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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Luftaufprallkissen, das in der Kopfstütze eines
Sitzes eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
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Stand der
Technik
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Das
Streben nach Erhöhung
der Sicherheit von Personen in einem Kraftfahrzeug im Falle eines Unfalls
bringt gute Ergebnisse hinsichtlich des Körperschutzes der Personen.
Dazu tragen sowohl eine steife Konstruktion der Fahrzeugkabine als
auch eine spezielle Ausstattung, insbesondere Automatiksicherheitsgurte
mit einer Sperrvorrichtung und pyrotechnischen Vorschaltern, die
einen Begrenzer der Belastung mit einem Verformungsglied aufweisen, der
die Belastung beim Aufprall reduziert, und vor allem Luftaufprallkissen,
sog. Airbags, bei. Sowohl der Fahrer als auch sein Beifahrer werden
verhältnismäßig gut
beim Aufprall in Richtung der Fahrzeugachse geschützt, das
heißt
von vorne oder von hinten. Aber Probleme beim Seitenaufprall und
auch in dem sog. Offsetaufprall, d.h. Aufprall, dessen Richtung
außerhalb
der Längsachse
des Fahrzeuges verläuft,
bleiben bestehen. Trotz einer langen Deformationszone folgt immer
eine deutliche Bewegung in der umgekehrten Richtung, die durch die
flexible Verformung hervorgerufen wird. Während der Körper von dem Sicherheitsgurt
gehalten wird, kommt es zur heftigen und nicht kontrollierbaren
Rückbewegung
des Kopfes, der um sich herum einen freien Raum hat. Die Rückbewegung
des Kopfes endet dann oft mit einem Aufprall auf die mittlere Säule der
Tür. Die
beschriebene Mechanik der Rückbewegung
ist auch ohne den eigenen Aufprall in hohle Teile des Fahrzeuges gefährlich,
denn dabei kommt es zur extremen Belastung der Wirbelknochen der
Halswirbelsäule.
Ihre schwere Verletzung hat oft auch den Tod der Person in dem Unfallfahrzeug
zur Folge. Die Problematik der freien Bewegung des Kopfes wird weder
von den bestehenden Stützen,
die von einem gepolsterten steifen Gerüst gebildet werden, das auf
der Sitzstütze befestigt
ist, noch von den seitlichen oder anderen Airbags gelöst, da im
Raum zwischen den in dem Fahrzeug nebeneinander sitzenden Personen
sich nichts befindet, was die Bewegung des Kopfes begrenzen könnte. Die
Fahrzeuge der niedrigen bzw. der mittleren Klassen werden dabei
mit Airbags nur minimal ausgestattet, und üblicherweise gegen Preisaufschlag.
Das betrifft sowohl den Fahrer als auch den Beifahrer sowie Passagiere
auf den anderen Sitzen. Die Problematik der freien Bewegung des Kopfes
wird momentan mit Hilfe mechanischer Mittel gelöst, beispielsweise so, dass
beim Stirnaufprall der vordere Teil der Stütze nach vorne herausgeschoben wird.
Eine andere Lösung
nutzt zwei in V-förmig
angeordnete Streben, die beim Aufprall von der Stütze in der
Richtung nach vorne herausgeschoben werden, wobei die Rückbewegung
des Kopfes von einem Gurt gefangen wird, der zwischen den Streben vor
der Stütze
aufgezogen wird. Diese mechanischen Vorrichtungen gewähren nicht
ausreichenden Schutz bei einem Seitenoffsetaufprall. Dies gilt ebenso
auch für
die Lösungen,
die Luftkissen benutzen, die den Raum vor der Stütze ausfüllen. Gegenüber den mechanischen Vorrichtungen
sind diese für
verschiedene Lagen des Kopfes anpassungsfähiger, erfüllen ihre Funktion jedoch nicht
bei einem Seitenoffsetaufprall, insbesondere dadurch, dass diese
den Raum zwischen den Sitzen nicht abdecken.
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Dieses
Problem wird in gewissem Maße
mit einer Kopfstütze
gelöst,
in der eine teleskopische Strebe eingebaut ist, die die mittlere
und hintere Wand des Gerüstes
der Stütze
verbindet. Die vordere Wand weist weiterhin auf den Seiten abgefederte schwenkbar
angeordnete Flügel
auf. Die Aktivierung der teleskopischen Strebe erfolgt mit einer
Pyropatrone, die die vordere Wand nach vorne schiebt und zugleich
die abgefederten Flügel
löst, die
in die Seite abgeschwenkt werden. Durch diese Flügelabschwenkung wird der Raum
für eine
Seitenrückbewegung
kleiner.
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Der
Nachteil dieser Stütze
besteht in der relativ langen zur Flügelabschwenkung erforderlichen Zeit
und in der kleinen Anpassungsfähigkeit
gegenüber
der sofortigen Lage des Kopfes, insbesondere in den extremen Fällen, bei
denen sich der Kopf in dem Zeitpunkt des Aufpralls außerhalb
der mit der Fahrzeugachse parallelen Achse der Stütze befindet.
