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Die Erfindung betrifft eine zur Sicherung von Personen in einer liegenden oder stark geneigten Position auf einer Sitz- oder Liegefläche innerhalb eines Kraftfahrzeuges bestimmte Rückhaltevorrichtung mit einem als Decke nutzbaren flexiblen, insbesondere textilen Flächenelement, beispielsweise aus Stoff, Netz, Gewebe, Gewirke, Gestricke oder Folie, welches in einer Gebrauchsposition zumindest einen Teil der Körperoberfläche der Person bedeckt und innerhalb des Kraftfahrzeuges stationär mittels eines Fixiermittels lösbar fixierbar ist, wobei die Rückhaltevorrichtung mit einer Einrichtung zur Reduzierung eines Freiraumes zwischen der Person und dem Flächenelement ausgestattet ist.
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Die
DE 10 2005 014 997 A1 betrifft eine Decke mit integrierter Rückhaltefunktion, die mindestens ein Befestigungselement enthält, durch das die Decke an einem Sitz befestigbar ist. Die Decke dient dem Zurückhalten eines mit der Decke zugedeckten Passagiers durch flächige Kraftaufnahme, beispielsweise für Liegesitze in einem Flugzeug. Das Zurückhalten eines Passagiers erfolgt durch eine flächige Kraftaufnahme durch die Decke. Eine ausreichende Bewegungsfreiheit kann erzielt werden, indem die Decke aus einem sehr festen, im Wesentlichen nicht dehnungsfähigen Material gebildet ist und die Bewegungsfreiheit im Schulterbereich dadurch erzielt wird, dass die Decke über ein an der Decke angebrachtes Befestigungselement, beispielsweise eine Verschlusszunge, mit einer am Passagiersitz angebrachten Aufrollvorrichtung mit Sperrfunktion verbunden ist, die einen aufgerollten Rückhaltegurt mit Begrenzung aufweist. Die Aufrollvorrichtung enthält beispielsweise eine Fliehkraftkupplung, die im Falle eines unerwarteten Flugmanövers ein Abrollen des Gurtes verhindert, wodurch der Passagier sicher zurückgehalten wird. Ein solches System ist als Rückhaltesystem für crashbedingte Verlagerungen bei Straßenfahrzeugen nicht geeignet, weil die Rückhaltewirkung unzureichend ist.
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Man könnte daran denken, die Decke ähnlich einem Schlafsack als eine geschlossene Hülle auszuführen und diese Hülle mittels Zugmitteln im Inneren des Kraftfahrzeuges zu fixieren. Solche Maßnahmen erfordern jedoch zur Realisierung einen erheblichen Platzbedarf und sind in der Praxis kaum umsetzbar.
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Bei einer Beifahrersitzanordnung gemäß der
DE 10 2007 052 727 A1 mit mindestens einem Beifahrersitz und einer zumindest teilweise armaturentafelfreien Beifahrerseite wird eine variable Nutzungsmöglichkeit mit einem vergrößerten Beifahrerinnenraum unter Berücksichtigung von Anforderungen an die passive Sicherheit verbessert. Hierzu dient eine Rückhaltevorrichtung mit einem Airbag, der sich im Wesentlichen geradlinig in Fahrzeuglängsrichtung entfaltet und vor dem Beifahrersitz angeordnet ist. Dadurch, dass beifahrerseitig die Armaturentafel wegfällt, können die unteren Extremitäten im Beifahrerinnenraum in einen neu geschaffenen Beinraum gelegt werden.
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Die
US 5 876 059 A zeigt einen Auffangvorhang für liegende Insassen eines Kraftfahrzeuges, das zusätzlich mit einem Airbag ausgestattet sein kann. Weiterhin offenbart die
US 2006 / 0 249 944 A1 ein Rückhaltesystem für Kraftfahrzeuge mit einem Netz bzw. Vorhang und mit Kissen, die auch aufblasbar sein können. Ferner ist aus der
FR 2 859 432 A1 noch ein Rückhaltenetz für eine Fahrzeugbank bekannt.
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Darüber hinaus ist beispielsweise aus der
EP 1 056 894 B1 ein auch als Airbelt bezeichnetes, aufblasbares Gurtband bekannt, bei dem ein Airbag auf dem Gurtband des Sicherheitsgurtes angeordnet ist. Dadurch kann der Airbag, wenn er aufgeblasen wird, eine präzise vorbestimmte Position relativ zum Sitzinsassen einnehmen.
