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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kindersitzes
an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Bei
dem Befestigungselement handelt es sich vorzugsweise um einen Befestigungshaken,
der an einem Ende eines Gurtes angebracht ist, dessen anderes Ende
an dem oberen Bereich des Kindersitzes befestigt ist. Der Gurt mit
dem Haken wird auch als Top Tether bezeichnet. Solche Top Tether
werden insbesondere in den USA und Kanada zur Befestigung von Kindersitzen
an der Fahrzeugstruktur verwendet.
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Aus
der
DE 198 00 072
A1 ist ein Rückhaltesystem
für einen
in einem Kraftfahrzeug mitgeführten,
auf einem Sitz des Kraftfahrzeugs abgestellten Kindersitz bekannt,
bei dem der Kindersitz mit mindestens einer integrierten Rasteinrichtung
versehen ist, die beim Befestigen des abgestellten Kindersitzes mit
mindestens einer am Sitz oder in dessen Nähe an einem Karosserieteil
des Kraftfahrzeugs angebrachten sitz- oder fahrzeugfesten Befestigungseinrichtung
in Eingriff tritt. Zur Verbesserung des Rückhaltevermögens der Rast- oder Befestigungseinrichtung ist
zwischen dem Kindersitz einerseits und dem Sitz oder dem Karosserieteil
andererseits mindestens ein Deformationselement angeordnet, das
sich bei Überschreiten
einer vorgegebenen Kraft plastisch verformt und dadurch eine begrenzte
Vorwärtsbewegung
des Kindersitzes gegenüber
dem Sitzteil des Sitzes ermöglicht,
um eine Spitzenbeanspruchung der Rast- und/oder Befestigungseinrichtung
zu verringern.
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Aus
der deutschen Übersetzung
DE 695 11 954 T2 der
EP 0 689 955 B1 ist
eine Kindersitz-Befestigungsvorrichtung bekannt, die ein energieabsorbierendes
Scheibenglied mit einem ersten und einem zweiten Lappen und einer
ersten und einer zweiten Kante enthält, die sich dazwischen erstrecken
und einem mittleren Abschnitt, der im Wesentlichen auf halbem Weg
zwischen dem besagten ersten und dem besagten zweiten Lappen liegt.
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Aus
der
DE 1 231 123 A geht
ein plastisch verformbares Streckglied für Fahrzeugsicherheitsgurte
hervor, das so ausgebildet ist, dass die im Falle einer Fahrzeugkollision
eintretende Dehnung der auf dem Streckglied gegenüberliegenden
Körperseite des
Benutzers befindlichen Gurtteile ausgeglichen werden kann, um schädliche Torsionsbeanspruchungen
der Wirbelsäule
zu vermeiden. Hierzu wird das Streckglied durch einen am Fahrzeug
befestigten, abgewinkelten Lenker gebildet, an dem das eine Ende
des Sicherheitsgurtes befestigt ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kindersitzes
an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, mit einer plastisch verformbaren
Halteeinrichtung, die an der Tragstruktur befestigt ist und ein
Halteelement aufweist, an dem ein an dem Kindersitz angebrachtes
Befestigungselement befestigbar ist, zu schaffen, die eine definierte
Bewegung des Halteelements beim Verformen der Halteeinrichtung ermöglicht,
und zwar nicht nur in Fahrzeuglängsrichtung.
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Die
Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zur Befestigung eines Kindersitzes
an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, mit einer plastisch
verformbaren Halteeinrichtung, die an der Tragstruktur befestigt
ist und ein Halteelement aufweist, an dem ein an dem Kindersitz
angebrachtes Befestigungselement befestigbar ist, wobei die Halteeinrichtung
mindestens eine Biegeachse aufweist, um die die Halteeinrichtung verformbar
ist, wenn eine Kraft auf das Halteelement wirkt, wobei die Biegeachse
sowohl im unverformten als auch im verformten Zustand der Halteeinrichtung unterhalb
einer Oberkante der Tragstruktur angeordnet ist, dadurch gelöst, dass
das Halteelement im verformten Zustand der Halteeinrichtung in einer
gegenüber
im unverformten Zustand höherliegenden Position
angeordnet ist, wobei die Halteeinrichtung außer der ersten Biegeachse noch
eine zweite Biegeachse aufweist, die im unverformten Zustand der Halteeinrichtung
unterhalb der Tragstrukturoberkante und im verformten Zustand oberhalb
der Tragstrukturoberkante angeordnet ist.