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Darlegung
des Wesens der Erfindung
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Das
Ziel der Erfindung besteht darin, die angeführten Mängel der bekannten Lösungen für Kopfstützen möglichst
zu beseitigen und so insbesondere eine Verkürzung des Sektors der Kopfbewegung
bei allen Typen des Aufpralls zu erreichen und so die Gefahr der
Verletzung der Personen im Falle der nicht kontrollierten Kopfbewegung
unmittelbar nach dem Aufprall zu minimieren. Dies wird im erheblichen Maße bei einem
Luftaufprallkissen erreicht, das nach dieser technischen Lösung in
der Kopfstütze
des Kraftfahrzeuges angeordnet wird, deren Wesen darin besteht,
dass dieses bei der Aktivierung Flügel bildet, die sich auf den
beiden Seiten der Kopfstütze
und in Richtung vor sie erstrecken, wobei sich zwischen den Flügeln in
Richtung vor die Stütze
ein sich verbreitender keilförmiger
Raum bildet.
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Mit
Rücksicht
auf die Sicherheit ist es vorteilhaft, wenn die Flügel den
Teil der vorderen Seite der Stütze überlappen
und den Raum zwischen der anliegenden Seitenwand des Fahrzeuges
und der benachbarten Stütze
ausfüllen.
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Mit
Rücksicht
auf die Sicherheit ist es ebenso auch vorteilhaft, wenn die Flügel zur
vorderen Seite der Sitze in ihrem oberen Teil unter der Stütze aufsetzen.
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Zwecks
der Verkürzung
der Bahn der Rückbewegung
des Kopfes nach dem Aufprall ist es zweckmäßig, wenn zwischen den Flügeln ein
Verbindungsteil vorhanden ist, der den Raum zwischen den Flügeln ausfüllt.
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Mit
Rücksicht
auf die möglichst
einfache Anordnung ist es zweckmäßig, wenn
das Luftaufprallkissen im zusammengelegten Zustand in dem Hohlraum
des Halters der Kopfstütze
gelagert ist, die in Höhe
und in Richtung der Längsachse
verstellbar ist.
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, die zeigen:
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1 eine
axonometrische Sicht auf die Kopfstütze im Teilschnitt von zwei
benachbarten Sitzen,
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2 eine
axonometrische Sicht auf die Kopfstütze gemäß Bild 1 nach Aktivierung des Luftaufprallkissens,
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3 eine
axonometrische Sicht auf die Kopfstütze gemäß Bild 1 nach Beseitigung des Luftaufprallkissens,
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4 eine
axonometrische Sicht auf eine alternative Ausführung der Kopfstütze im Teilschnitt,
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5 eine
axonometrische Sicht auf die Kopfstütze gemäß Bild 4 nach Aktivierung des Luftaufprallkissens,
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6 eine
axonometrische Sicht auf die Kopfstütze gemäß Bild 4 mit demontierten Luftaufprallkissen.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Eine
Kopfstütze 1 in
der Ausführung
gemäß 1 wird
auf einem Sitz 2 eines Kraftfahrzeuges in bekannter Weise
mit Hilfe eines Paars Füße 3 gelagert,
die in der oberen Fläche 4 des
Sitzes 2 eingesenkt werden, wobei die Kopfstütze 1 in
der Regel höhenverstellbar
ist. Die Füße 3 sind
Teil eines Halters 5, der in dem gegebenen Fall wie ein
von den Seiten geöffneter
Schrank aussieht, wie aus 3 ersichtlich
ist. Die Rückwand 6 ist
breiter als die vordere Wand 7 des Halters 5 und
dient als Unterstützung
für ein
Luftaufprallkissen 8. Das Luftaufprallkissen 8 ist
im zusammengelegten Zustand in einem Hohlraum 9 des Halters 5 und
vor seiner vorderen Wand 7 gelagert. Die äußeren Seiten
der Rückwand 6,
der oberen Wand 10 und der unteren Wand 11 des Halters 5 dienen
der Lagerung des Kernes 12 der Stütze 1. Der Kern 12 ist
in der Regel aus einem Polyurethanschaum und wird von der Außenseite
mit einer Deckschicht 13, in der Regel mit einem Bezugsstoff,
versehen. Der Kern 12 aus einem schmiegsamen Schaumstoff
weist auf beiden Seiten einen Verformungsbereich oder eine nicht
dargestellte Öffnung auf,
die bei der Aktivierung die Ausfaltung des Luftaufprallkissens 8 gemäß 2 ermöglicht.
Zu diesem Zweck werden die Stichnähte der Deckschicht 13 aus
solchem Faden gebildet, der dessen Zerreißen ermöglicht. Gemeinsam mit dem Luftaufprallkissen 8 ist
in dem Raum des Halters 5 ebenso auch das Zubehör des Luftaufprallkissens 8 gelagert, das
bekannt ist und daher nicht näher
beschrieben wird. Das Luftaufprallkissen 8 bildet im Hinblick
auf das Ausfüllen
des Raumes zwischen den Sitzen und der Seitenwand des Fahrzeuges
bei der Aktivierung Flügel 14,
die sich auf beiden Seiten der Kopfstütze 1 und in Richtung
vor sie erstrecken und zwischen sich einen keilförmigen Raum 15 bilden.
