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Sicherheitseinrichtung für Motorfahrzeuge Die Erfindung betrifft
eine Sicherheitseinrichtung für Motorfahrzeuge mit einer am Chassis lösbar befestigten
Passagier kabine, die sich beim Aufprall des Fahrzeugs aus ihrer Befestigung löst
und kontrolliert relativ zum Chassis vorwärts verschiebt und mit einem in der Kabine
rückwärts kippbar beiestigten Sitz, sowie mit am Chassis und Sitz angeordneten Befestigungsvorrichtungen.
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Moderne Motorfahrzeuge werden aufgrund der grossen Hubräume und der
damit verbundenen, zur Verfügung stehenden hohen Leistung eine immer grössere Gefahrenquelle
für Leib und Leben der Passagiere
Passagiere, die diese Fahrzeuge
als Transportmittel verwenden, Es sind bereits Sicherheitseinrichtungen entwickelt
worden, um die Verletzungen der Passagiere zu verringern, die als Folge von Zusammenstößen
oder einem Aufprall aus hoher Geschwindigkeit auftreten. Aus diesem Grund wurden
von den Autoherstellern die Armaturenbretter gepolstert, Sonnenschutzblenden und
zusammenschiebbare teuersäulen, sowie Sicherheitsgurte eingeführt.
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Diese Sicherheitseinrichtungen besitzen jedoch nur eine begrenzte
Wirksamkeit und bewirken in der Regel nur eine Verringerung der ernsten oder tödlichen
Verletzungen, vorausgesetzt, dass di Kollision oder der Aufprall aus verhältnismässig
niederer Geschwindigkeit heraus erfolgt. Bei einem aufprall aus hoher Geschwindigkeit
sind diese Sicherheitseinrichtungen sehr häufig nicht in der Lage, eine ernste Verletzung
der Passagiere zu verhindern. Dieser unbefriedigende Schutz ist der plötzlichen
Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf Null zuzuschreiben, welche verursacht,
dass die Passagiere mit einer nahezu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor dem aufprall
ent sprechenden Geschwindigkeit nach vorn geschleudert werden. Die kinetische Energie
des Fahrzeugs wird beim Aufprall von den Frontteilen absorbiert, jedoch ist auch
eine Einrichtung erforderlich, die die kinetische Energie der Passagiere aufnimmt,
um die Massengeschwindigkeit nach dem Aufprall abzubremsen. Gepolsterte
sterte
drmaturenbretter und Sicherheitsgurte sind bei hoher Geschwindigkeit nicht in der
Lage, eine ausreichend hohe Abbremsung der Passagiere zu bewirken, um die stofartige
Abbremsung beim Aufprall zu abs rbieren.
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Eine Einrichtung, um die Verletzungen der Passagiere unter diesen
Umständen zu verringern, ist bereits in dem U2-Patent 3.162.479 beschrieben. Diese
Sicherheitseinrichtungen erweisen sich jedoch als: nicht ausreichend.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrihtung
für Motorfahrzeuge zu schaffen, mit der eine Verletzung der-Passagiere bei einem
Aufprall aus hoher Geschwindigkeit weitgehendst vermieden werden kann. Dabei soll
die icherheitseinrichtung derart beschaffen sein, dass sie die Abbremsung und Absorption
der kinetischen Energie der Passagiere bei einem Aufprall aus hoher Geschwindigkeit
heraus durch eine Änderung der Lage der Passagiere im Fahrzeug bewirkt, so dass
der Knochenaufbau und die Muskulatur durch die Absorption der kinetischen Energie
beansprucht wird, wogegen der 'chädel, die Wirbelsäule, der Magen usw. größmöglichen
Schutz erfahren, indem die Passagiere in eine entsprechend gekippte Lage gebracht
werden. Insbesondere soll eine Sitzanordnung für das Fahrzeug geschaffen werden,
die diese Anforderungen erfüllt.