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Die
DE 20 46 426 A bezieht sich auf einen Sicherheitsgurt mit innenseitigen, aufblasbaren Polstern, die mit einem Druckbehälter verbunden sind, wobei das Fixiermittel nicht in einer Führung translatorisch beweglich ist.
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Die
JP 2001 - 122 076 A bezieht sich auf einen Sicherheitsgurt, dessen Gurtführung an einem Schlitten mittels eines Elektromotors translatorisch beweglich ist, um Gurtbandlose zu vermeiden und einen korrekten Sitz des Gurtbandes am Körper des Benutzers sicherzustellen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Sicherung von Personen in einer Komfortposition oder liegenden Position in dem Kraftfahrzeug während der Fahrt wesentlich zu verbessern und dabei zugleich auch hohe Ansprüche an den Komfort zu erfüllen.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Rückhaltevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also eine Rückhaltevorrichtung vorgesehen, bei der die Einrichtung zur Erzeugung einer Vorspannung des Flächenelementes gegenüber der Körperoberfläche ausgeführt ist und zumindest ein flexibles Füllelement aufweist, welches mittels eines Gasgenerators der Rückhaltevorrichtung bedarfsweise mit einem Gas befüllbar ist und bei der das Fixiermittel in einer Führung translatorisch beweglich ist. Hierdurch werden in effizienter Weise sowohl hohe Komfortansprüche als auch Anforderungen an den passiven Insassenschutz erfüllt, indem das Flächenelement, beispielsweise ähnlich einer Decke, im gewöhnlichen Gebrauch nutzbar ist, ohne die Bewegungsfreiheit der Person unangemessen einzuschränken. Im Falle einer unfallbedingten Signalauslösung wird jedoch, noch bevor es zu einer unerwünschten Verlagerung der Person auf der Sitz- oder Liegefläche kommt, der Freiraum, insbesondere also der individuelle Bewegungsfreiheitsgrad reduziert, indem das zuvor lose auf dem Körper der Person liegende textile Flächenelement gestrafft wird, bis dieses sich der Kontur des Körpers angepasst hat. Es hat sich gezeigt, dass bereits diese Anpassung und damit die Vermeidung von Lose in dem Flächenelement ausreicht, um der Verlagerung des Körpers effektiv vorzubeugen. Zur Aktivierung ist die Rückhaltevorrichtung beispielsweise an eine fahrzeugeigene Sensorik und entsprechende Signalgeber eines zentralen Steuergerätes angeschlossen, um so beispielsweise Aktuatoren anzusteuern, welche die Straffung des Flächenelementes innerhalb sehr kurzer Zeit vornehmen. Während ein geringes Dehnvermögen als grundsätzlich vorteilhaft gilt, kann das Flächenelement zu diesem Zweck gegebenenfalls auch zumindest abschnittsweise elastische Eigenschaften aufweisen.
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Indem die Einrichtung zur Erzeugung einer Vorspannung des Flächenelementes gegenüber der Körperoberfläche ausgeführt ist wird die in dem Flächenelement im üblichen Gebrauch entstehende Lose aufgrund von Falten, Überwürfen oder Doppellagen entfernt und das Flächenelement mit einer einstellbaren Vorspannung über dem Körper der Personen gestrafft. In Abhängigkeit der Vorspannkraft wird zugleich auch der Reibschluss des Körpers auf der Sitz- oder Liegefläche auf das erforderliche Maß erhöht, um eine unfallbedingte Verlagerung auf dieser zuverlässig zu verhindern. Die Vorspannung kann hierzu beispielsweise auch an das Körpergewicht und Größe der Person angepasst werden.
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Indem die Einrichtung zumindest ein flexibles Füllelement aufweist, welches mittels eines Gasgenerators der Rückhaltevorrichtung mit einem Gas befüllbar ist, wird das beispielsweise als Gasbeutel oder Airbag ausgeführte flexible Füllelement nach Auslösung des entsprechenden Steuersignals schlagartig von dem Gasgenerator mit dem erzeugten Gas gefüllt, sodass sich unmittelbar eine entsprechende Straffung des Flächenelementes ergibt. Das Füllelement reduziert auf diese Weise den Freiraum zwischen der Person und dem Flächenelement und ist vorzugsweise an einer der Person zugewandten Innenseite des Flächenelementes angeordnet. Selbstverständlich schließt diese Anordnung solche Varianten nicht aus, bei denen das Füllelement innerhalb eines mehrlagigen Flächenelementes angeordnet ist. In der Praxis eignen sich vorzugsweise thermisch isolierende Abdeckungen als Zwischenschicht zwischen dem Füllelement und dem Körper des Insassen als zusätzliche Schutzmaßnahme.
