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Die Erfindung betrifft eine Sicherheits-Fußstützvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, umfassend eine Fußmatte mit zumindest einem Hohlraum zur Aufnahme zumindest eines Fluids.
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Auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik ist bekannt, dass es im Falle frontaler oder seitlich-frontaler Aufprallereignisse von Fahrzeugen häufig zu Verletzungen an Füßen und/oder Beinen der Fahrzeugführer kommt. Beispielsweise können Fußfrakturen durch eine kombinierte Bewegung einer Rotation des Fußes und einer Abstützbewegung während eines Unfalls ausgelöst werden. Ferner sind Verletzungen durch Einwirken der Pedalerie des Fahrzeugs auf Füße des Fahrzeugführers bekannt.
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Zur Abhilfe ist im Stand der Technik eine Verwendung von aufblasbaren, insbesondere im Fußraum angeordneten Aufprallkissen (Airbags), die im Falle eines Aufprallereignisses aufgeblasen werden, in vielfältigen Abwandlungen vorgeschlagen worden.
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Beispielsweise beschreibt die
US 6,352,281 B1 eine Einrichtung zur Verminderung der Verletzungsgefahr des Fuß- und Beinbereiches einer auf einem im Inneren eines Fahrzeugs angeordneten Sitz sitzenden Person für den Fall einer unfallbedingten Verformung des Fußraumes. Der Fußraum ist mit einem Bodenbelag ausgekleidet ist, der aus einer akustikdämpfenden Schicht und einem darauf liegenden Teppich gemacht ist. Die Einrichtung weist ein dem Fußraum zugeordnetes Fußpolster auf. Zumindest ein dem Fußpolster zugeordneter Gasgenerator leitet auf ein Auslösesignal hin schlagartig Gas in das Fußpolster ein, wobei das Fußpolster den betreffenden Fußraum kurzzeitig mit vorgegebenen Abmessungen ausfüllt, bevor die Spritzwand in den Fahrzeuginnenraum eindringt. Das Fußpolster wird zwischen der akustikdämpfenden Schicht und dem Teppich des Bodenbelages gebildet, wobei das Gas vom Gasgenerator in dem Raum zwischen der akustikdämpfenden Schicht und dem Teppich geleitet wird und der Teppich in dem Bereich des sich ausbildenden Fußpolsters nur bereichsweise an der akustikdämpfenden Schicht fixiert ist.
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Ferner wird in der
US 6,578,867 B2 ein aufblasbares Schutzsystem zur Verwendung in einem Fahrzeug zum Schutz unterer Extremitäten vorgeschlagen. Das Schutzsystem umfasst eine ausdehnbare Umhüllung, die für die Lagerung über der Bodenoberfläche eines Transportfahrzeugs unter dem Fuß eines Fahrzeuginsassen angepasst ist. Im Betrieb wird bei dem Auftreten eines Einleitungsereignisses, wie z.B. einer Verzögerung, die ein bestimmtes Niveau überschreitet, ein Aufblasgas von einer Aufblasvorrichtung zum Einführen in die aufblasbare Umhüllung freigegeben. Die Umhüllung ist von der darunter liegenden Bodenfläche aus und allgemein in Richtung des Fußes des Insassen ausdehnbar, um so mit dem Fuß während eines raschen Verzögerungsereignisses in Eingriff zu gelangen, wodurch ein verlängerter Stützkontakt für den Fuß während des raschen Verzögerungsereignisses geschaffen wird.
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In der
US 2015/0274114 A1 ist eine Airbag-Vorrichtung eines Fahrzeugs zur zuverlässigen Verhinderung einer Beschädigung der Beine einer sitzenden Person aufgrund einer axialen Belastung durch einen Vorwärts- und Rückwärts-Impuls des Fahrzeugs zum Zeitpunkt einer Fahrzeugkollision beschrieben.
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Die Airbag-Vorrichtung umfasst einen Airbag-Körper, der sich zwischen einem Fuß einer sitzenden Person und einer Bodenplatte eines Fahrzeugs aufbläst und entfaltet. Zum Zeitpunkt einer Kollision wird beim Aufnehmen eines Signals von einem Beschleunigungssensor die Aufblasvorrichtung aktiviert, wodurch bewirkt wird, dass sich der Airbag-Körper aufbläht und entfaltet. Der Airbag-Körper umfasst einen hinteren Aufblasabschnitt, der von einer Ferse der sitzenden Person nach hinten und nach oben höher als eine Bodenfläche des Fußes in der Aufblas- und Entfaltungsform des Airbag-Körpers aufblasbar ist, und einen vorderen Aufblasabschnitt, der von einer Zehe der sitzenden Person nach vorne und nach oben höher als eine Unterseite des Fußes in der Aufblas- und Entfaltungsform des Airbag-Körpers aufblasbar ist.