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Ausgehend
Ausgehend von der eingangs erwähnten Sicherheitseinrichtung
wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Befestigungsvorrichtung
ein Kippen des Sitzes nach rückwärts verursacht, wenn sich die Passagierkabine relativ
zum Ohassis ver schiebt.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Fahrzeug in Seitenansicht kurz vor dem Aufprall
auf ein Hindernis, indem die Sicherheitseinrichtungen gemäss der Erfindung vorgesehen
sind; Fig. 2 eine Seitenansicht des Fahrzeugs nach dem Aufprall, wobei die veränderte
Lage der Passagierkabine und des Sitzes erkennbar istq Fig, 3 eine Seitenansicht
des Sitzes,der Passagierkabine vor dem Aufprall auf das Hindernis; Fig. 4 eine Seitenansicht
des Sitzes der Passagierkabine nach dem Aufprall auf das Hindernis.
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In Fig. 1 ist ein Motorfahrzeug 11 dargestellt, auf dessen Chassis
13 eine Passagierkabine 15 lösbar befestigt ist. In der Passagierkabine ist ein
Sitz 17 vorgesehen. Beim Aufprall aus hoher
Geschwindigkeit heraus
löst sich die Passagierkabine 15 und verschiebt sich aus ihrer normalen Position
auf dem Chassis 13, wobei sie eine Verschiebbewegung relativ zum Chassis so lange
ausführt, bis die kinetische Energie verbraucht ist und die Passagierkabine in einer
geneigten Lage zum stehen kommt.
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Die Sicherheitseinrichtung ist insbesondere für die Verwendung bei
Antomobilen geeignet und wird daher auch beispielsweise dafür beschrieben. Es ist
selbstverständlich, dass die Sicherheitseinrichtung auch bei anderen Moto~fahrzeugen
verwendet werden kann, die für den Transport von Passagieren Verwendung finden.
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Gemäss Fig. 1 ist das Fahrzeug derart konstruiert, dass seine äussere
Erscheinung von der gewohnten Erscheinung nicht abweicht. Bei leichten stören oder
Kollisionen,für die die Sicherheitsgurte und andere Sicherheitseinrichtungen ausreichenden
chutz gewähren, wird ein Sichlösen der Passagierkabine aus der Normalposition auf
dem Chassis verhindert. Wenn sich jedoch eine Kollision aus erhöhter. Geschwindigkeit
heraus ereignet, selbst wena die Sicherheitsgurte den erforderlichen -schutz bieten
würden, löst sich die Passagierkabine 15 vom Chassis 13 in der dem Fahrzeug vor
dem Aufprall eigenen Bewegungsrichtung. Diese Sicherheitseinrichtung und deren Wirkungsweise
weise
ist in dem US-Patent 3.162.479 vom 22. Dezember 1964 beschrieben.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird durch die Vorwärtsverschiebung der
Passagierkabine 15 relatIv zum Chassis 13 der Sitz 17 in der nachfolgend beschriebenen
Weise nach rückwärts gekippt. Damit absorbiert der Sitz einen Teil der auf die Passagiere
wirkenden Kräfte, wodurch die Gefahr einer Verletzung verringert wird.
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In Fig. 3 ist der %:itz 17 in seiner Normallage innerhalb der Passagierkabine
dargestellt; er ist auf dem Boden 19 der Passagierkabine angeordnet und auf Füssen
21 und 23 gehalterte Die vorderen Füsse 21 des Sitzes stehen lediglich auf dem Fahrzeugboden
und sind an diesem nicht befestigte Durch die rückwärtigen Füsse verläuft eine Achse
25, die in einer am Fahrzeugboden mit Hilfe von Befestigungsbügel 29 und 91 angeordneten
Bahn 27 gelagert ist. Die Achse verläuft durch einen in der Bahn 27 angeordneten
Schlitz.
