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Die
Erfindung betrifft eine Insassenrückhalteeinrichtung für ein Kraftfahrzeug
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige
Insassenrückhalteeinrichtungen umfassen
eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges, die in einem in ein Kraftfahrzeug
integrierten Zustand eine Innenseite aufweist, die einem Innenraum
des Kraftfahrzeuges zugewandt ist, und eine Außenseite, die dem Innenraum
abgewandt ist, sowie eine Innenverkleidung, die an der Innenseite
der Tragstruktur angeordnet ist. Die Innenverkleidung weist einen
bewegbaren Bereich auf, der dazu vorgesehen und eingerichtet ist,
zum Schutz eines Insassen vor einer vom Außenraum her auf die Außenseite
der Tragstruktur erfolgenden Krafteinwirkung eine Bewegung zum Innenraum
des Kraftfahrzeuges hin auszuführen,
so dass sich der bewegbare Bereich zum Abstützen des Insassen an den Insassen
annähert. Weiterhin
weist eine solche Insassenrückhalteeinrichtung
eine Bewegungserzeugungs vorrichtung zum Erzeugen der Bewegung des
bewegbaren Bereiches auf, die mit einer zum Erkennen einer bevorstehenden
Krafteinwirkung auf die Außenseite
der Tragstruktur vorgesehenen Pre-Crash-Detektionsvorrichtung gekoppelt
ist, welche beim Erkennen einer bevorstehenden Krafteinwirkung die
Bewegungserzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Bewegung des bewegbaren
Bereiches zum Innenraum hin auslöst.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Insassenrückhalteeinrichtung
der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass der
Schutz eines Insassen vor einer Krafteinwirkung auf die Außenseite
der Tragstruktur des Kraftfahrzeuges verbessert wird.
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Dieses
Problem wird durch eine Insassenrückhalteeinrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach
ist vorgesehen, dass die Bewegungserzeugungsvorrichtung die Bewegung
des bewegbaren Bereiches durch Wölben
des bewegbaren Bereiches zum Innenraum hin erzeugt.
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Da
hierbei die quer zur Bewegungsrichtung einander gegenüberliegenden äußeren Randbereiche
des bewegbaren Bereiches nicht zum Innenraum hin bewegt werden,
sondern an der stationären
Innenverkleidung der Tragstruktur verbleiben, können keine Gegenstände zwischen
den bewegbaren Bereich und die Tragstruktur gelangen. Insbesondere kann
ein Insasse des Kraftfahrzeuges nicht zwischen dem bewegbaren Bereich
der Innenverkleidung und der Tragstruktur eingeklemmt werden.
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Entscheidend
hinsichtlich der Bewegung des bewegbaren Bereiches ist, dass eine
Beabstandung zwischen einem Insassen und der durch die Krafteinwirkung
betroffenen Tragstruktur durch den bewegbaren Bereich überbrückt wird.
Im Idealfall erfolgt die Bewegung des bewegbaren Bereiches derart,
dass sich der bewegbare Bereich zum Schutz des Insassen an diesen
anlegt.
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Weiterhin
ist vorteilhaft, dass aufgrund einer frühzeitigen Erfassung einer bevorstehenden
Krafteinwirkung der bewegbare Bereich der Innenverkleidung vor dem
Eintreten der Krafteinwirkung zum Innenraum hin bewegt werden kann.
Hierdurch wird der Insasse bereits vor dem Eintreten der Krafteinwirkung
gezielt durch den bewegbaren Bereich gestützt und kann zusätzlich entlang
der Richtung der Krafteinwirkung zum Innenraum hin verlagert werden,
wodurch ein Absorptionsweg der Krafteinwirkung (Beabstandung zwischen
der Außenseite
der Tragstruktur und dem zu schützenden
Insassen entlang der Richtung der Krafteinwirkung) zusätzlich verlängert wird.
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Bevorzugt
ist der bewegbare Bereich der Innenverkleidung aus einer Anfangsposition
entlang einer von der Tragstruktur zum Innenraum weisenden Bewegungsrichtung
in eine Endposition bewegbar. In der Anfangsposition kann der Bereich
derart in die Innenverkleidung integriert sein, dass eine dem Innenraum
zugewandte Oberfläche
des bewegbaren Bereiches bündig
in eine Oberfläche
eines den bewegbaren Bereich umgebenden Bereiches der Innenverkleidung
der Tragstruktur eingepasst ist.
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Besonders
bevorzugt ist die Pre-Crash-Detektionsvorrichtung dazu eingerichtet
und vorgesehen, die Bewegung des Bereiches der Innenverkleidung
derart auszulösen,
dass der Bereich seine Endposition zeitlich vor der Krafteinwirkung
auf die Außenseite
der Tragstruktur einnimmt. Mit Vorteil kann der Insasse somit bereits
vor Eintreten eines Unfalls gestützt
bzw. vom Ort der Krafteinwirkung wegverlagert werden.
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Vorzugsweise
ist eine Beabstandung zwischen dem in der Endposition befindlichen
Bereich und dem in der Anfangsposition befindlichen Bereich entlang
der Bewegungsrichtung des bewegbaren Bereiches variabel einstellbar.
Die Beabstandung kann hierbei von verschiedenen Parametern wie z.B.
der Position des Insassen im Innenraum des Kraftfahrzeuges, der
Masse der Person, der Größe der Person,
dem Betrag der einwirkenden Kraft und der Größe der einwirkenden Kraft abhängig sein.
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Besonders
bevorzugt ist der bewegbare Bereich dazu ausgebildet, einen an der
durch die Krafteinwirkung betroffenen Tragstruktur sich befindenden
Insassen von der Tragstruktur weg zum Innenraum hin zu verlagern.