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Weiterhin beschreibt die
US 2016/0016527 A1 einen aufblasbaren Fersenblocker, der zum Schutz von Füßen, Fersen und Unterschenkeln eines Führers eines Kraftfahrzeugs im Falle eines Unfalls vorgesehen ist. Der Fersenblocker enthält eine aufblasbare Membran mit einem ersten Abschnitt, der an dem planen Bodenblech angrenzend an die Spritzwand und unterhalb der Fahrzeugpedale befestigt ist. Die aufblasbare Membran wird im Falle eines Unfalls in einen Bereich entfaltet, der durch den Boden der Fahrzeugpedale, die Spritzwand und das Bodenblech definiert ist. Wichtig ist, dass bei der Entfaltung der hinterste und unterste Teil der Membran an dem Bodenblech gesichert ist, wodurch die Wirksamkeit der Vorrichtung maximiert wird.
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In der
US 6,685,217 B2 wird eine Beinschutzvorrichtung zum Schutz von Beinen eines Fahrzeuginsassen vor einer Kollision mit einem vor dem Fahrzeuginsassen befindlichen Fahrzeugbauteil vorgeschlagen. Die Beinschutzvorrichtung umfasst einen Airbag, der innerhalb des Fahrzeugbauteils installiert ist, und einen Gasgenerator zum Erzeugen von Gas zum Aufblasen des Airbags. Der Airbag weist eine erste Kammer mit einem ersten Gaseinlass und eine zweite Kammer mit einem zweiten Gaseinlass auf. Der Airbag dehnt sich entlang des Fahrzeugbauteils, insbesondere parallel zu den Beinen des Fahrzeuginsassen, aus, wenn der Airbag durch Aktivierung des Gasgenerators im Falle eines Aufprallereignisses aufgeblasen wird. Die erste Kammer und die zweite Kammer sind derart verbunden, dass das vom Gasgenerator erzeugte Gas zunächst durch die erste Kammer hindurchtritt und dann in die zweite Kammer strömt.
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Die
US 2010/0251883 A1 beschreibt eine Sicherheitsvorrichtung zum Schutz gegen eine Explosion, insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug. Die Sicherheitsvorrichtung ist als Bodenmatte ausgebildet, die so konfiguriert ist, dass sie unter normalen Bedingungen als Bodenmatte verwendet wird und die als energieabsorbierende Sicherheitsvorrichtung zum Schutz gegen eine Explosion verwendet wird, die eine gewisse Druckkraft darauf ausüben kann. Die Bodenmatte besteht aus einer perforierten Materialschicht aus Schaumstoff und/oder Gel oder Weichgummi.
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Wenngleich die bekannten Sicherheits- und Schutzvorrichtungen ihre Funktion erfüllen, bietet das Gebiet der Schutzvorrichtungen zum Schutz von Füßen und/oder Beinen von Fahrzeuginsassen angesichts des aufgezeigten Standes der Technik noch Raum für Verbesserungen hinsichtlich eines vereinfachten strukturellen Aufbaus und der Schutzfunktion, da die im Falle eines Aufprallereignisses aufgeblasenen Airbags ein stoßartiges entstehendes, mechanisches Gegenlager bilden können, das sich in Richtung auf die Füße des Fahrzeuginsassen ausdehnt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung zum Schutz von Füßen und/oder Beinen von Fahrzeuginsassen im Falle eines Aufprallereignisses bereitzustellen, die einen vereinfachten strukturellen Aufbau aufweist und im Falle eines Aufprallereignisses die Bildung eines stoßartig entstehenden, mechanischen Gegenlagers vermeidet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Sicherheits-Fußstützvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die abhängigen Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Die erfindungsgemäße Sicherheits-Fußstützvorrichtung eines Fahrzeugs umfasst eine Fußmatte, die zur Anordnung auf einem Fußraumboden des Fahrzeugs vorgesehen ist und die zumindest eine Abstützoberfläche zum abgesicherten Abstützen von Füßen eines Fahrzeuginsassen und zumindest einen Hohlraum zur Aufnahme zumindest eines Fluids aufweist. Der zumindest eine Hohlraum ist in einer Richtung senkrecht zur Abstützoberfläche zu einem überwiegenden Anteil unterhalb der Abstützoberfläche angeordnet. Dabei ist der zumindest eine Hohlraum permanent mit einer vorbestimmten Menge des zumindest einen Fluids befüllt.