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Selbstverständlich kann das Flächenelement individuell genutzt und an verschiedene Personen angepasst werden. Um zu vermeiden, dass das Flächenelement bei jeder Änderung der Körperhaltung gelöst und neu fixiert werden muss, ist das Fixiermittel in einer Führung translatorisch beweglich. Hierzu dient beispielsweise eine Führungsschiene, insbesondere eine Profilschiene, an der ein Schlitten oder eine Laufkatze ohne Unterbrechung der gewünschten Rückhaltewirkung mit einem Freiheitsgrad beweglich ist. Weiterhin eignen sich auch kettengliedrige Schienen.
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Darüber hinaus kann die Einrichtung mehrere, insbesondere verschiedenen Körperbereichen zugeordnete Füllelemente aufweisen, die beispielsweise bedarfsweise oder gemeinsam befüllbar sind, um so eine Anpassung der mit dem erzeugten Gas zu beaufschlagenden Füllelemente an den jeweiligen Gebrauchszustand des Flächenelementes vornehmen zu können. Auf diese Weise können also insbesondere solche Segmente des Flächenelementes von der Beaufschlagung ausgeschlossen werden, die den Körper nicht bedecken oder sich in einer Stauposition befinden.
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Als besonders praxisgerecht hat es sich darüber hinaus auch erwiesen, wenn die Einrichtung einen beispielsweise durch einen Gurtstraffer realisierten Retraktor zur Erzeugung einer Vorspannung des Flächenelementes gegenüber der Körperoberfläche aufweist. Durch Ansteuerung des Retraktors wird das Flächenelement gestrafft und Falten werden entfernt, um so lose Abschnitte des Flächenelementes zu reduzieren oder zu beseitigen. Hierzu kann sich der Retraktor an stationären Bereichen des Kraftfahrzeuginnenraumes abstützen oder aber auch verschiedene Abschnitte des Flächenelementes relativ zueinander bewegen, um so dessen Ausdehnung zu verkürzen.
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Weiterhin kann eine vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung dadurch realisiert werden, dass das Flächenelement mittels zumindest eines Gurtbandes mit dem Fixiermittel verbunden ist und dass das Gurtband mittels des Retraktors vorspannbar ist. Hierbei kann auf einen an sich bekannten Gurtstraffer zurückgegriffen werden. Insbesondere kann also das Flächenelement mit einer Aufnahme für einen in dem Kraftfahrzeug bereits vorhandenen Gurtstraffer ausgestattet sein, sodass vorhandene Einrichtungen genutzt werden können und ein zusätzlicher Gurtstraffer für das Flächenelement entfällt.
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Das Fixiermittel kann im Fahrzeuginnenraum gegebenenfalls auch in unterschiedlichen Positionen fixiert werden. Besonders zweckmäßig ist es darüber hinaus, wenn das Fixiermittel an einem die Sitz- oder Liegefläche aufweisenden, insbesondere als ein Liege-/Komfortsitz ausgeführten Sitz fixierbar ist, sodass eine Verstellung der Position der Sitz- oder Liegefläche die Relativposition zwischen dem Flächenelement und der Person zunächst nicht beeinträchtigt. Dadurch wird zugleich der Komfort bei der Nutzung des Flächenelementes verbessert.
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Gemäß einer weiteren Erfolg versprechenden Ausgestaltung der Erfindung sind dem Fixiermittel ein Sensor zur Funktionsüberprüfung sowie ein Signalgeber zugeordnet. Hierdurch kann die ordnungsgemäße Funktionsbereitschaft der Rückhaltevorrichtung unverzüglich erkannt und gegebenenfalls ein akustisches oder visuelles Signal ausgelöst werden. Selbstverständlich kann darüber hinaus auch bei einer Störung oder einer fehlerhaften Bedienung ein entsprechendes Alarmsignal erzeugt werden.