Hierdurch wird der Schutz des Insassen vor auf den Insassen einwirkenden
Bereichen der durch die Krafteinwirkung deformierten Tragstruktur
erheblich erhöht,
da eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Insassen und der sich durch
die Krafteinwirkung deformierenden (und daher auf den Insassen zu
bewegenden) Tragstruktur durch die Verlagerung des Insassen verringert
wird.
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Vorzugsweise
weist die Bewegungserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung der Bewegung
des bewegbaren Bereiches der Innenverkleidung einen Motor (z.B.
einen Elektromotor) auf. Bei einem solchen Motor kann es sich beispielsweise
um einen bekannten Linear- oder
Getriebemotor handeln. Eine alternative Variante der Erfindung sieht
vor, dass die Bewegung durch die Bewegungserzeugungsvorrichtung
pneumatisch oder hydraulisch erzeugt wird, beispielsweise mittels
eines Zweiwegezylinders.
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Vorzugsweise
weist der bewegbare Bereich einen ersten und einen zweiten beweglich
an der Innenverkleidung gelagerten Randbereich auf, die einander
quer zur Bewegungsrichtung gegenüberliegen.
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In
einer Variante der Erfindung ist die Bewegungserzeugungsvorrichtung
dazu ausgebildet, zur Erzeugung der Bewegung des Bereiches eine
Beabstandung zwischen dem ersten und dem zweiten Randbereich des
bewegbaren Bereiches quer zur Bewegungsrichtung derart zu verringern,
dass sich der Bereich zum Innenraum hin wölbt.
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In
einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bewegungserzeugungsvorrichtung
zur Erzeugung der Bewegung des bewegbaren Bereiches der Innenverkleidung
der Tragstruktur den (gesamten) bewegbaren Bereich entlang der Bewegungsrichtung
zum Innenraum hin zusätzlich
linear verschiebt. Hierzu kann ein Motor, beispielsweise ein Linear-
oder Getriebemotor, eingesetzt werden.
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In
einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist die Bewegungserzeugungsvorrichtung dazu
eingerichtet und vorgesehen, die Bewegung des bewegbaren Bereiches
reversibel auszuführen. Dies
ermöglicht
beispielsweise den bewegbaren Bereich bei einer nur geringen Krafteinwirkung
auf die Außenseite
der Tragstruktur sofort wieder in seine Anfangsposition zurück zu bewegen.
Weiterhin ist eine reversible Bewegungserzeugungsvorrichtung vorteilhaft,
da bei einer Detektion einer bevorstehenden Krafteinwirkung grundsätzlich die
Möglichkeit besteht,
dass die Krafteinwirkung noch rechtzeitig vermieden werden kann.
In einem solchen Fall kann der bewegbare Bereich wieder in seine
Anfangsposition bewegt werden und steht erneut zur Rückhaltung eines
Insassen zur Verfügung.
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Bevorzugt
ist die Bewegungserzeugungsvorrichtung dazu ausgebildet, die Bewegung
des bewegbaren Bereiches entlang der Bewegungsrichtung mit einer
Beschleunigung vorzunehmen, deren zeitlicher Verlauf vordefinierbar
ist. Unter einer Beschleunigung wird hierbei allgemein die momentane Änderung
einer Geschwindigkeit verstanden, wobei positive Beschleunigungswerte
einer Beschleunigung in Bewegungsrichtung entsprechen, während negative Beschleunigungswerte
einer Verzögerung
entsprechen.
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Der
Vorteil einer Vorbestimmung des zeitlichen Verlaufs der Beschleunigung
liegt darin, dass eine Gegenkraft die der bewegbare Bereich beim
Anlegen an den Insassen auf den Insassen ausübt, individuell an die Physiologie
des Insassen anpassbar ist und dem Betrag und der Richtung der Krafteinwirkung
entsprechend eingestellt werden kann. Ferner kann der bewegbare
Bereich zunächst
mit großer
Beschleunigung entlang der Bewegungsrichtung an den Insassen angenähert werden,
wobei in der Folge, bei rechtzeitig einsetzender Verzögerung des
bewegbaren Bereiches, der bewegbare Bereich möglichst sanft zur Anlage an
den zu schützenden
Insassen gebracht werden kann.
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Vorzugsweise
ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist,
den zeitlichen Verlauf der Beschleunigung in Abhängigkeit von zumindest der
Masse und/oder der Größe eines
Insassen zu berechnen. Hierbei können
die Masse und die Größe des Insassen
mit bekannten Sensoren detektiert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind eine Mehrzahl an bewegbaren Bereichen vorgesehen,
die mit einer Pre-Crash-Detektionsvorrichtung zusammenwirken, die
beim Erkennen einer bevorstehenden Krafteinwirkung auf die Außenseite
der Tragstruktur die Bewegung der einzelnen bewegbaren Bereiche
zum Innenraum hin auslöst.
Vorzugsweise sind hierbei die einzelnen bewegbaren Bereiche unabhängig voneinander
entlang der Bewegungsrichtung bewegbar.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die einzelnen bewegbaren
Bereiche der Innenverkleidung unterschiedlichen Körperpartien
eines Insassen zugeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass die der
Rückhaltung
des Insassen dienenden Bewegungen der einzelnen bewegbaren Bereiche
an die unterschiedlichen anatomischen Eigenschaften der jeweiligen
Körperpartie
des Insassen angepasst werden können.
So ist beispielsweise ein Schulterbereich eines Insassen bei einer
Rückhaltung
weniger verletzungsgefährdet
als beispielsweise ein Kopf- oder Rippenbereich.