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Unter einem „Fahrzeug“ soll im Sinne dieser Erfindung insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Kraftomnibus verstanden werden. Unter dem Begriff „Fußraumboden“ sollen im Sinne dieser Erfindung sowohl ein zum Aufstützen der Füße eines Fahrinsassen vorgesehene Teil eines Bodenblechs als auch ein an das Bodenblech angrenzender Teil einer Spritzwand des Fahrzeugs eingeschlossen sein. Unter dem Begriff „dazu vorgesehen“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere speziell dafür ausgelegt oder angeordnet verstanden werden. Unter „zu einem überwiegenden Anteil“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere ein Anteil von mehr als 50% verstanden werden.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Sicherheits-Fußstützvorrichtung besteht darin, dass im Falle eines Aufprallereignisses, durch das ein auf die Füße des Fahrzeuginsassen wirkender Kraftstoß erzeugt wird, eine Verringerung einer auf die Füße des Fahrzeuginsassen einwirkenden maximalen Kraft erreicht werden kann, indem durch das nachgiebige Fluid in dem zumindest einen Hohlraum ein Zeitintervall bis zum Erreichen eines Stillstands der Füße vergrößert wird.
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Des Weiteren kann ein stoßartig entstehendes, mechanisches Gegenlager, das sich zudem in Richtung auf die Füße des Fahrzeuginsassen ausdehnt, vermieden werden. Durch die erfindungsgemäße Sicherheits-Fußstützvorrichtung kann die Einhaltung existierender Sicherheitsvorschriften und -vereinbarungen erleichtert werden, beispielsweise solcher, die Teil des von der zivilen US-Bundesbehörde für Straßen- und Fahrzeugsicherheit (National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA)) herausgegebenen Neuwagen-Bewertungs-Programmes (New Car Assessment Program (NCAP)) sind.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Sicherheits-Fußstützvorrichtung besteht in einem vereinfachten strukturellen Aufbau, nämlich darin, dass die Verringerung der im Falle eines Aufprallereignisses auf die Füße des Fahrzeuginsassen einwirkenden Kraft ohne die Notwendigkeit eines Gasgenerators oder von Zuleitungen zwischen Gasgenerator und Hohlraum erreichbar sein kann. Dadurch kann eine besonders teile- und kostensparende Lösung einer Sicherheits-Fußstützvorrichtung bereitgestellt werden.
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Zusätzlich hat die erfindungsgemäße Sicherheits-Fußstützvorrichtung den Vorteil einer schalldämpfenden Wirkung bezüglich Motor- und Fahrgeräuschen, die während einer normalen Fahrt auftreten.
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Die erfindungsgemäße Sicherheits-Fußstützvorrichtung ist leicht zugänglich und kann in einer geeigneten Ausführung vorteilhaft in einfacher Weise in bestehenden Fahrzeugen nachgerüstet oder ausgetauscht werden.
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Im bevorzugten Ausführungsform der Sicherheits-Fußstützvorrichtung ist der zumindest eine Hohlraum mit vorbestimmten Mengen von zumindest zwei verschiedenen Fluiden befüllt. Wenn der zumindest eine Hohlraum beispielsweise vorbestimmte Mengen eines flüssigen Fluids und eines gasförmigen Fluids beinhaltet, kann ein erweiterter Auslegungsspielraum für mögliche Verformungscharakteristiken der Sicherheits-Fußstützvorrichtung bereitgestellt werden.
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Bevorzugt sind das Fluid oder die Fluide von einem Gas oder einem Gel gebildet. Durch Verwendung eines Gases kann im Falle eines Aufprallereignisses besonders schnell eine Verringerung der auf die Füße des Fahrzeuginsassen einwirkenden Kraft erreicht werden. Durch Verwendung eines Gels können unerwünschte Schwappgeräusche vermieden und eine besonders gute Schalldämpfung der Motor- und/oder Fahrgeräusche erzielt werden.