Die Flügel 14 des
Luftaufprallkissens 8 sind gegenseitig mit einem Verbindungsteil 16 verbunden,
das an der Außenseite
der vorderen Wand 7 des Halters 5 anliegt.
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Bei
einer alternativen Ausführung
gemäß 4 wird
das Luftaufprallkissen 8 in einem Hohlraum 9 der
Kopfstütze 1 gelagert,
die nicht nur in der Höhe,
sondern auch in Richtung der Längsachse
des Fahrzeuges verstellbar gelagert ist. Zu diesem Zweck werden
die Füße 3' der Kopfstütze 1 in
dem oberen Teil über
dem Sitz 2 S-förmig
durchgebogen und in den Nuten 17 verstellbar gelagert,
die in der unteren Wand 11 des Halters 5 angepasst
werden. Das Luftaufprallkissen 8 ist beispielsweise ganz
in dem Hohlraum 9 des Halters 5 gelagert, dessen
vordere Wand 7, Rückwand 6 und
obere Wand 10 übereinstimmend
mit der vorherigen beschriebenen Ausführung gebildet sind.
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Auf
dem Halter 5 ist ein Kern 12 gelagert, der eine
derartige äußere Schicht
aufweist, dass das Zerreißen
bei Aktivierung des Luftaufprallkissens 8 ermöglicht wird,
dessen Flügel 14 den
Raum zwischen der Seitenwand des Fahrzeuges und dem Flügel 14 des
Luftaufprallkissens 8 der benachbarten Stütze 1 ausfüllen. Die
Aktivierung des Luftaufprallkissens 8 verläuft übereinstimmend
mit der Aktivierung der sonstigen Luftaufprallkissen des Fahrzeuges.
Dabei kommt es zum Aufblasen des Luftaufprallkissens 8, bei
dem es zur Lösung
des Kernes 12 und der Deckschicht 13 und zum Hinausschieben
des Luftaufprallkissens 8 in beide Seiten der Kopfstütze 1 kommt,
bei dem die Flügel 14 zwischen
sich den bereits erwähnten
keilförmigen
Raum 15 bilden, der sich von der Kopfstütze 1 und der vorderen
Fläche 18 des
Sitzes erstreckt. Die Flügel 14 füllen zugleich
den Raum zwischen der Kopfstütze 1 und
der B-Säule
der Karosserie und den Raum zwischen den Sitzen in Höhe des Kopfes
aus. Bei der Ausführung
gemäß 1 werden
das Verbindungsteil 16 des Luftaufprallkissens 8 und
die vordere Seite des Kernes 12 und eventuell auch die
Deckschicht 13 verformt, wodurch der Raum zwischen dem
Kopf und der Kopfstütze 1 zwischen
den Flügeln 14 kleiner
wird.
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In
der alternativen Ausführung,
bei der die Verbindungsteile 16 zwischen den Flügeln 14 durch den
Hohlraum des Halters 5 durchgehen, wird die Kopfstütze 1 in
Lage möglichst
nah zum Kopf der auf dem Sitz 2 sitzen den Person eingestellt,
und zwar durch die Einstellung der Füße 3' der Kopfstütze 1 in der Nut 5.
Nach Aktivierung des Luftaufprallkissens 8 bildet dieses
nur die Flügel 14,
die den Raum auf beiden Seiten der Kopfstütze 1 und den sich
dazwischen vor der Kopfstütze 1 keilförmig erstreckenden
Raum 15 gemäß 6 ausfüllen. Der
Kopf der Person, der nach dem Aufprall eine Rückbewegung ausübt, wird von
den Flügeln 14 zur
vorderen Seite der Kopfstütze 1 gelenkt,
und es wird so ihr unkontrollierbarer Aufprall gegen die B-Säule oder
der Zusammenstoß mit dem
Kopf des Beifahrers verhindert.
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Bei
beiden Ausführungen
ist es zweckmäßig, wenn
die Flügel 14 mindestens
den oberen Teil der vorderen Fläche
des Sitzes 2 überlappen.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Das
Luftaufprallkissen ist zur Anwendung in der Automobilindustrie zur
Erhöhung
der passiven Sicherheit bestimmt.
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Zusammenfassung
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Es
wird ein Luftaufprallkissen vorgestellt, das in der Kopfstütze eines
Sitzes eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Nach seiner Aktivierung
erstrecken sich Flügel
(14) des Luftaufprallkissens zu beiden Seiten der Kopfstütze (1)
und nach vorne, während sich
zwischen den Flügeln
(14) ein keilförmiger,
sich nach vorne erstreckender Raum (15) bildet.