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Die
Auswerteeinrichtung ist deshalb bevorzugt dazu ausgebildet, in Abhängigkeit
von der jeweiligen Körperpartie
Beschleunigungen zu berechnen, mit denen die einzelnen, den unterschiedlichen
Körperpartien
zugeordneten bewegbaren Bereiche der Innenverkleidung entlang der
Bewegungsrichtung zum Schutze des Insassen zum Innenraum hin bewegt
und an den Insassen angelegt werden. Hierbei ist entscheidend, dass über die
Beschleunigung eines bewegbaren Bereiches die Gegenkraft, die der bewegbare
Bereich beim Anlegen auf den Insassen ausübt, regelbar ist und wie vorstehend
beschrieben individuell an die Physiologie des Insassen sowie an den
Betrag und die Richtung einer auf die Außenseite der Tragstruktur einwirkenden
Kraft anpassbar ist
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ein Gassack vorgesehen, der zum Schutz eines Insassen
im Innenraum des Kraftfahrzeuges aufblasbar ist.
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Bevorzugt
ist der Gassack derart an der Tragstruktur angeordnet, dass er in
einem durch die Bewegung des bewegbaren Bereiches entlang der Bewegungsrichtung
entstandenen Freiraum zwischen der Tragstruktur und dem bewegbaren
Bereich entfaltbar ist. Da in diesem Fall ein Insasse im Wesentlichen
durch den bewegbaren Bereich quer zur Bewegungsrichtung des bewegbaren
Bereiches abgedeckt ist, kann der Gassack besonders schnell aufgeblasen
werden, ohne den Insassen dabei zu gefährden. Weiterhin kann der Gassack
aufgrund des zusätzlichen,
durch die Bewegung des bewegbaren Bereiches geschaffenen Freiraumes
zwischen dem bewegbaren Bereich und der Tragstruktur (bzw. der an
der Tragstruktur verbleibenden Innenverkleidung) besonders großvolumig
ausgelegt werden.
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Mit
Vorteil kann der bewegbare Bereich an einer zur Tragstruktur weisenden
Außenseite
sowie an einer dem Innenraum zugewandten Innenseite der an der Tragstruktur
verbleibenden Innenverkleidung derart ausgebildet sein, dass die
Außenseite bzw.
die Innenseite dem Gassack quer zur Bewegungsrichtung möglichst
wenig Widerstand entgegensetzt, so dass der Gassack insbesondere
vor abrasiven Einwirkungen geschützt
ist.
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Bevorzugt
ragt der Gassack in seinem entfalteten Zustand quer zur Bewegungsrichtung über den bewegbaren
Bereich hinaus, so dass er quer zur Bewegungsrichtung des bewegbaren
Bereiches beispielsweise den gesamten Körper des Insassen abdecken
kann.
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Besonders
bevorzugt wird die Tragstruktur durch eine Kraftfahrzeugtür gebildet,
in deren Innenverkleidung der bewegbare Bereich integriert ist.
Die Erfindung kann natürlich
auch bei entsprechender Auslegung an anderen Innenverkleidungen
des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden.
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Ein
weiterer Gedanke der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens
zur Rückhaltung
eines Insassen eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Insassenrückhalteeinrichtung,
bei dem eine Krafteinwirkung auf die Außenseite der Tragstruktur eines
Kraftfahrzeuges mittels einer Pre-Crash-Detektionsvorrichtung detektiert wird
und zumindest ein bewegbarer Bereich der an der Innenseite der Tragstruktur
angeordneten Innenverkleidung der Tragstruktur zum Innenraum hin
gewölbt
wird, um ihn zum Schutz des Insassen an den Insassen anzunähern und
ggf. an den Insassen anzulegen.
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Mit
Vorteil ermöglicht
das erfindungsgemäße Verfahren
einen frühzeitigen
Kontakt des bewegbaren Bereichs mit dem Insassen, wobei die Rückhaltung
des Insassen über
die Bewegungen des zumindest einen bewegbaren Bereiches einfach
und effektiv steuerbar ist.
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Vorzugsweise
erfolgt das Bewegen des zumindest einen bewegbaren Bereiches vor
dem Eintreten der Krafteinwirkung auf die Außenseite der Tragstruktur.
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In
einer Variante des Verfahrens wird das Gewicht und/oder die Größe des zu
schützenden
Insassen gemessen, wobei bevorzugt die Beschleunigung der Bewegung
des zumindest einen bewegbaren Bereiches der Innenverkleidung in
Abhängigkeit des
berechneten Gewichts und/oder der gemessenen Größe des Insassen berechnet wird.
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Vorzugsweise
wird der zumindest eine Bereich einer Körperpartie des zu schützenden
Insassen zugeordnet. Hierzu können
geeignete Sensoren dienen, die detektieren können, an welche Körperpartie
(entlang der vertikalen Fahrzeugachse) eines zu schützenden
Insassen sich der bewegbare Bereich beim Bewegen entlang der Bewegungsrichtung anlegen
wird. Der zeitliche Verlauf der Beschleunigung des bewegbaren Bereiches
kann dann in Abhängigkeit
von der zugeordneten Körperpartie
bestimmt werden. Hierbei ist eine automatische Klassifizierung der
einzelnen Körperpartien
denkbar, die beispielsweise den einzelnen Körperpartien maximale Beschleunigungen
des bewegbaren Bereiches zuordnet, die zum Schutze des Insassen
nicht überschritten
werden dürfen.
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Eine
weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
ein Gassack in einem durch die Bewegung des bewegbaren Bereiches
entlang der Bewegungsrichtung entstandenen Freiraum zwischen der
Tragstruktur und dem bewegbaren Bereich zum Schutz eines Insassen
entfaltet wird. Mit Vorteil kann hierbei der Gassack besonders schnell aufgeblasen
werden, da der zur Anlage an den Insassen gebrachte bewegbare Bereich
den Insassen vor dem sich entfaltenden Gassack abschirmt.