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Eine Abmessung des zumindest einen Hohlraums in der Richtung senkrecht zur Abstützoberfläche, d.h. eine Dicke der Fußmatte kann variabel auch größer als für eine Erfüllung von Sicherheitsanforderungen notwendig gewählt werden, um bessere Schalldämpfungseigenschaften zur Erhöhung eines Fahrkomforts, beispielsweise für Personenkraftwagen aus einem Hochpreis-Segment, zu erreichen. Bevorzugt liegt die Dicke der Fußmatte in einem Bereich von einem bis zu mehreren Zentimetern.
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In bevorzugten Ausgestaltungen der Sicherheits-Fußstützvorrichtung ist zumindest ein passives Überdruckventil zur Herstellung einer fluidtechnischen Verbindung zwischen dem zumindest einen Hohlraum und einer Umgebung außerhalb des zumindest einen Hohlraums im Falle eines Erreichens oder Überschreitens eines vorbestimmten Schwellenwertes einer über die Abstützoberfläche auf das zumindest eine Fluid ausgeübten Kraft vorgesehen. Durch geeignete Auswahl des vorbestimmten Schwellenwertes kann im Falle eines Aufprallereignisses durch ein Vermindern des in dem zumindest einen Hohlraum gespeicherten Fluids ein Rückprall der Füße des Fahrzeuginsassen weitgehend vermieden und eine maximale Höhe der auf die Füße des Fahrzeuginsassen wirkenden Kraft weiter verringert werden.
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Bevorzugt liegt der vorbestimmte Schwellenwert für die über die Abstützoberfläche auf das zumindest eine Fluid ausgeübte Kraft in einem Bereich zwischen einem unteren Kraftwert, der einer von einem Durchschnittsfahrer maximal ausübbaren Fußpedalkraft entspricht, und einem oberen Kraftwert, der in einem vorbestimmten Abstand unterhalb eines Kraftniveaus festgelegt ist, das mit einer überwiegenden Wahrscheinlichkeit einen Bruch eines Fuß- oder Fußgelenkknochens eines Fahrzeugführers bewirkt. Der untere Kraftwert kann beispielsweise dem 95%-Perzentil einer empirisch ermittelten, maximal ausübbaren Fußpedalkraft von männlichen Fahrzeugführern entsprechen. Durch eine alltägliche Belastung während der Bedienung des Fahrzeugs soll kein Fluid aus dem zumindest einen Hohlraum in die Umgebung außerhalb des zumindest einen Hohlraums übertreten.
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Ebenso kann das Kraftniveau mit überwiegender Wahrscheinlichkeit für einen Fußknochenbruch durch das 5%-Perzentil von aus Unfalldaten geschätzten Kraftwerten bestimmt sein, die zum Bruch eines Fußknochens von weiblichen Fahrzeugführern geführt haben. Derartige Daten sind beispielsweise aus der Datenbank des GIDAS (German In-Depth Accident Study)-Projekts verfügbar. Das Kraftniveau mit überwiegender Wahrscheinlichkeit für einen Fußknochenbruch kann auch in Abhängigkeit von aktualisierten Protokollen für EURO NCAP (European New Car Assessment Programme), USNCAP etc. entsprechend einer gewünschten oder empfohlenen Gegenkraft/Steifigkeit angepasst werden, um eine bestmögliche Punktzahl zu erreichen.