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Der Sitz 17 ist mit dem Boden 19 der Passagierkabine 15 über Begrenzungseinrichtungen
35 verbunden. Die Begrenzungseinrichtungen bestehen aus einem ausziehbaren Stab,
der an der Unterseite des Sitzes ungefähr im Mittelbereich und andererseits am Boden
Boden
49 befestigt ist Zwischen dem rückwärtigen Teil des Sitzes und dem Chassis 13 sind
Befestigungsvorrichtungen 37 vorgesehen. Sie bestehen aus einer Rollenanordnung
39, die am Boden 19 der Passagierkabine drehbar angeordnet ist, sowie aus zwei Kabelzügen
41 und 43.
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Das eine Ende des ersten Kabelzugs 41 ist mit dem Chassis 13 verbunden,
während das andere Ende um die eine Scheibe der aus zwei Scheiben bestehenden Rollenanordnung
39 geführt ist. Die beiden Scheiben haben unterschiedlichen Durchmesser. Der erste
Kabelzug ist mit der Scheibe mit dem kleineren Durchmesser verbundes Der zweite
Kabel zug 43 ist mit der Scheibe mit grösserem Durchmesser verbunden und ferner
über eine zweite Rolle 45 geführt, die am Boden 19 der Passagierkabine drehbar angeordnet
ist. Dieser zweite Kabelzug 43 verläuft entlang dem Boden 19 und ebenso entlang
der Rückseite des Sitzes 17 bis zu einem Befestigungspunkt, der im oberen Bereich
der Rückseite des Sitzes liegt.
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Der zweite Kabelzug 43, sowie die zweite Rolle 45 sind in Ausnehmungen
im Boden 19 der Passagierkabine derart angebracht, dass sie unter normalen Bedingungse
unsichtbar sind. Das Kabel wird im Boden und im rückwärtigen Teil des Sitzes durch
einen Halter 47 gehalten, der das Kabel freigibt, wenn das Kabel unter Spannung
gesetzt wird.
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In
In Fig. 4 ist der Sitz 17 in einer geneigten Lage
dargestellt, die er einnimmt, wenn die Passagierkabine 15 eine Verschiebung relativ
zum Chassis 13 erfährt. Aufgrund einer solchen Bewegung wird durch den ersten Kabelzug
die Rollenanordnung 99 gedreht, welche ihrerseits das zweite Kabel auf die Scheibe
mit grösserem Durchmesser aufwickelt. Da die Scheiben der Rollenanordnung verschiedene
Durchmesser aufweisen, wird der zweite Kabelzug mit grosserer Geschwindigkeit aufgewickelt.
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Durch dieses Aufwickeln des zweiten Kabelzugs löst sich dieses zunächst
aus dem Halter 47 und verursacht das Kippen des Sitzes 17, wenn es weiter aufgewickelt
wird.
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Gleichzeitig mit dem Kippen des Sitzes nach rückwärts wird dieser
auch nach vorwärts und ent-laag der Bahn 27 nach oben verschoben. Die Kippbewegung
des Sitzes wird durch die Begrenzungseinrichtungen 35 in einer solchen Lage zum
Stillstand gebracht, wie sie etwa aus Fig. 4 hervorgeht. Sobald'der Sitz die in
der Darstellung gezeigte Lage eingenommen hat rastern die Begrenzungseinrichtungen
35 ein und halten den Sitz in der gewünschten Position fest, selbst wenn starke'
Abbremsungskräfte auf den Sitz und den Passagier einwirken. Die Bruchfestigkeit
desjenigen Teils des Kabelzuges 43,der ursprünglich auf die Rollenanordnung
Rollenanordnung
39 aufgewickelt ist, wird derart ausgewählt, dass der Kabelzug reift, wenn sich
der sitz in die durch die Begrenzungseinrichtungen 35 festgelegte Grenzlage bewegt
hat.
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Aufgrund dieser, beim Aufprall eines Fahrze@gs mit ausreichender Wucht
durch die Verschiebung der Passagierkabine 15 ausgelöste relative Verschiebung des
Sitzes zum Chassis 13, wird der Passagier in eine Lage gebracht, in welcher ein
@eiterer schutz gegen Verletzung gegeben ist. Dabei werden die durch die Abbremsung
auftretenden Kräfte weiter abgeschwächt. was ?-15 einer höheren Sicherheit führt.