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Die
dargestellten Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen anhand
der nachfolgenden Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen verdeutlicht
werden. Es zeigen:
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1 einen
bewegbaren Bereich einer Innenverkleidung, der zum Schutz eines
Insassen entlang einer Bewegungsrichtung zum Innenraum eines Kraftfahrzeuges
hin bewegbar ist,
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2 der
in der 1 dargestellte bewegbare Bereich nach einer Bewegung
zum Innenraum des Kraftfahrzeuges hin,
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3 eine
Abwandlung der in der 1 und 2 gezeigten
Insassenrückhalteeinrichtung,
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4 eine
weitere Abwandlung der in der 1 bis 3 gezeigten
Insassenrückhalteeinrichtung,
und
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5 die
in der 4 gezeigte Insassenrückhalteeinrichtung mit einem
Gassack, der zwischen einem bewegbaren Bereich der Insassenrückhalteeinrichtung
und einer Tragstruktur des Kraftfahrzeuges aufblasbar ist.
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1 zeigt
im Zusammenhang mit 2 eine schematische, teilweise
schnittbildliche Draufsicht auf eine Insassenrückhalteeinrichtung 1,
die entlang der Fahrzeugquerachse y zwischen einer Tragstruktur 2 in
Form einer Kraftfahrzeugtür
eines Kraftfahrzeuges und einem Insassen 3 des Kraftfahrzeuges
angeordnet ist, der einen nicht gezeigten, benachbart zur Tragstruktur 2 angeordneten
Sitz des Kraftfahrzeuges belegt.
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Die
Insassenrückhalteeinrichtung 1 sieht
einen bewegbaren Bereich 4 einer Innenverkleidung 5 der
Kraftfahrzeugtür 2 vor,
mit einer einem Innenraum I des Kraftfahrzeuges zugewandten Innenseite 4a und
einer der Innenseite 4a abgewandten Außenseite 4b, die einer
einem Außenraum
A abgewandten Innenseite 2a der Tragstruktur 2 des
Kraftfahrzeuges zugewandt ist.
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Die
Insassenrückhalteeinrichtung 1 dient zum
Schutz des Insassen 3 vor einer Krafteinwirkung, die vom
Außenraum
A des Kraftfahrzeuges her auf eine dem Außenraum A zugewandte Außenseite 2b der
Tragstruktur 2 gerichtet ist.
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Zum
Erkennen einer bevorstehenden derartigen Krafteinwirkung auf die
Außenseite 2b der Tragstruktur 2 ist
eine an der Außenseite 2b der Tragstruktur 2 angeordnete
Pre-Crash-Detektionsvorrichtung 6 vorgesehen,
die beim Erkennen der bevorstehenden Krafteinwirkung eine Bewegung
des bewegbaren Bereiches 4 der Innenverkleidung 5 entlang
einer von der Tragstruktur 2 zum Innenraum I weisenden
Bewegungsrichtung B auslöst.
Die Bewegungsrichtung B, entlang derer sich der bewegbaren Bereich 4 der
Innenverkleidung 5 bewegt, verläuft dabei im Wesentlichen parallel
zur Fahrzeugquerachse y. Bei der Bewegung des bewegbaren Bereiches 4 wird
die Außenseite 4a des
bewegbaren Bereiches 4, die dem zu schützenden Insassen 3 zugewandt
ist, zur Anlage an den Insassen 3 gebracht, und zwar vorzugsweise
zeitlich vor der Krafteinwirkung auf die Außenseite 2b der Tragstruktur 2.
Die Krafteinwirkung kann beispielsweise durch eine Seitenkollision des
Kraftfahrzeuges mit einem anderen Fahrzeug oder Gegenstand verursacht
werden und enthält
daher in der Regel eine Frontalkomponente, d.h., ein Komponente
senkrecht zur Fahrzeugquerachse y.
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Die
vorstehend beschriebene Positionierung des bewegbaren Bereiches 4 muss
allerdings nicht notwendigerweise vor dem Eintreten der äußeren Krafteinwirkung
abgeschlossen sein. Entscheidend ist, dass eine Positionierung erfolgt
ist, bevor die Strecke zwischen der Tragstruktur 2 und
dem Insassen 3 entlang der Richtung der Krafteinwirkung
in Folge der sich unter der Krafteinwirkung auf den Insassen 3 zu
bewegenden Tragstruktur 2 derart verkürzt ist, dass die Einleitung
der Krafteinwirkung in den Insassen 3 über die Tragstruktur 2 erfolgt.
Durch die Verwendung der Pre-Crash-Detektionsvorrichtung 6 ist
im Ergebnis eine schnellere Positionierung des bewegbaren Bereiches 4 erzielbar
als bei gewöhnlichen
Insassenrückhalteeinrichtungen
ohne Pre-Crash-Sensorik.
Der Insasse 3 kann somit rechtzeitig durch den bewegbaren
Bereich 4 gestützt
werden.
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Hierbei
liegt der bewegbare Bereich 4 mit seiner Innenseite 4a an
einer Körperpartie
des Insassen 3 an, die entlang der Fahrzeugquerachse y
bzw. der Bewegungsrichtung B der Innenseite 4a des bewegbaren
Bereiches 4 gegenüberliegt.
Bei der Körperpartie
kann es sich z.B. um einen Schulterbereich 12 des Insassen 3 handeln
(vgl. 3). Es ist natürlich
auch möglich,
dass sich der bewegbare Bereich 4 entlang der vertikalen
Fahrzeugachse z entlang des gesamten Oberkörpers des Insassen 3 erstreckt.