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Weist die Fußmatte der Sicherheits-Fußstützvorrichtung mehr als einen Hohlraum auf, ist der vorbestimmte Schwellenwert für die über die Abstützoberfläche auf das Fluid in dem jeweiligen Hohlraum ausgeübte Kraft bevorzugt proportional zu einem Flächenanteil der auf das Fluid in dem betreffenden Hohlraum wirkenden Abstützoberfläche gewählt. Durch einen in diesem Bereich gewählten vorbestimmten Schwellenwert kann eine Belastung durch den Fahrzeuginsassen toleriert werden, die beispielsweise dadurch entstehen kann, dass der Fahrzeuginsasse sich auf dem zumindest einen Hohlraum abstützt, um einen Gegenstand aus einer Hosentasche zu entnehmen. Auch eine vom Fahrzeuginsassen durch Bedienen der Pedale über die Abstützoberfläche auf das zumindest eine Fluid ausgeübte Kraft liegt im Allgemeinen unterhalb dieses Kraftbereichs. Gleichzeitig kann ein in dem genannten Bereich gewählter vorbestimmter Schwellenwert eine zur Vermeidung von Knochenfrakturen ausreichende Reduzierung der im Falle eines Aufprallereignisses auf die Füße des Fahrzeuginsassen wirkenden maximalen Kraft gewährleisten.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Sicherheits-Fußstützvorrichtung ist zumindest ein ansteuerbares Ventil zur Herstellung einer fluidtechnischen Verbindung zwischen dem zumindest einen Hohlraum und einer Umgebung außerhalb des zumindest einen Hohlraums vorgesehen. Dadurch kann es ermöglicht werden, dass ein von anderen Systemen des Fahrzeugs detektiertes Aufprallereignis aktiv dazu verwendet wird, die in dem zumindest einen Hohlraum enthaltene Menge an Fluid durch Ansteuerung des ansteuerbaren Ventils zu vermindern, um einen Rückprall der Füße des Fahrzeuginsassen weitgehend zu vermeiden und eine maximale Höhe der auf die Füße des Fahrzeuginsassen wirkenden Kraft weiter zu verringern. Weiterhin ist vorteilhaft eine Einstellung einer von der Sicherheits-Fußstützvorrichtung bereitgestellten Gegenlagerkraft durch einen auslegbaren zeitlichen Verlauf der Reduzierung der in dem zumindest einen Hohlraum enthaltenen Menge an Fluid ermöglicht.
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Bevorzugt ist zumindest ein Befestigungsmittel zur mittelbaren oder unmittelbaren Befestigung der Sicherheits-Fußstützvorrichtung an dem Fußraumboden des Fahrzeugs vorgesehen, wodurch eine Verschiebung einer relativen Position der Fußmatte bezüglich des Fußraumboden vermieden und ein sicherer Halt der Füße des Fahrzeuginsassen auf der Fußmatte während einer normalen Fahrt gewährleistet werden kann. Bei einer mittelbaren Befestigung der Sicherheits-Fußstützvorrichtung kann dieses beispielsweise durch das zumindest eine Befestigungsmittel an einem Abdeckungsmaterial des Bodenblechs befestigt sein, das wiederum an dem Bodenblech, beispielsweise durch Kleben, fest angebracht ist.
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In bevorzugten Ausgestaltungen ist das zumindest eine Befestigungsmittel der Sicherheits-Fußstützvorrichtung als Formschlusselement ausgebildet. Beispielsweise kann das Formschlusselement von einem kreisförmigen Durchbruch in einem nicht von dem zumindest einen Hohlraum abgedeckten Teil der Grundfläche der Fußmatte gebildet sein, dass dazu vorgesehen ist, mit einem korrespondierenden zapfenförmigen Formschlusselement, das an einem Abdeckungsmaterial des Bodenblechs fest angebracht ist, eine Formschlussverbindung zu bilden. Alternativ oder zusätzlich kann das zumindest eine, als Formschlusselement ausgebildete Befestigungsmittel von einem Klettverschlusselement gebildet sein, das dazu vorgesehen ist, mit einem an dem Abdeckungsmaterial des Bodenblechs oder direkt am Bodenblech angebrachten, korrespondierenden Klettverschlusselement eine Vielzahl von Formschlussverbindungen zu bilden.
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Mit Vorteil kann das zumindest eine, als Formschlusselement ausgebildete Befestigungsmittel zusätzlich mit einem Rastverbindungselement ausgestattet sein, wodurch ein besonders guter Schutz gegen eine Verschiebung einer relativen Position der Fußmatte bezüglich des Fußraumbodens erreicht werden kann.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Sicherheits-Fußstützvorrichtung ist eine Grundfläche der Fußmatte derart ausgelegt, dass die Fußmatte dazu vorgesehen ist, mit einem vorderen Teil des Fußraumbodens des Fahrzeugs eine zumindest in Fahrtrichtung wirksame Formschlussverbindung zu bilden, wodurch eine wirksamer Schutz gegen eine Verschiebung einer relativen Position der Fußmatte bezüglich des Fußraumbodens in Fahrtrichtung erzielt werden kann. Besonders bevorzugt können aufgrund der Auslegung der Grundfläche die in der Fahrtrichtung wirksame Formschlussverbindung sowie zusätzliche, quer zur Fahrtrichtung wirksame Formschlussverbindungen gebildet werden, wodurch der Verschiebungsschutz auch quer zur Fahrtrichtung gewährleistet werden kann.