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Vorzugsweise
ist der Abstand zwischen den Biegeachsen größer als der Abstand der ersten
Biegeachse von der Oberkante der Tragstruktur. Dadurch wird erreicht,
dass das Halteelement beim Verformen der Halteeinrichtung nicht
an der Tragstruktur zur Anlage kommt.
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Bei
den bekannten Kindersitzbefestigungsvorrichtungen bewegt sich das
Halteelement in der Richtung, in der die Kraft wirkt, die auf das
Halteelement aufgebracht wird, also in der Regel in Fahrzeuglängsrichtung.
Bei der erfindungsgemäßen Kindersitzbefestigungsvorrichtung
ermöglicht
die Biegeachse eine definierte Bewegung des Halteelements zum Beispiel
auf einem Kreisbogen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Biegeachse
quer zur Fahrzeuglängsrichtung
angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass sich das Halteelement
auf einem Kreisbogen bewegt, wenn eine Zugkraft auf das Halteelement
aufgebracht wird.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung
mehrere Biegeachsen aufweist, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet
und so gestaltet sind, dass sich die Halteeinrichtung sukzessiv
in einer definierten Biegereihenfolge entlang jeweils einer Biegeachse
verformt, wenn eine Kraft, insbesondere eine Zugkraft, auf das Halteelement
wirkt. Durch die Biegereihenfolge kann dem Halteelement unter Last
eine solche Kinematik vorgegeben werden, dass das Halteelement nicht
an der Tragstruktur zur Anlage kommt, wenn sich die Halteeinrichtung
verformt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung
einen Befestigungsabschnitt, der von der ersten Biegeachse begrenzt
wird, einen Halteabschnitt, der von der zweiten Biegeachse begrenzt
wird, und einen Hebelabschnitt aufweist, der zwischen den beiden
Biegeachsen angeordnet ist. Der Befestigungsabschnitt kann mindestens
ein Durchgangsloch aufweisen, das zur Aufnahme eines Befestigungselements,
wie einer Schraube, dient. Der Halteabschnitt und/oder der Hebelabschnitt
können
beziehungsweise kann mit mindestens einer Aussparung versehen sein.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung
eine erste Biegeachse, die einen Befestigungsabschnitt begrenzt,
eine zweite Biegeachse und eine dritte Biegeachse aufweist, die einen
Halteabschnitt begrenzt, wobei zwischen der ersten und der zweiten
sowie zwischen der zweiten und der dritten Biegeachse jeweils ein
Hebelabschnitt ausgebildet ist. Durch die drei Biegeachsen kann
die Belastung der Tragstruktur deutlich reduziert werden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung
aus einem Stück
plastisch deformierbarem Blech gebildet ist. In dem Blech sind vorzugsweise
Durchbrüche
und/oder Soll- Schwachstellen
vorgesehen, um das Kraftniveau linear, degressiv oder progressiv
zu begrenzen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
verschiedene Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten Merkmale
jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer an einer Tragstruktur befestigten
Halteeinrichtung im unverformten Zustand;
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2 die
Halteeinrichtung aus 1 nach einer Verformung um eine
erste Biegeachse;
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3 die
Halteeinrichtung aus 1 nach einer Verformung um eine
zweite Biegeachse;
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4 eine
perspektivische Darstellung der Halteeinrichtung aus 1;
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5 eine
Untersicht der Halteeinrichtung aus 1;
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6 eine
Seitenansicht der Halteeinrichtung aus 1;
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7 eine
Draufsicht der Halteeinrichtung aus 1;
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8 eine
perspektivische Darstellung einer Halteeinrichtung mit drei Biegeachsen;
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9 eine
Seitenansicht der Halteeinrichtung aus 8;
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10 eine
perspektivische Darstellung einer Halteeinrichtung mit zwei Biegeachsen
und
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11 eine
Seitenansicht der Halteeinrichtung aus 10.
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In 1 ist
eine Tragstruktur 1 eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt.
Die Fahrzeuglängsrichtung
ist durch einen Pfeil 3 angedeutet. Bei der Tragstruktur 1 handelt
es sich zum Beispiel um einen Teil der Hutablage des Kraftfahrzeugs.
Die Tragstruktur 1 weist eine schräge Fläche 5 und eine horizontal
verlaufende Oberseite 6 auf. An der schrägen Fläche 5 ist
ein Befestigungsabschnitt 8 einer Halteeinrichtung 10 befestigt.