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Weiterhin
kann der Insasse 3 gegebenenfalls durch den bewegbaren
Bereich 4 entlang der Bewegungsrichtung B aktiv von der
Tragstruktur 2 weg zum Innenraum I hin verlagert werden.
Hierdurch wird der Absorptionsweg der Krafteinwirkung verlängert, d.h.,
die Tragstruktur 2 kann entlang der Bewegungsrichtung B
stärker
deformiert werden, ohne dabei den Insassen 3 zu verletzen.
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Die
Bewegung des bewegbaren Bereiches 4 entlang der Bewegungsrichtung
B entsteht durch eine Wölbung
des Bereiches 4 zum Innenraum I hin, bei der sich die dem
Insassen 3 zugewandte Innenseite 4a entlang der
Bewegungsrichtung B dem Insassen 3 nähert.
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Zur
Erzeugung der Wölbung
des Bereiches 4 zum Innenraum hin, d.h. zur Erzeugung der
Bewegung des bewegbaren Bereiches 4 entlang der Bewegungsrichtung
B, ist eine Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 vorgesehen.
Diese umfasst ein erstes Element 7a, an dem ein zweites
bewegliches Element 7b über
einen (nicht gezeigten) Antrieb verschiebbar gelagert ist, und zwar
derart, dass es entlang der Fahrzeuglängsachse x bewegbar ist. Die beiden
Elemente 7a, 7b sind entlang der Bewegungsrichtung
B zwischen der Tragstruktur 2 und dem bewegbaren Element 4 an
der der Tragstruktur 2 zugewandten Außenseite 4b des bewegbaren
Elementes 4 angeordnet. Das erste Element 7a ist über ein
freies Ende 7c an einem ersten Randbereich 4c des
bewegbaren Bereiches 4 festgelegt, der sich entlang der
vertikalen Fahrzeugachse z erstreckt und beweglich (entlang der
Fahrzeuglängsachse
x) an der Innenverkleidung 5 gelagert ist. Das freie Ende 7c des
ersten Elementes 7a der Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 liegt
entlang der Fahrzeuglängsachse
x einem freien Ende 7d des zweiten, beweglichen Elementes 7b gegenüber, über das
das zweite Element 7b an einem zweiten Randbereich 4d des beweglichen
Bereiches 4 festgelegt ist, der dem ersten Randbereich 4c entlang
der Fahrzeuglängsachse x
gegenüberliegt
und sich ebenfalls entlang der vertikalen Fahrzeugachse z erstreckt
und beweglich (entlang der Fahrzeuglängsachse x) an der Innenverkleidung 5 gelagert
ist.
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Beim
Erkennen einer bevorstehenden Krafteinwirkung auf die Außenseite 2b der
Tragstruktur 2 durch die Pre-Crash-Detektionsvorrichtung 6 wird das
zweite Element 7b entlang der Fahrzeuglängsachse x durch den Antrieb
der Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 zum ersten Element 7a hin
verschoben – der
Antrieb kann pneumatisch, hydraulisch oder mittels eines Motors
(Linearmotor) bereitgestellt werden -, so dass sich die Beabstandung
zwischen dem freien Ende 7c des ersten Elementes 7a und
dem freien Ende 7d des zweiten Elementes 7b entlang
der Fahrzeuglängsachse
x verringert. Hierdurch werden die einander gegenüberliegenden Randbereiche 4c, 4d des
bewegbaren Bereiches 4 entlang der Fahrzeuglängsachse
x einander angenähert,
wodurch sich der bewegbare Bereich 4 zum Innenraum I hin,
d.h., entlang der Bewegungsrichtung B, wölbt.
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Je
größer die
Kraft F, mit der der Antrieb der Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 das
zweite Element 7b entlang der Fahrzeuglängsachse x zum ersten Element 7a hin
verschiebt, desto größer die
Kraft, die entlang der Bewegungsrichtung B bei Anlage des bewegbaren
Bereiches 4 an den Insassen 3 auf den Insassen 3 ausgeübt wird.
Je mehr der Abstand zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Randbereichen 4c, 4d des
bewegbaren Bereiches 4 entlang der Fahrzeuglängsachse
x durch die Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 verkürzt wird,
desto stärker
wird der bewegbare Bereich zum Innenraum I hin gewölbt und
der Insasse 3 entsprechend entlang der Bewegungsrichtung
B durch den bewegbaren Bereich 4 in Richtung des Innenraumes
I verlagert.
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Die
Bewegung des bewegbaren Bereiches 4 zum Innenraum I hin
kann also an die Krafteinwirkung (d.h. an die Unfallschwere) angepasst
werden. Hierbei können
Betrag und Richtung der bevorstehenden Krafteinwirkung durch die
Pre-Crash-Detektionsvorrichtung 6 erfasst
werden, so dass bei einer geringen Krafteinwirkung der bewegbare
Bereich 4 lediglich zur stützenden Anlage an den Insassen 3 gebracht
wird, während
bei einer großen
Krafteinwirkung der Insasse 3 aktiv durch den bewegbaren
Bereich 4 entlang der Bewegungsrichtung B zum Innenraum
I des Kraftfahrzeuges hin verlagert werden kann.
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Wird
die Kollision vermieden, d.h., die durch die Pre-Crash-Detektionsvorrichtung 6 detektierte, bevorstehende
Krafteinwirkung tritt nicht ein, kann der bewegbare Bereich 4 sofort
in seine Anfangsposition zurückbewegt
werden. In dieser Anfangsposition ist der bewegbare Bereich 4 ein
Teil der Innenverkleidung 5 der Tragstruktur 2,
wobei die dem Insassen 3 zugewandte Innenseite 4a des
bewegbaren Bereiches 4 im Wesentlichen stufenlos in eine
dem Insassen 3 zugewandte Innenseite 5a eines
den bewegbaren Bereich 4 umgebenden Bereiches der Innenverkleidung 5 übergeht.