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Wenn eine dem Fußraumboden des Fahrzeugs abgewandte Oberfläche der Fußmatte als Teppichboden ausgebildet ist, kann die Sicherheits-Fußstützvorrichtung auf besonders einfache Weise und mit geringem Materialaufwand in den Innenraum des Fahrzeugs integriert werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer Fahrerseite eines Innenraums eines als Personenkraftwagen ausgebildeten, linksgesteuerten Fahrzeugs in einer Draufsicht,
- 2 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheits-Fußstützvorrichtung, die in dem Fahrzeug gemäß der 1 installiert ist,
- 3 die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheits-Fußstützvorrichtung gemäß der 2 in schematischer Draufsicht und Schnittansicht, und
- 4 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheits-Fußstützvorrichtung in schematischer Draufsicht.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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In 1 ist eine Fahrerseite eines Innenraums eines als Personenkraftwagen ausgebildeten, linksgesteuerten Fahrzeugs in einer Draufsicht dargestellt. In der 1 zeigt eine normale Fahrtrichtung 54 des Fahrzeugs zum oberen Blattrand. Der Innenraum des Fahrzeugs ist in Richtung auf einen Fahruntergrund von einem Bodenblech 42 begrenzt. Auf dem Bodenblech 42 ist in an sich bekannter Weise ein Sitzboden 44 eines Fahrersitzes auf zwei in Fahrtrichtung 54 ausgerichteten Schienen 46 verschiebbar montiert. In Fahrtrichtung 54 gesehen vor dem Sitzboden 44 bildet das Bodenblech 42 einen Fußraumboden 38 aus, an dessen vorderen Teil sich eine Spritzwand 40 anschließt. Zur besseren Orientierung ist das linke Vorderrad 56 des Fahrzeugs teilweise dargestellt. Im Übergangsbereich zwischen Fußraumboden 38 und Spritzwand 40 ist eine üblicherweise vorgesehene Pedalerie angeordnet, die aus Übersichtsgründen in der 1 nicht gezeigt ist.
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Das Bodenblech 42 ist im Bereich des Fußraumbodens 38 einschließlich der Innenseite der Spritzwand 40 mit einer leichten Textilabdeckung (nicht dargestellt) ausgestattet, die am Bodenblech 42 fixiert ist.
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2 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherheits-Fußstützvorrichtung 10 in einem in dem Fahrzeug gemäß der 1 installierten Zustand.
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Die Sicherheits-Fußstützvorrichtung 10 weist eine Fußmatte 12 auf, die zur Anordnung auf dem Fußraumboden 38 des Fahrzeugs vorgesehen ist. Die Fußmatte 12 weist eine Grundfläche auf, die im Wesentlichen einer Rechteckform mit einer abgeschrägten linken, vorderen Ecke entspricht, wobei eine Breite der Grundfläche quer zur Fahrtrichtung 54 und die Form der Abschrägung einer Form des Fußraumbodens 38 angepasst sind. Auf diese Weise ist die Fußmatte 12 dazu vorgesehen, mit einem vorderen Teil des Fußraumbodens 38 des Fahrzeugs sowohl in Fahrtrichtung 54 als auch quer zur Fahrtrichtung 54 wirksame Formschlussverbindungen zu bilden, um eine Verschiebung einer Position der Fußmatte 12 relativ zum Fußraumboden 38 außerhalb vorbestimmter Toleranzen der Grundfläche der Fußmatte 12 zu verhindern.
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Des Weiteren weist die Fußmatte 12 eine Abstützoberfläche 14 zum abgesicherten Abstützen von Füßen eines Fahrzeuginsassen auf.
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Zur weiteren Fixierung der Sicherheits-Fußstützvorrichtung 10 auf dem Fußraumboden 38 ist die Fußmatte 12 an einem dem Fahrersitz zugewandten Ende mit zwei als Formschlusselement ausgebildeten Befestigungsmitteln 22 ausgestattet, die jeweils als kreisrunder Durchbruch in der Fußmatte 12 mit einer Verstärkung durch einen Kunststoffring ausgebildet und außerhalb der Abstützoberfläche 14 angeordnet sind. Zu den Kunststoffringen korrespondierende Formschlusselemente in Form von kreisrunden Zapfen 48 aus einem Kunststoffmaterial sind auf der Textilabdeckung des Fußraumbodens 38 fest angebracht. Durch an den Kunststoffringen und den kreisrunden Zapfen 48 angebrachte, zueinander korrespondierende Rastnasen (nicht dargestellt) kann die Formschlussverbindung zusätzlich verrastet werden, um eine Verschiebung der Fußmatte 12 relativ zum Fußraumboden 38 außerhalb vorbestimmter Toleranzen zu verhindern.
