DE19540962C2

DE19540962C2 - KFZ-Kinder-Sicherheitssitz

Info

Publication number: DE19540962C2
Application number: DE1995140962
Authority: DE
Inventors: Legenstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-03
Filing date: 1995-11-03
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2015-11-04
Also published as: DE19540962A1

Description

Der Erfindungsgegenstand dient der Schaffung passiver Sicherheit für KFZ-Kinder-Insassen bei einem Crash, insbesondere bei höheren Crashgeschwindigkeiten.

Die Thematik "Insassensicherheit, Unfallforschung, Unfallstatistik und weitere damit zusammen hängende Probleme" nimmt in der KFZ-Forschung und Entwicklung bereits wegen ihrer essentiellen und lebenswichtigen Bedeutung für den Benutzer, der Gesellschaft und letztlich auch wegen volks wirtschaftlicher Auswirkungen einen breiten Raum ein. Hierzu sei auf die Literaturstellen [1 bis 11] verwiesen. Trotz intensiver Entwicklung wirksamer und verbesserter diesbezüglicher Einrichtungen im KFZ [8; 12; 13], was sich praktisch und hauptsächlich in der nützlichen Ausbildung von energieabsorbierenden "Knautschzonen" und der Einführung von Sicherheitsgurt und Airbag wiederspiegelt, bleiben viele Unsicherheitsfaktoren für den Insassen allgemein erhalten. Insbesondere erfüllen die derzeitigen Sicherheitsvorkehrungen bei höheren Fahr- und Aufprallgeschwindigkeiten ihre Aufgaben nur unzulänglich, und z. T. gar nicht. Dieses Manko wird bereits in Lit. 19 näher behandelt, die die Beschreibung eines, die passive Sicherheit steigernden "KFZ-Sicherheitssitzes" zum Inhalt hat. Besonders eklatant liegen die Sicherheits-Unzulänglichkeiten bei Kinder-Fahrgästen nach wie vor vor. Hier ist die Gefährdung durch Aufschlag auf Fahrzeuginnenraumpartien bei Relativbewegungen zwischen den Fahrzeuginsassen und dem Fahrzeug infolge stoßartiger Geschwindigkeitsänderungen besonders aktuell. Erschwerend und nachteilig bei Kindern als KFZ-Passagiere ist eben, daß hauptsächlich wegen ihrer unterschiedlichen Größen, ihrem unruhigen und unberechenbaren Verhaltensnaturell selten Sicherheitsgurte optimal zur Wirkung kommen können. Ungeachtet dessen, verliert bekanntlich der Sicherheitsgurt bei höheren Crashgeschwindigkeiten ohnehin seine nützlichen Eigenschaften. Besonders bei Kindern ist die Gefahr des Strangulierens groß.

Airbags sind - wie jüngste Unfallereignisse und -Statistiken zeigen - wegen der durch sie verursachende auf das (leichte) Kind einwirkende Schleudereffekte - eher noch gefahrverstärkend. Auch im Zusammenhang mit herkömmlichen Kindersitzen, ja sogar dabei erst recht, ist diese Gefährdung vorhanden.

Neben dem Nachteil, daß herkömmliche Kindersitze den kindlichen Körper nur unzureichend zu fixieren vermögen, weisen sie meist und weitgehend unzureichend feste Fixierungseinrichtungen zum Befestigen ihres Sitzkorpus selbst im Fahrzeug auf. Deshalb besteht bezüglich der Ausstattung der KFZ-Innenräume mit sicheren Haltevorrichtungen und Basen für die Aufnahme von Kindersitzen durch die KFZ-Industrie Handlungsbedarf. Die Unzulänglichkeit der derzeitig marktüblichen Kindersitze wird auch in Lit. 20 und 21 behandelt. In Anbetracht der Tatsache, daß Crashwirkungen mit steigender Geschwindigkeit progressiv zunehmen, und die derzeitigen Prüf- bzw. Crashgeschwindigkeiten bei ca 50 km/h üblicherweise ablaufen, muß der derzeitige "Mißstand" geradezu als skandalös angesehen werden. Hierzu sei auch auf die unter Lit. 22 angeführte Puplikation verwiesen, aus deren Filmaufnahmen über die Kindersitz- und Kindbewegungsabläufe beim Crash eine völlig unzulängliche Ausbildung und Befestigung des Kindersitzes selbst erkennbar ist.