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3 zeigt
eine schematischen Schnittansicht (die vertikale Fahrzeugachse z
liegt in der Schnittebene) einer Abwandlung der in der 1 und 2 gezeigten
Insassenrückhalteeinrichtung 1, bei
der im Unterschied zur 1 und 2 eine Mehrzahl
von bewegbaren Bereichen 4 der Innenverkleidung 5 vorgesehen
sind, die entlang der Bewegungsrichtung B mittels einer entsprechenden
(nicht gezeigten) Mehrzahl von Bewegungserzeugungsvorrichtungen 7 gemäß der 1 und 2 zum
Innenraum I hin bewegbar ausgebildet sind.
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In
der 3 sind vier bewegbare Bereiche der Innenverkleidung 5 dargestellt,
und zwar ein erster, zweiter, dritter und vierter bewegbarer Bereich 40, 41, 42 und 43,
die entlang der vertikalen Fahrzeugachse z übereinander angeordnet sind
und jeweils eine dem Innenraum I zugewandte Innenseite 40a, 41a, 42a und 43a zur
Anlage an den Insassen 3 aufweisen sowie jeweils eine Außenseite 40b, 41b, 42b und 43b,
die der Tragstruktur 2 zugewandt ist.
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Die
einzelnen bewegbaren Bereiche 40, 41, 42 und 43 sind
entlang der vertikalen Fahrzeugachse z unterschiedlichen Körperpartien
des den Sitz des Kraftfahrzeuges belegenden Insassen 3 zugeordnet. Hierbei
können
die einzelnen bewegbaren Bereiche 40, 41, 42 und 43 mittels
jeweils einer Bewegungserzeugungsvorrichtungen der in der 1 gezeigten Art
mit einer eigens vordefinierbaren Kraft entlang der Bewegungsrichtung
B nach dem in der 1 und 2 gezeigten
Prinzip bewegt, d.h. gewölbt
werden, um eine Anlage der Bereiche 40, 41, 42 und 43 an
den Insassen 3 herbeizuführen bzw. diesen gegebenenfalls
durch Drücken
entlang der Bewegungsrichtung B zum Innenraum I hin zu verlagern.
Weiterhin kann jeder der bewegbaren Bereich 40, 41, 42 und 43 entlang
der Bewegungsrichtung B unterschiedlich weit zum Innenraum I hin
bewegt werden, d.h., für
jeden der bewegbaren Bereiche 40, 41, 42 und 43 ist
eine Beabstandung zwischen einem in einer Endposition befindlichen
Bereich 40, 41, 42 oder 43 und
demselben in der Anfangsposition befindlichen Bereich 40, 41, 42 oder 43 entlang
der Bewegungsrichtung B variabel einstellbar.
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Der
erste bewegbare Bereich 40 ist einem Beckenbereich 8 des
Insassen 3 zugeordnet, d.h., bei einem durchschnittlichen
Insassen 3 wird der erste bewegbare Bereich 40 im
Falle einer bevorstehenden Krafteinwirkung entlang der vertikalen
Fahrzeugachse z etwa auf Höhe
des Beckenbereiches 8 entlang der Bewegungsrichtung B zur
Anlage an den Insassen 3 gebracht.
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Der
zweite bis vierte bewegbare Bereich 41, 42 und 43 sind
dem Oberkörper 9 des
Insassen 3 zugeordnet und werden im Falle einer bevorstehenden Krafteinwirkung
auf die Außenseite 2b der
Tragstruktur 2 zur Anlage an den Oberkörper 9 des Insassen 3 gebracht
(in der Regel liegt hierbei ein Arm entlang der Bewegungsrichtung
B zwischen dem Oberkörper 9 des
Insassen 3 und den Außenseiten 41a, 42a und 43a des
zweiten bis vierten bewegbaren Bereiches 41, 42 und 43).
Der Oberkörper 9 ist
hierbei entlang der vertikalen Fahrzeugachse z in einen unteren
Rippenbereich 10 und eine oberen Rippenbereich 11 sowie
einen Schulterbereich 12 unterteilt, wobei dem unteren
und oberen Rippenbereich 10, 11 des Insassen 3 der
zweite bzw. dritte bewegbare Bereich 41, 42 und
dem Schulterbereich 12 der vierte bewegbare Bereich 43 zugeordnet
sind.
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Da
sowohl der Beckenbereich 8 als auch der Schulterbereich 12 besonders
belastungsfähige
Körperpartien
des Insassen 3 darstellen, können die entsprechenden Kräfte F1 und F4, mit denen
der erste bewegbare Bereich 40 bzw. der vierte bewegbare Bereich 43 entlang
der Bewegungsrichtung B gegen den Beckenbereich 8 bzw.
den Schulterbereich 12 des Insassen 3 drücken, besonders
hoch angesetzt werden. Ein Wirbelsäulenbereich 13 des
Insassen 3, der sich entlang der vertikalen Fahrzeugachse
z bei einem den Sitz des Kraftfahrzeuges belegenden Insassen 3 zwischen
dem Beckenbereich 8 und dem unteren Rippenbereich 10 befindet,
ist besonders empfindlich und kann daher keinen großen Kräften entlang
der Bewegungsrichtung B ausgesetzt werden, so dass diesem Wirbelsäulenbereich 13 entlang der
Bewegungsrichtung B kein bewegbarer Bereich gegenüber liegt,
d.h., dem Wirbelsäulenbereich 13 zugeordnet
ist.