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Ferner ist an einer Unterseite der Fußmatte 12 an einem dem Fahrersitz abgewandten Ende ein Klettverschlusselement 24 angebracht, das zu einem weiteren Klettverschlusselement 50 korrespondiert, das an der Textilabdeckung des Fußraumbodens 38 fest angebracht ist.
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Wie aus der 3 erkennbar ist die Fußmatte 12 mehrlagig ausgebildet. Eine dem Fahrzeuginsassen zugewandte Oberfläche der Fußmatte 12 ist als Teppichboden 26 ausgebildet, der einem auf der übrigen Fläche des Fußraumbodens 38 auf der Textilabdeckung verlegten Teppichboden entspricht, so dass die Sicherheits-Fußstützvorrichtung 10 leicht in den Innenraum des Fahrzeugs integrierbar ist. Unter der als Teppichboden 26 ausgebildeten Oberfläche ist eine von dem Fußraumboden 38 abgewandte, flexible, obere fluiddichte Lage 28 und eine dem Fußraumboden 38 zugewandte, flexible, untere fluiddichte Lage 30 angeordnet. Zwischen der oberen fluiddichten Lage 28 und der unteren fluiddichten Lage 30 weist die Fußmatte 12 einen Hohlraum 16 zur permanenten Aufnahme eines Fluids 18 auf.
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Die zwei als Formschlusselement ausgebildeten Befestigungsmittel 22 sind in einer Richtung 52 senkrecht zum Fußraumboden 38 außerhalb der Abstützoberfläche 14 angeordnet. Der Hohlraum 16 ist in der Richtung 52 senkrecht zur Abstützoberfläche 14 zu einem überwiegenden Teil unterhalb der Abstützoberfläche 14 angeordnet. Umgekehrt ausgedrückt überdeckt der Hohlraum 16 die Abstützoberfläche 14 in der Richtung 52 senkrecht zur Abstützoberfläche 14 vollständig. In dieser Anordnung übt der Fahrzeuginsasse aufgrund der Bedienung der Pedalerie und eines sich zeitlich ändernden Aufstützverhaltens mit seinen Füßen eine zeitlich veränderliche Kraft auf den Hohlraum 16 aus.
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Der Hohlraum 16 der Fußmatte 12 ist permanent mit einer vorbestimmten Menge des bevorzugt als Gel ausgebildeten Fluids 18 befüllt. An einem Rand des Hohlraums 16 der Fußmatte 12 ist ein passives Überdruckventil 20 angeordnet. Das passive Überdruckventil 20 ist zur Herstellung einer fluidtechnischen Verbindung zwischen dem Hohlraum 16 und einer Umgebung außerhalb des Hohlraums 16 in dem Falle vorgesehen, dass ein vorbestimmter Schwellenwert für die über die Abstützoberfläche 14 auf das Fluid 18 ausgeübte Kraft erreicht oder überschritten ist.
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Der vorbestimmte Schwellenwert für die über die Abstützoberfläche 14 auf das Fluid 18 ausgeübte Kraft liegt in einem Bereich zwischen einem unteren Kraftwert, der dem 95%-Perzentil einer empirisch ermittelten, maximal ausübbaren Fußpedalkraft von männlichen Fahrzeugführern entspricht, und einem oberen Kraftwert, der in einem vorbestimmten Abstand unterhalb eines Kraftniveaus festgelegt ist, das dem 5%-Perzentil von aus Unfalldaten geschätzten Kraftwerten entspricht, die zum Bruch eines Fußknochens von weiblichen Fahrzeugführern geführt haben.
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Der vorbestimmte Schwellenwert liegt oberhalb einer üblicherweise durch einen Fahrzeuginsassen beim Bedienen der Pedalerie auf die Fußmatte ausgeübten Kraft und auch oberhalb einer vom Fahrzeuginsassen auf die Fußmatte ausgeübten Kraft bei einem Ein- oder Aussteigen und/oder für den Fall, dass der Fahrzeuginsasse sich zum Entnehmen eines Gegenstandes aus einer Hosentasche gegen die Fußmatte stemmt.
