zu
einer unerwünschten
Innenraumteilung.
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Bei
niedrigen Fahrzeugen ist eine Befestigung der Sitzkonsolen oder
der Gurtbefestigungspunkte im unteren Bereich der Seitenwände ungünstig. Es
ist grundsätzlich
vom Minenschutz her anzustreben, die Fahrzeugsitze am Dach oder
am oberen Bereich der Seitenwände
aufzuhängen.
Gleichzeitig sollten die Befestigungspunkte der Sicherheitsgurte direkt
an der Sitzkonsole liegen und nicht etwa am Fahrzeugboden, damit
sie bei Minendetonationen nicht verschoben werden und somit die
Gurte nicht mehr dicht anliegen.
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Ein
solches Prinzip ist in
DE
38 13 557 A1 enthalten. Hier wird der Sicherheitsgurt zunächst an der
Sitzstruktur befestigt und von dort mittels eines zusätzlichen
Stützgurtes
an der Fahrzeugstruktur. Die gezeigte Ausrichtung des Stützgurtes
in der Horizontalen wäre
allerdings für
ein minengeschütztes Fahrzeug
nicht geeignet, da bei einer Verschiebung des Gurtbefestigungspunktes
Zugkräfte
auf den Sitz ausgeübt
werden würden.
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Es
sind bei der Konstruktion also zwei grundlegende Probleme zu lösen. Einerseits
neigt eine Sitzkonsole, die über
einen langen Ausleger nach oben am Dach oder in Dachnähe befestigt
ist, zu Schwingungen, da die Anbindungssteifigkeit gering ist und
zum anderen müsste
die Konsole die Gurtkräfte
mit einem großen
Hebelarm bis an den Befestigungspunkt ableiten, was praktisch kaum
lösbar
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung
für einen
Fahrzeugsitz, der eingangs und im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art zu schaffen, mit der es einerseits möglich ist
alle unerwünschten
Krafteinwirkungen auf den Fahrzeugsitz bei einer Minenexplosion
zu unterbinden, andererseits aber die durch Sicherheitsgurte, welche
am Fahrzeugsitz oder der Sitzkonsole befestigt sind, ausgeübten Kräfte den Anforderungen
entsprechend den bestehenden Normen und Vorschriften aufzunehmen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ei nerseits den auf einer
Konsole befestigten Fahrzeugsitz über einen oder mehrere Tragarme
am Dach oder in Dachnähe
aufzuhängen
und andererseits zwischen Konsole und Fahrzeugboden eine Abspannung
vorzusehen, die durch Verbindungselemente bewirkt wird, welche nur
Zugkräfte
jedoch keine Druckkräfte übertragen
können.
Diese Verbindungselemente können
vorzugsweise Gurtbänder sein,
es können
aber auch Gurte, Seile oder Ketten verwendet werden.
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Wichtig
ist, dass die Befestigungspunkte dieser Verbindungselemente am Fahrzeugboden
niedriger liegen als die Befestigungspunkte an der Sitzkonsole,
damit sie eine Verschiebung des Bodens in vertikaler Richtung ermöglichen.
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Diese
Abspannung kann kostengünstig
und mit geringem Auslegungsrisiko, beispielsweise mit handelsüblichen
Gurtbändern
geschehen. Die Lage und Richtung der Gurtabspannungen kann genau
auf die auftretenden Beanspruchungen ausgelegt werden. Es können Quer-,
Längs- und Drehschwingungen
der Konsole im normalen Fahrbetrieb unterdrückt werden. Die geforderten
Gurtkräfte
können auf
kürzestem
Wege in den Fahrzeugboden eingeleitet werden. Die Konsole und ihre
Aufhängung
müssen
als einzige verbleibende Belastung vertikale Zugkräfte nach
unten ertragen, je nach Anbindung der Sitzkonsole überlagert
mit einer Biegebelastungskomponente. Eventuell können durch geneigten Einbau
der Gurtbänder
zusätzliche
Vertikalkräfte auf
die Konsole und ihren Ausleger erzeugt werden, die sie aber nicht übermäßig belasten,
da sie für
eben diese Belastungsrichtung optimiert ausgelegt werden kann. Die
Gurtbänder
können
so angebracht werden, dass sie im Einbauraum unterhalb der Sitzkonsole liegen
und so die Innenraumergonomie nicht nachteilig beeinflussen.