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Der
erste bis vierte bewegbare Bereich 40, 41, 42 und 43 sind
jeweils, was ihre Position entlang der vertikalen Fahrzeugachse
z anbelangt, auf einen durchschnittlichen Insassen 3 ausgelegt.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass diese
bewegbaren Bereiche 40 bis 43 der Innenverkleidung 5 entlang
der vertikalen Fahrzeugachse z bewegbar ausgebildet sind (beispielsweise
mittels einer zusätzlichen
Bewegungserzeugungsvorrichtung), so dass sie hinsichtlich ihrer
Position entlang der vertikalen Fahrzeugachse z exakt an einen beliebigen
Insassen 3 angepasst werden können. Hierbei kann eine geeignete
Sensoreinrichtung den Insassen 3 nach der Belegung des
Sitzes des Kraftfahrzeuges vermessen, so dass eine Positionierung
der einzelnen bewegbaren Bereiche 40 bis 43 entlang
der vertikalen Fahrzeugachse z anhand der gemessenen Positionen
der einzelnen Körperpartien 8, 9, 10, 11, 12 und 13 entlang
der vertikalen Fahrzeugachse z erfolgen kann.
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Tritt
die von der Pre-Crash-Detektionsvorrichtung 6 detektierte,
bevorstehende Krafteinwirkung auf die Außenseite 2b der Tragstruktur 2 tatsächlich ein,
vollführt
der Insasse 3 eine Relativbewegung entgegen der Bewegungsrichtung
B auf die Tragstruktur 2 zu. Vor dem Eintreten der Krafteinwirkung
sind der erste bis vierte bewegbare Bereich 40 bis 43 bereits
an den Insassen 3 angelegt und setzen dieser Relativbewegung
eine Gegenkraft entgegen, deren Betrag durch die Bewegungserzeugungsvorrichtung
des jeweiligen bewegbaren Bereiches 40 bis 43 einstellbar
ist. Hierbei können
die Bewegungserzeugungsvorrichtungen des ersten bis vierten Bereichs
die Gegenkräfte
(Kräfte
F1 bis F4) nur bis
zu bestimmten, vordefinierbaren Beträgen ansteigen lassen. Diese
Beträge
könnten
zum Beispiel bis an die biomechanischen Grenzwerte für Verletzungen der
verschiedenen Körperpartien 8, 10, 11, 12 und 13 heranreichen.
Eine Überbelastung
und daraus resultierende Verletzungen könnten damit bis zu einem gewissen
Grad, abhängig
von der Unfallschwere, d.h., abhängig
von Richtung und Betrag der Krafteinwirkung auf die Außenseite
der Tragstruktur 2, weitgehend vermieden werden. Für den Fall,
dass die Bewegungserzeugungsvorrichtungen der ersten bis vierten
bewegbaren Bereiche 40 bis 43 gemäß 3 pneumatisch
oder hydraulisch arbeiten, in diesem Fall wäre das zweite Element 7b der
Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 ein Kolben, der in einem
ersten Element 7a in Form eines Zylinders gleiten würde, wäre die Einstellgröße für diese
Gegenkräfte
der Innendruck des pneumatischen oder hydraulischen arbeitenden
Zylinders 7a.
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Bei
besonders großen
Krafteinwirkungen auf die Außenseite
der Tragstruktur 2, die eine große Deformation der Tragstruktur 2 des
Kraftfahrzeuges hervorrufen, werden die bewegbaren Bereiche 40 bis 43 vorzugsweise
derart entlang der Bewegungsrichtung B bewegt, d.h., gewölbt, dass
der Insasse 3 aktiv zum Innenraum I hin von der Tragstruktur 2 weg
verlagert wird. Hierdurch wird die Relativgeschwindigkeit des Insassen 3 relativ
zur durch die Krafteinwirkung sich deformierenden Tragstruktur 2 reduziert
und der Absorptionsweg der Krafteinwirkung entlang der Bewegungsrichtung
B vergrößert.
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Die
vorstehend beschriebene Steuerung des ersten bis vierten bewegbaren
Bereiches 40, 41, 42 und 43 ist
natürlich
auch auf den einzelnen bewegbaren Bereich 4 der in der 1 und 2 gezeigten Art
anwendbar.
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Für den Fall,
dass die Krafteinwirkung auf die Außenseite der Tragstruktur 2 im
letzten Moment vermieden werden konnte, werden die bewegbaren Bereiche 40 bis 43 in
ihre Anfangspositionen zurückgefahren
und stehen für
eine erneute Insassenrückhaltung
zur Verfügung.
Die in den Anfangspositionen befindlichen bewegbaren Bereiche 40 bis 43 bilden
jeweils einen Teil der Innenverkleidung 5 der Tragstruktur 2,
wobei die dem Insassen 3 zugewandten Innenseiten 40a bis 43a der
bewegbaren Bereiche 40 bis 43 im Wesentlichen
stufenlos in die dem Insassen 3 zugewandte Innenseite 5a eines
die bewegbaren Bereiche 40 bis 43 umgebenden Bereiches
der Innenverkleidung 5 übergehen.
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4 zeigt
im Zusammenhang mit 5 eine Abwandlung der in der 1 bis 3 gezeigten
Insassenrückhalteeinrichtung 1,
bei der im Unterschied zur 1 bis 3 die
Bewegung eines bewegbaren Bereiches 4 (auch hier kann eine
Mehrzahl an bewegbaren Bereichen vorgesehen sein) nicht durch einer
Wölbung
des bewegbaren Bereiches 4 zum Innenraum I hin erfolgt,
sondern durch eine lineare Verschiebung des gesamten bewegbaren
Bereiches 4 entlang der Bewegungsrichtung B.