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Andererseits liegt der vorbestimmte Schwellenwert deutlich unterhalb einer Kraft, die für ein Herbeiführen einer Fuß- oder Schienbeinfraktur erforderlich ist. Er kann jedoch auch gezielt noch geringer gewählt werden, um Steifigkeiten entsprechend einer Bewertung bzw. Punktevergabe in den bereits erwähnten public domain-Testprotokollen für „lower leg“- und „foot“-Wertungen zu erlangen und somit individuellen Bedürfnissen unterschiedlicher Ansprüche angepasst zu werden.
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Nach der Herstellung einer fluidtechnischen Verbindung zwischen dem Hohlraum 16 und der Umgebung außerhalb des Hohlraums 16 wird der fluidspeichernde Hohlraum 16 teilweise entleert und die Füße des Fahrzeuginsassen werden gegen den Strömungswiderstand des passiven Überdruckventils 20 tiefer in die Fußmatte 12 gedrückt. Dabei wirkt der Strömungswiderstand dämpfend auf die Bewegung der Füße des Fahrzeuginsassen, so dass die Fußmatte 12 der Sicherheits-Fußstützvorrichtung 10 als passives Gegenlager mit dämpfender Wirkung auf die Bewegung der Füße des Fahrzeuginsassen dient.
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In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum 16 mit einer vorbestimmten Menge des bevorzugt als Gel ausgebildeten Fluids 18 befüllt. In alternativen Ausführungen kann der Hohlraum mit vorbestimmten Mengen verschiedener Fluide, beispielsweise einer Flüssigkeit und eines Gases, befüllt sein, wodurch der zeitliche Verlauf der Bewegung der Füße des Fahrzeuginsassen in Richtung auf die Fußmatte veränderbar ist.
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Das in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene passive Überdruckventil 20 kann in einer alternativen Ausführungsform der Sicherheits-Fußstützvorrichtung 10' durch ein ansteuerbares Ventil 32 ausgetauscht werden, das zur Herstellung einer fluidtechnischen Verbindung zwischen dem zumindest einen Hohlraum 16 und einer Umgebung außerhalb des zumindest einen Hohlraums 16 vorgesehen ist. Eine derartige Anordnung ist in 4 dargestellt.
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Ein Fahrzeugsteuergerät 34, das Bestandteil eines elektronisch gesteuerten Fahrer-Assistenzsystems zur Stabilitätskontrolle (Electronic Stability Control, ESC) oder einer zentralen Steuereinheit sein kann, ist unter anderem dazu vorgesehen, bei Detektion eines Aufprallereignisses mittels eines Beschleunigungssensors 36 das ansteuerbare Ventil 32 zur Einstellung eines vorbestimmten Strömungswiderstands des Ventils 32 anzusteuern. Auf diese Weise können die Dämpfungseigenschaften der als Widerlager wirkenden Fußmatte 12 in besonders flexibler Weise und insbesondere in Abhängigkeit von Parametern, die von dem ESC-System detektiert wurden, eingestellt werden.
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Natürlich ist die Erfindung nicht nur an die beschriebenen Linkslenker Fahrzeuge beschränkt, sondern auch an rechts gelenkte Fahrzeuge anpassbar. Jeder Fussraum des Fahrzeugs kann mit einer erfindungsgemäßen Fußmatte versehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Sicherheits-Fußstützvorrichtung
- 12
- Fußmatte
- 14
- Abstützoberfläche
- 16
- Hohlraum
- 18
- Fluid
- 20
- passives Überdruckventil
- 22
- Befestigungsmittel
- 24
- Klettverschlusselement
- 26
- Teppichboden
- 28
- obere fluiddichte Lage
- 30
- untere fluiddichte Lage
- 32
- ansteuerbares Ventil
- 34
- Fahrzeugsteuergerät
- 36
- Beschleunigungssensors
- 38
- Fußraumboden
- 40
- Spritzwand
- 42
- Bodenblech
- 44
- Sitzboden
- 46
- Schiene
- 48
- Zapfen
- 50
- Klettverschlusselement
- 52
- senkrechte Richtung
- 54
- Fahrtrichtung
- 56
- Vorderrad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6352281 B1 [0004]
- US 6578867 B2 [0005]
- US 2015/0274114 A1 [0006]
- US 2016/0016527 A1 [0008]
- US 6685217 B2 [0009]
- US 2010/0251883 A1 [0010]