Der Befestigungsabschnitt 8 wird durch eine erste Biegeachse 11 begrenzt,
die quer zur Fahrzeuglängsrichtung 3 angeordnet
ist. Die Halteeinrichtung 10 weist eine zweite Biegeachse 12 auf,
die ebenfalls quer zur Fahrzeuglängsrichtung 3 angeordnet
ist. Zwischen der ersten Biegeachse 11 und der zweiten
Biegeachse 12 ist ein Hebelabschnitt 14 ausgebildet,
der im unverformten Zustand der Halteeinrichtung 10 an
dem Befestigungsabschnitt 8 anliegt. Von der zweiten Biegeachse 12 geht
ein Halteabschnitt 16 aus, der quer zur Fahrzeuglängsrichtung 3,
also vertikal angeordnet ist. In den Halteabschnitt 16 greift
ein Zughaken 18 ein, der an einem Befestigungselement 20 angebracht
ist.
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Der
Zughaken 18 und das Befestigungselement 20 bilden
einen so genannten Top Tether, der dazu dient, den oberen Bereich
eines Kindersitzes im Bereich des oberen Endes der Rückenlehne
eines Kraftfahrzeugsitzes zu befestigen. Ein Top Tether umfasst
zum Beispiel einen oberen Verzurrgurt, der einerseits an dem Kindersitz
und andererseits an der Tragstruktur befestigt ist. Solche Top Tether
werden insbesondere in den USA und Kanada zur Befestigung von Kindersitzen
an der Fahrzeugstruktur verwendet.
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In 2 ist
die Halteeinrichtung 10 in einem ersten Verformungszustand
dargestellt. Über
den Zughaken 18 wurde eine Kraft in Zugrichtung 22 auf den
Halteabschnitt 16 der Halteeinrichtung 10 aufgebracht.
Dadurch hat sich der Hebelab schnitt 14 der Halteeinrichtung 10 aus
der in 1 dargestellten Stellung um circa 90° um die erste
Biegeachse 11 verformt. Der Hebelabschnitt 14 ist
etwa im rechten Winkel zu der schrägen Fläche 5 angeordnet.
Eine Verformung um die zweite Biegeachse 12 hat noch nicht
stattgefunden. Der Halteabschnitt 16 ist oberhalb der Oberseite 6 der
Tragstruktur 1 etwa parallel zu der Oberseite 6 angeordnet.
Dadurch ist sichergestellt, dass der Zughaken 18 nicht
an der Tragstruktur 1 anliegt, sondern von dieser beabstandet
ist.
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In 3 ist
ein zweiter Verformungszustand der Halteeinrichtung 10 dargestellt. Über den
Zughaken 18 wurde weiterhin eine Kraft in Zugrichtung 22 auf
den Halteabschnitt 16 der Halteeinrichtung 10 aufgebracht.
Durch die weitere Kraftaufbringung hat sich der Hebelabschnitt 14 noch
weiter um die erste Biegeachse 11 verformt. Außerdem hat
sich der Halteabschnitt 16 gegenüber dem Hebelabschnitt 14 um die
zweite Biegeachse 12 verformt. Der Halteabschnitt 16 und
der daran befestigte Zughaken 18 sind auch in dem in 3 dargestellten
zweiten Verformungszustand der Halteeinrichtung 10 oberhalb
der Oberseite 6 der Tragstruktur 1 angeordnet.
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Durch
die spezielle Konstruktion der Halteeinrichtung können bevorzugte
Biegelinien vorgegeben werden. Die Biegelinienbereiche sind vorzugsweise
so ausgelegt, dass eine definierte Biegereihenfolge erreicht wird.
Durch die Biegereihenfolge kann dem Zughaken eine solche Kinematik
vorgegeben werden, dass die Verformung zuerst um die erste Biegeachse 11 erfolgt,
wobei der Zughaken nicht an der Tragstruktur zur Anlage kommt. Bei
steigendem Kraftniveau findet auch eine Verformung um die zweite
Biegeachse statt und die Halteeinrichtung kann sich strecken, ohne
dass der Zughaken an der Tragstruktur zur Anlage kommt. Durch eine
geeignete Schwächung
der Halteeinrichtung entlang der ersten Biegeachse und der Hinzu fügung einer
Sicke im Bereich der zweiten Biegeachse wird der Halteeinrichtung
eine reproduzierbare Biege-Kinematik aufgezwungen.