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Zur
Erzeugung der Bewegung des bewegbaren Bereiches 4 entlang
der Bewegungsrichtung B dient eine Bewegungserzeugungsvorrichtung 7,
die gemäß dem in
der 1 und 2 gezeigten Prinzip funktioniert,
wobei im Unterschied zur 1 und 2 das freie
Ende 7c des ersten Elementes 7a der Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 an
der dem Insassen 3 abgewandten Außenseite 4b des bewegbaren
Bereiches 4 festgelegt ist, während das dem freien Ende 7c gegenüber liegende
freie Ende 7d des bewegbaren zweiten Elementes 7b der
Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 an der dem Außenraum
A abgewandten Innenseite 2a der Tragstruktur 2 festgelegt
ist, so dass der bewegbare Bereich 4 entlang der Bewegungsrichtung
B von der Tragstruktur 2 weggedrückt wird, wenn das bewegbare
zweite Element 7b durch den (nicht gezeigten) Antrieb der
Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 entlang der Bewegungsrichtung
B von dem ersten Element 7a der Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 wegbewegt
wird. Bei dem zweiten bewegbaren Element 7b kann es sich
gemäß der 1 bzw. 2 um
einen Kolben handeln, der in einem als Zylinder ausgebildeten ersten
Element 7a der Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 gleitet
(pneumatische oder hydraulisch angetrieben), oder aber das zweite
Element 7b ist über
einen Linearmotor beweglich entlang der Bewegungsrichtung B an dem
ersten Element 7a der Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 gelagert.
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Weiterhin
ist im Unterschied zur 1 bis 3 ein Gassack 14 vorgesehen,
der zum Schutz des Insassen 3 in einem durch die Bewegung
des bewegbaren Bereiches 4 entlang der Bewegungsrichtung
B entstandenen Freiraum R zwischen der Tragstruktur 2 und
dem bewegbaren Bereich 4 entfaltbar ist. Im entfalteten
Zustand erstreckt sich dieser Gassack 14 entlang der Bewegungsrichtung
B zwischen dem Insassen 3 und der Tragstruktur 2 und bietet
einen zusätzlichen
Schutz vor einer auf die Außenseite 2b der
Tragstruktur gerichteten Krafteinwirkung. Entscheidend ist, dass
auch bei der in der 4 bzw. 5 gezeigten
Insassenrückhalteeinrichtung 1 eine
Pre-Crash-Detektionsvorrichtung 6 an
der Außenseite 2b der
Tragstruktur 2 vorgesehen ist, die die Bewegung des bewegbaren
Bereiches 4 entlang der Bewegungsrichtung B rechtzeitig
vor der Krafteinwirkung auf die Außenseite 2b der Tragstruktur 2 auslöst. Hierdurch
kann der Gassack 14 ebenfalls zeitlich vor der Krafteinwirkung
auf die Außenseite 2b der
Tragstruktur 2 aufgeblasen werden. Durch den bewegbaren
Bereich 4 ist der Insasse 3 zudem vor dem Gassack 14 geschützt, der
somit besonders schnell aufgeblasen werden kann, ohne den Insassen 3 zu
gefährden.
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Die
Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 kann alternativ durch
den Gassack 14 selbst ersetzt werden, der im Falle einer
bevorstehenden Krafteinwirkung durch die Pre-Crash-Detektionsvorrichtung 6 zeitlich
vor einem Eintreten der Krafteinwirkung aktiviert wird und beim
Aufblasen den bewegbaren Bereich 4 der Innenverkleidung 5 entlang
der Bewegungsrichtung B zum Innenraum I bewegt. Die Bewegungserzeugungsvorrichtung 7 kann
auch als ein zusätzlicher
zweiter Gassack ausgebildet sein, der durch einen zusätzlichen
Gasgenerator oder den Gasgenerator des Gassackes 14 aufgeblasen
wird, bzw. durch Pressluft aufblasbar ist, die bei Nichteintreten
der Krafteinwirkung auf die Außenseite 2b der Tragstruktur 2 wieder
ausgepresst werden kann. Weiterhin kann die Bewegung des bewegbaren
Bereiches 4 auch mittels Federelementen erzeugt werden,
die den bewegbaren Bereich 4 bei einer Entspannungsbewegung
der Federelemente entlang der Bewegungsrichtung B gegen den Insassen 3 drücken.
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In
der 5 ist der Gassack 14, der zur Entfaltung
im Freiraum R zwischen dem bewegbaren Bereich 4 und der
Tragstruktur 2 vorgesehen ist, an der dem Innenraum I des
Kraftfahrzeuges zugewandten Innenseite 2a der Tragstruktur 2 angeordnet und
entfaltet sich im Falle einer Aktivierung von dort in Bewegungsrichtung
B und quer zur Bewegungsrichtung B zum Innenraum I hin. Alternativ
kann der Gassack 14 auch an dem bewegbaren Bereich 4 selbst
angeordnet werden, und zwar an der der Tragstruktur 2 zugewandten
Außenseite 4b des
bewegbaren Bereiches 4.
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Es
ist natürlich
auch möglich,
einen Gassack 14 gemäß der 5 bei
einer Insassenrückhalteeinrichtung
der in der 1 bis 3 gezeigten
Art einzusetzen. Hierbei kann sich der Gassack 14 in einem durch
die Wölbung
des bewegbaren Bereiches 4 bzw. der bewegbaren Bereiche 40 bis 43 entstandenen
Freiraum R zwischen der Außenseite 4b des
bewegbaren Bereiches 4 (bzw. der Außenseiten 40b bis 43b der
bewegbaren Bereiche 40 bis 43) und der Innenseite 2a der
Tragstruktur 2 entlang der vertikalen Fahrzeugachse z zum
Schutz des Kopfes des Insassen 3 vor einem (nicht gezeigten)
Seitenfenster der als Fahrzeugtür
ausgebildeten Tragstruktur 2 erstrecken.