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Besonders sinnvoll lässt sich hierbei eine Rücklaufsperre einsetzen, durch die das Flächenelement stets mit einer geringen, die Lose aufnehmenden Zugkraft beaufschlagt wird und die bei einer plötzlichen Zugbelastung eine Sperrfunktion einnimmt, um so die gewünschte Rückhaltewirkung sicherzustellen. Bei konstanter bzw. stetig steigender Belastung kann die Rücklaufsperre problemlos überwunden werden.
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Das Flächenelement kann bedarfsweise genutzt werden. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn das Flächenelement in einem Staufach aufbewahrt wird oder auf eine Wickeltrommel aufrollbar ausgeführt ist. Aufgrund der Entnahme oder der Abrollbewegung wird die Rückhaltevorrichtung automatisch aktiviert und werden so Fehlfunktionen in der Nichtgebrauchsposition des Flächenelementes zuverlässig verhindert.
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Vorzugsweise weist das Flächenelement mehrere, mit jeweils zumindest einem Airbag ausgestattete Segmente auf, wobei bei der Verwendung mehrerer Airbags nur die zwischen dem Flächenelement und der Person eingeschlossenen Airbags auslösbar sind.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn das Flächenelement zur Anpassung an unterschiedliche Körpergrößen modular ergänzt, erweitert oder auch individuell kombiniert werden kann.
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Dabei ist es beispielsweise auch sinnvoll, zumindest an einer der Person zugewandten Fläche einen einfach zu reinigenden Bezug oder eine gesonderte Hygienedecke vorzusehen.
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Grundsätzlich lässt sich die gewünschte Rückhaltewirkung durch eine Vorspannung in nahezu jeder Richtung erzeugen. Besonders effizient ist hingegen eine Abwandelung, bei welcher das Flächenelement quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges spannbar ist.
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Das Flächenelement könnte die Person in der Transversalebene vollständig einschließen und eine Grundform ähnlich eines Schlafsackes aufweisen. Vorzugsweise spart das Flächenelement den Bereich der Sitzauflagefläche der Person aus und schließt so die Person zusammen mit der Sitzfläche ein.
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Eine thermisch isolierende Eigenschaft ist dem Flächenelement immanent. Darüber hinaus kann dem Flächenelement eine aktive Klimatisierungseinrichtung zugeordnet sein, um so beispielsweise die Temperatur in der Umgebung des Körpers zu vermindern.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer Prinzipdarstellung in
- 1 eine Seitenansicht einer Rückhaltevorrichtung für eine liegende Person in einer Ruheposition;
- 2 eine Ansicht der Rückhaltevorrichtung von rechts;
- 3 eine Crashposition der in 1 gezeigten Rückhaltevorrichtung;
- 4 eine Ansicht der Rückhaltevorrichtung in der Crashposition von rechts;
- 5 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie V-V in 1;
- 6 eine Variante der in 3 gezeigten Rückhaltevorrichtung in einer Crashposition;
- 7 eine weitere Variante der in 3 gezeigten Rückhaltevorrichtung in einer Ruheposition;
- 8 eine Ansicht der in 7 gezeigten Rückhaltevorrichtung von rechts.
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Eine erfindungsgemäße Rückhaltevorrichtung 1 wird nachstehend anhand der 1 bis 7 näher erläutert. Die Rückhaltevorrichtung 1 dient speziell der Sicherung von Personen 2 in einer liegenden oder stark geneigten Position, kann jedoch in vorteilhafter Weise auch für die übliche, aufrechte Position eingesetzt werden. Die Erfindung geht dabei aus von einer liegenden Position, in welcher ein an sich bekannter Sicherheitsgurt keinen ausreichenden Schutz bietet, weil die Person 2 aufgrund einer crashbedingten Vorverlagerung in Fahrtrichtung 3 unter dem Sicherheitsgurt durchrutschen würde.
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Demgegenüber bietet die erfindungsgemäße Rückhaltevorrichtung 1 mittels eines auch als Decke nutzbaren Flächenelementes 4 einen zuverlässigen passiven Unfallschutz auch in der dargestellten liegenden Position. Hierzu bedeckt das textile Flächenelement 4 im Gebrauch einen großen Teil der Körperoberfläche der Person 2, nämlich die oberen und unteren Extremitäten sowie den Oberkörper. Das Flächenelement 4 ist innerhalb des nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges an einem als Liegesitz ausgeführten Sitz 5 stationär mittels eines in 5 im Detail dargestellten Fixiermittels 6 lösbar fixiert. Die Aufbewahrung des Flächenelementes 4 befindet sich im Fußbereich des Sitzes 5 in einem Staufach 7.