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In
den 4 bis 7 ist die Halteeinrichtung 10 aus
den 1 bis 3 allein in verschiedenen Ansichten
dargestellt. In den 4, 5 und 7 sieht
man, dass in dem Befestigungsabschnitt 8 ein Durchgangsloch 24 vorgesehen
ist, das zum Beispiel zur Aufnahme einer Schraube dient, mit der die
Halteeinrichtung 10 an der Tragstruktur befestigt werden
kann. In den 4 und 7 sieht
man, dass in dem Halteabschnitt 16 eine im Wesentlichen rechteckförmige Aussparung 26 vorgesehen
ist, die den Eingriff des Zughakens ermöglicht.
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In
den 8 und 9 ist eine einen Befestigungsabschnitt 48 aufweisende
Halteeinrichtung 50 in verschiedenen Ansichten dargestellt.
Die Halteeinrichtung 50 weist eine erste Biegeachse 51,
eine zweite Biegeachse 52 und eine dritte Biegeachse 53 auf.
Die Biegeachsen 51 bis 53 sind parallel zueinander
angeordnet. Die erste Biegeachse 51 begrenzt den Befestigungsabschnitt 48.
Zwischen der ersten Biegeachse 51 und der zweiten Biegeachse 52 ist
ein erster Hebelabschnitt 54 ausgebildet. Zwischen der zweiten
Biegeachse 52 und der dritten Biegeachse 53 ist
ein zweiter Hebelabschnitt 55 ausgebildet. Von der dritten
Biegeachse 53 geht ein Halteabschnitt 56 aus,
der, ebenso wie die Hebelabschnitte 54 und 55, im
Wesentlichen rechteckförmig
ausgebildet ist. Der zweite Hebelabschnitt 55 weist eine
im Wesentlichen rechteckförmige
Aussparung 58 auf. Der erste Hebelabschnitt 54 weist
eine im Wesentlichen rechteckförmige
Aussparung 60 auf. Der Befestigungsabschnitt 48 ist
an seinem freien Ende abgerundet. In dem Befestigungsabschnitt 48 ist
ein Durchgangsloch 64 vorgesehen, das zur Aufnahme eines
Befestigungselements dient. In dem Halteabschnitt 56 ist eine
im Wesentlichen rechteckförmige
Aussparung 66 vorgesehen.
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Durch
die Art und die Ausführung
der verschiedenen Abschnitte der Halteeinrichtung, insbesondere
die Konturgebung und die Lage der Durchbrüche beziehungsweise Soll-Schwachstellen,
kann das Kraftniveau linear, degressiv oder progressiv begrenzt
werden. Die Halteeinrichtung 10 ist teilelastisch ausgeführt, um
das Kraftniveau zu begrenzen und einen definierten Weg freizugeben.
Dadurch wird die Insassenbelastung auf einem kleinstmöglichen Maß gehalten.
Beim Aufbringen einer Zugkraft wird ein Aufliegen des Zughakens
(Tether-Hook) auf Karosserieteilen und damit ein Versagen des Hakens vermieden.
Die Belastung auf die Karosserie wird reduziert. Es ist auch möglich, die
erfindungsgemäße Halteeinrichtung
für eine
Isofix-Anbindung zu verwenden.
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In
den 10 und 11 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung
in verschiedenen Ansichten dargestellt. Eine Halteeinrichtung 70 weist
einen länglichen
Befestigungsabschnitt 68 auf, der an einer (nicht dargestellten)
Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs befestigbar ist. Die Halteeinrichtung 70 weist
eine erste Biegeachse 71 und eine zweite Biegeachse 72 auf.
Die Biegeachsen 71 und 72 sind parallel zueinander
angeordnet. Die erste Biegeachse 71 begrenzt den mittleren
Bereich des Befestigungsabschnitts 68. Zwischen der ersten
Biegeachse 71 und der zweiten Biegeachse 72 ist
ein Hebelabschnitt 74 ausgebildet. Von der zweiten Biegeachse 72 geht
ein Halteabschnitt 76 aus, der eine im Wesentlichen rechteckförmige Aussparung 78 aufweist.
In dem Befestigungsabschnitt 68 sind in den beiden seitlichen
Bereichen mehrere Durchgangslöcher 79 und 80 vorgesehen, die
zur Aufnahme von Befestigungselementen, wie Schrauben, dienen, um die
Halteeinrichtung 70 an der Tragstruktur des Kraftfahrzeugs
zu befestigen.