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Im
Falle einer Minendetonation können
sich bei einer Einbeulung des Fahrzeugbodens alle unteren Befestigungspunkte
der Gurtbänder
verschieben ohne unerwünschte
Krafteinwirkung auf die Sitzkonsole. Die mögliche Verschiebung der Konsole
durch die schlaffen Gurtbänder
kann durch geschickte Anordnung auf ein Mindestmaß begrenzt
werden. So kann man insbesondere die mögliche Vorverlagerung des Sitzes
für einen
auf die Minendetonation folgenden Verkehrsunfall auf ein unkritisches
Maß begrenzen
und erzielt trotz Minendetonation einen unverminderten Insassenschutz.
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Es
kann vorteilhaft und kostengünstig
ein handelsüblicher
und zugelassener Sitz mit integrierter 3-Punkt-Gurtführung verwendet werden. Seine Gurtspannung
und Schutzwirkung bei einem Überschlag
nach Minendetonation bleiben voll erhalten. Es kann aber auch ein
herkömm licher
Sitz ohne integrierten Gurt verwendet werden. Die Befestigung des oberen
Umlenkpunktes eines zusätzlich
angebrachten Dreipunktgurtes kann dann vorteilhaft direkt am Tragarm
erfolgen. Die beiden unteren Gurtverankerungspunkte können direkt
an der Sitzkonsole befestigt werden. Auch mit dieser Ausführung wird
erreicht, daß die
Schutzwirkung der Gurte nach einer Minendetonation voll erhalten
bleibt.
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Die
erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
kann sowohl für
den Fahrer- und den Beifahrersitz als auch für Passagiersitze und Sitzbänke in gleicher
Weise angewandt werden. Sie kann grundsätzlich auch zur Befestigung
empfindlicher Geräte
im Fahrzeug verwendet werden.
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Zusammengefaßt ergeben
sich folgende Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung:
- – Erfüllung der
Anforderungen nach Minenschutz und Unfallschutz auch in Kombination
nacheinander mit hoher Auslegungssicherheit und Unempfindlichkeit
gegenüber
Variation der Randbedingungen, wie z. B. Minenposition und -art
sowie Unfallzenario und sehr geringe Verletzungswahrscheinlichkeit
wegen einer guten mechanischen Entkoppelung;
- – geringes
Gewicht;
- – geringe
Kosten;
- – große Flexibilität bei der
Anordnung der Sitze im Fahrzeug, keine Einschränkung der Durchgangsmöglichkeiten;
- – keine
beweglichen Teile, geringe Teilezahl, sichere Funktion auch nach
jahrelangem Einsatz;
- – gute
Zugänglichkeit
für Sichtkontrolle.
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele für eine Befestigungsvorrichtung
nach der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 in
einer stark schematisierten Seitenansicht einen in einem Kraftfahrzeug
angeordneten Fahrzeugsitz;
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2 den
Fahrzeugsitz nach 1 in einer Ansicht von hinten;
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3 in
einer gegenüber
den 1 und 2 verkleinerten perspektivischen
Darstellung die Sitzkonsole mit Tragarmen des Fabrzeugsitzes nach 1 und 2;
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4 in
einer noch stärker
schematisierten Skizze den Fahrzeugsitz nach 2 mit einer
gegenüber 1 und 2 variierten
Art der Abspannung;
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5 in
einer Darstellung analog 4 einen am Fahrzeugdach aufgehängten Fahrzeugsitz mit
einer Abspannung analog 4;
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6 in
einer Darstellung analog 4 einen über einen Tragarm am Dach aufgehängten Fahrzeugsitz
mit einer dreibeinförmigen
Abspannung.
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In
den 1 bis 3 ist ein in einem nicht näher dargestellten
minengeschützten
Kraftfahrzeug angeordneter Fahrzeugsitz gezeigt. Der Fahrzeugsitz
selbst besitzt eine Sitzschale 1.1, an der eine Rückenlehne 1.2 angeordnet
ist. Die Sitzschale 1.1 und die Rückenlehne 1.2 sind
auf einer Sitzkonsole 2 befestigt. An der Rückseite
des Sitzes ist eine hochklappbare Fußraste 1.3 angeordnet.