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Bei einem Unfall wird aufgrund eines entsprechenden Steuersignals ein nicht dargestellter Gasgenerator aktiviert. Durch den erzeugten Gasdruck wird, wie in den 3 und 4 gezeigt, ein als Airbag ausgeführtes, flexibles Füllelement 8 mit dem erforderlichen Gasdruck gefüllt, welches zwischen dem Flächenelement 4 und der Körperoberfläche der Person 2 angebracht ist und sich an die Körperkontur anpasst. Dadurch wird der zuvor bestehende Freiraum zwischen der Person 2 und dem Flächenelement 4 ausgeglichen und das Flächenelement 4 zusätzlich gestrafft, wobei sich die wirkende Vorspannkraft mittels des Flächenelementes 4 und des Fixiermittels 6 an dem Sitz 5 abstützt. Hierzu hat das Fixiermittel 6 eine als Profilschiene ausgeführte Führung 9, die einen mit dem Flächenelement 4 verbundenen Schlitten 10 formschlüssig und translatorisch beweglich aufnimmt. Über die abströmende Luft in dem Füllelement 8 kann während der Kollision ein Energieabbau stattfinden.
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Ergänzend ist in 6 noch eine Variante der Rückhaltevorrichtung 1 gezeigt, bei der mehrere, insbesondere separat ansteuerbare Füllelemente 8 vorgesehen sind, um so die Vorspannkraft auf einzelne, besonders unempfindliche Körperabschnitte zu begrenzen. Durch das segmentierte Aufblasen des Füllelementes 8 wird zudem sichergestellt, dass nur die Füllelemente 8 im Bereich des ausgezogenen Flächenelementes 4 aufgeblasen werden.
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Neben der Hauptaufgabe der Rückhaltewirkung kann das Flächenelement 4 noch weitere Nebenaufgaben wie die Klimatisierung und die Erhöhung des Wohlfühlfaktors übernehmen.
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In den 7 und 8 ist noch eine weitere Variante des Flächenelementes 4 dargestellt, welches in mehrere Segmente I, II, III unterteilt ist. Die Fixierung durch das Fixiermittel 6 erfolgt dabei ähnlich der bekannten Gurtverriegelung. Um ein komfortables und nicht eingeengtes Gefühl unter dem Flächenelement 4 sicherzustellen, ist eine Wickelvorrichtung 11 in einer Mittelkonsole 12 ähnlich dem Prinzip eines Kabelaufrollmechanismus vorgesehen. Dabei rastet der Auszug bei schlagartiger Belastung in der ausgezogenen Position ein, während durch stetig eingeleitete Zugkräfte die Länge des Flächenelementes 4 variabel angepasst werden kann. Dadurch wird gewährleistet, dass die Person 2 genügend Bewegungsfreiheit hat. Kommt es zu einer Kollision, wird das Flächenelement 4 durch den Aufrollmechanismus mit einem Retraktor 13 in der Mittelkonsole 12 gestrafft, wobei die Straffung ähnlich wie bei einem Gurtstraffer erfolgt. Dadurch wird eine direkte Ankopplung der Person 2 gewährleistet.
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Eine Vorverlagerung der Person 2 in Fahrtrichtung 3 kann dann gegebenenfalls über schaltbare Kraftbegrenzer in einer nicht dargestellten Deckenaufrollung und in der Verriegelung stattfinden. Dadurch kann eine definierte Vorverlagerung stattfinden. Um das Flächenelement 4 an Körpergröße und Gewicht der Person 2 anzupassen, ist eine Modullösung denkbar. Dabei kann das Flächenelement 4 in einem Modulkasten verstaut oder auch ausgetauscht werden, um zugleich eine optimale Rückhaltewirkung und eine ausreichende Anpassung an die Körperproportionen zu ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rückhaltevorrichtung
- 2
- Person
- 3
- Fahrtrichtung
- 4
- Flächenelement
- 5
- Sitz
- 6
- Fixiermittel
- 7
- Staufach
- 8
- Füllelement
- 9
- Führung
- 10
- Schlitten
- 11
- Wickelvorrichtung
- 12
- Mittelkonsole
- 13
- Retraktor
- I
- Segment
- II
- Segment
- III
- Segment