Die änderung der Lage des itzes muss mit ausreichender Schnelligkeit ablaufen, damit
die in Fig. 4 dargestellte Position des sitzes erreicht wird, bevor der Passagier
nach vorn geschleudert wird. Dies wird durch die zweite Scheibe der Rollenanordnung
39 bewirkt, welche eine Beschleunigung dieser Positionsänderung verursacht.
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Es ist offensichtlich, dass die Verwendung der Rollenanordnung und
Kabel züge als Antriebsmechanismus und zur Übertragung der durch das Loslösen der
Fahrzeugkabine vom Chassis auf den Sitz oder die Sitze übertragenen Kraft nur beispielsweise
Anordnungen für eine derartige Sicherheitseinrichtung sind, da diese Wirkung auch
mit Hilfe von anderen mechanischen Anordnungen ohne weiteres erreichbar ist. Sokönnen
z.B. auch andere Einrichtungen
Einrichtungen mit einem Hydraulikzylinder,
einem Getriebe mit exzentrisch gelagerten Rädern oder Wellen und einer elektrischen
Auslösung eines explosiven oder rasch brennenden Treibstoffes in einem abgedichteten
Zylinder mit einer Kolbenstange oder an@@ren leistungsübertrag@nden Einrichtungen
verwendet werden, die an verschiedenen Stellen angeordnet sind. Die Neuheit der
@icherheitseinrichtung bezieht sich primär auf die Bewegung des Sitzes, dessen Richtungsänderung
im Bezug auf den Kraftfahrzeugkörper und die Auslösung der Bewegung von der sich
ändernden Lage des Fahrzeugskörpers oder Chassis bzw. in Abhängig keit von einer
bestimmten intensiven Abbremsung des Chassis im Augenblick eines gefährlichen Aufpralls.
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Gemäss den Fig. 3 und 4 kann in den Sitz 17 eine Formschale 51 eingearbeitet
sein, mit der die Möglichkeit der Verletzung des Passagiers beim Aufprall weiter
verringert wird, Die Form 51g die aus versteiftem Plastikmaterial oder Stahl aufgebaut
sein kam, ist unterhalb der herkömmlichen Polsterung oder Federung der Sitze angebracht
und dient seinerseits nicht zur Halterung des Passagiers unter normalen Fahrbedingungen.
Jedoch im Augenblick des Aufpralls des Fahrzeugs,durch welchen der Sitz 17 gekippt
wird, kommt der Passagier durch die Schale 51 in eine Lage, in welcher die natürliche
Fähigkeit des menschlichen: Skeletts und
und der Muskulatur die
höchsten Beanspruchungen aufnehmen kann.
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Die Form der Schale 51 ist derart, daß die auf den Passagier wirkenden
Bremskräfte beim Aufprall den Passagier in der geneigten Lage des Sitzes 17 in einer
Körperkrümmung einbetten, die der embryonalen Lage ähnlich ist. In dieser Situation
ist lediglich die Form der schale 51 von Bedeutung, da die Polsterung und die federung
unter dem Einfluss der Bremskräfte unwirksam werden und sich ganz gegen die Schale
51 anlegen.
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Die der embryonalen Krümmung entsprechende Lage des Körpers ist diejenige
Lage, in welcher der menschliche Körper die grösste Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterungen
aufweist und eine bemerkenswerte hohe Beanspruchung absorbieren kann.
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In jeder anderen Frage würde der EXrper durch dieselben Beanspruchungen
ernst verletzt werden. Duroh diese Bigenschaften der erfindungsgemässen Sicherheitseinrichtung
wird der menschliche Körper bei einem Zusammenstoß oder Aufprall in einem Motorfahrzeug
in vorteilhafter Weise geschützt.
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Patentansprüche