Am Fahrzeugsitz ist ein Sicherheitsgurt 8 vorgesehen mit
einem Gurtaufroller 8.1. Die Sitzkonsole 2 ist über zwei Tragarme 3.1 und 3.2 im
oberen Bereich 5.2 der Seitenwand des Fahrzeugs zu beiden
Seiten eines Seitenfensters 6 aufgehängt. Der vordere, teilweise schräg geführte Tragarm 3.2 stützt sich über eine
Abstützung 33 an
der Seitenwand ab (siehe 3). Die Tragarme 3.1 und 3.2 können als
aus Hohlprofilen aufgebauter Rahmen ausgebildet sein. Wie 2 zu entnehmen,
besteht keine Verbindung zwischen dem Fahrzeugsitz und dem unteren
Bereich 5.1 der Seitenwand. Die Sitzkonsole 2 ist
zum Fahrzeugboden 7 hin über Gurtbänder abgespannt. Bei der Ausführungsform
nach 1 und 2 verläuft ein erstes Gurtband 4.1 in
einer Richtung senkrecht zum Fahrzeugboden 7, während ein
zweites Gurtband 4.2 in Längsrichtung des Fahrzeugsitzes
schräg
zum Fahrzeugboden 7 von hinten nach vorne ansteigend verläuft. Am
Fahrzeugboden 7 sind die Gurtbänder 4.1 und 4.2 über eine
Schraubbefestigung befestigt. Wie in den 1 und 2 gestrichelt
angedeutet, kann ein drittes Gurtband 43 vorgesehen sein,
welches in Querrichtung zum Fahrzeugsitz und schräg zum Fahrzeugboden 7 von
innen nach außen
ansteigend verläuft.
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4 zeigt
eine Variante der Abspannung bei einem Fahrzeugsitz, der ansonsten,
wie in den 1 bis 3 dargestellt,
im oberen Bereich 5.2 der Seitenwand aufgehängt ist.
In 4 werden für Teile,
die der Ausführungsform
nach 1 bis 3 entsprechen, die gleichen
Bezugsziffern verwendet.
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Die
Abspannung der Sitzkonsole 2 zum Fahrzeugboden 7 erfolgt
bei dieser Ausführungsform über zwei
Gurtbänder 4.4 und 4.5,
die vertikal oder in Fahrzeugsitzlängsrichtung schräg abwärts laufen können, sowie über zwei weitere
Gurtbänder 4.6 und 4.7,
die in Querrichtung zum Fahrzeugsitz sich kreuzend schräg von oben
nach unten verlaufen.
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In 5 ist
die Abspannungsmöglichkeit nach 4 bei
einem Fahrzeugsitz dargestellt, der am Fahrzeugdach aufgehängt ist.
In 5 sind die gleichen Bezugsziffern verwendet wie
in 4 und mit einem Apostrophstrich versehen. Die
Konsole 2' ist über Tragarme 3.1' und 3.2' ~ Dach 5.3' des Fahrzeugs
aufgehängt.
Die Abspannung zwischen Sitzkonsole 2' und Fahrzeugboden T erfolgt über zwei vertikal
oder in Fahrzeugsitzlängsrichtung
schräg
abwärts
verlaufende Gurtbänder 4.4' und 4.5' sowie über zwei
in Fahrzeugsitzquerrichtung schräg
abwärts
verlaufende, sich kreuzende Gurtbänder 4.6' und 4.7'.
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6 zeigt
eine Ausführungsform,
bei welcher der Fahrzeugsitz über
einen Tragarm am Dach des Fahrzeugs aufgehängt ist. Es sind wiederum die gleichen
Bezugsziffern für
gleiche Teile verwendet und mit zwei Apostrophstrichen versehen.
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Die
Sitzkonsole 2'' ist über einen
Tragarm 3'' am Fahrzeugdach 5.3'' aufgehängt. Die Abspannung der Sitzkonsole 2'' zum Fahrzeugboden 7'' erfolgt über Gurtbänder 4'',
die dreibeinförmig
angeordnet sind.