Als Konsequenz zur Behebung der Misere ist eine auf vorliegendem Erfindungsgedanken basierende Ausbildung eines Kinder-Sicherheitssitzes, der es vermag, den Körper des Kindes-Insassen in eine derartige Position zu bringen, in der die physikalisch bedingten, unvermeidbaren Beschleunigungs- oder Verzögerungsspitzen des Fahrzeuges geringste verletzende Auswirkungen haben können. Insbesondere so, daß Abhebeeffekte mit anschließendem Aufschlag ausgeschlossen werden. Vor allem sind Voraussetzungen geschaffen, um die Massenkräfte des Körpers ohne örtlich hohe Flächenpressungen abzustützen. Auch sind Sitzpositionen und -Voraussetzungen eingebunden, die den besonderen Gefährdungen, die bei Seitencrash vorliegen, umgehen oder abmindern.

Aufgabe und Ziel vorliegenden Erfindungsgegenstandes ist die Schaffung von Einrichtungen im KFZ zur Steigerung der Sicherheit der Kinder-Fahrzeuginsassen bei Unfällen, insbesondere bei höheren Crashgeschwindigkeiten, die vorstehend beschriebenen Unzulänglichkeiten und gebotenen Erfordernissen gerecht werden.

Die Lösung besteht im wesentlichen darin - wie in den Ansprüchen und Ausführungsbeispielen näher beschrieben - daß ein weitgehend dem kindlichen Körper angepasster Schalensitzkorpus kardanisch mit einer Schwer- und Drehpunktverteilung derart ausgebildet in einem KFZ- festen Rahmengestell, als Aufsatz auf einem herkömmlichen Sitz oder als separate Einheit an Stelle eines solchen angeordnet ist, daß er, einschließlich des Insassen, bei einer crashbedingten Einwirkung von aus beliebigen Richtungen kommenden Beschleunigungs- oder Verzögerungsspitzenkräften so eine Stellung und Lage einnimmt, daß der menschliche Körper durch seine Massenwirkung weitgehend ohne Seiten- oder sonstige vom Sitzkorpus abhebende Kräfte, in ihn und somit in eine günstige Abstützbasis gedrückt wird. Durch eine (anatomisch) günstig angepasste Abstützkontur des Sitzkorpus werden spezifisch günstige Körperbeanspruchungen eingehalten.

Ferner sind Mechanismen mit einbezogen, die bei dem besonders gefährlichen Seitencrash den Sitz innnerhalb des Fahrzeuges aus dem kritischen Gefahrenbereich gedämpft wegverlagern.

KFZ-Einrichtungen, die in ihrer Funktion den vorliegenden Erfindungsgegenstand tangieren, sind Inhalt der Patentliteratur /19/. Hierin wird ein KFZ-Sicherheitssitz beschrieben, dessen Nutzeffekt zwar auf dem gleichen Prinzip beruht, der aber an Stelle eines normalen KFZ- Sitzes mit diesbezüglich spezifischen Merkmalen ausgebildet ist. Solch ein Anwendungs- und Ausgestaltungsfall setzt eine kostenintensive und grundlegende Abstimmung der Karosserie auf den Sicherheitssitz voraus. Auch kann mit einer herkömmlicherweise üblichen Sitz-"Einheitssitzgröße" nicht das Größenspektum der Kindheitsentwicklung abgedeckt werden. Vorliegender Erfindungsgegenstand konzentriert sich ausschließlich auf den weit akuteren Kinderschutz und ermöglicht durch eine größenangepasste Ausbildung als Zusatzeinrichtung bei weitgehend unveränderten Serien-KFZ-Konzeptionen einen relativ günstigen konstruktiven- und Kosten-Aufwand.

In einer Entgegenhaltung, der Patentanmeldeschrift FR 25 96 338 wird eine Einrichtung beansprucht und beschrieben, die ebenfalls ähnliche Nutzeffekte bewirken soll:

Hierbei ist eine Sitzpartie schwenkbar in einer Ebene, quer zur Fahrtrichtung im KFZ angeordnet, um bei einem Crashereignis die Sitzpartie in eine horizontale Lage zu bringen. Sowohl nach der in Anspr. 1 gewählten Definition, als auch aus Bilddarstellungen hervorgehenden und weiterer beanspruchter Merkmale, so vor allem die den Schwenkweg gezielt begrenzenden Fixier- und Stopeinrichtungen, ist der Schwenkbereich relativ gering. Dies hat zur Folge, daß der Sitzkorpus und der insitzende menschliche Körper bei einem Crash nicht die optimale Endstellung einnehmen kann, sodaß sich der menschliche Körper, nicht wie in den Ansprüchen und Ausführungsbeispielen vorliegender Anmeldung beschrieben, weitgehend in voller Projektion und angenähert rechtwinklig auf seiner Unterlage (dem Sitzkorpus) unter gleichmäßig verteilten und daher geringen spezifischen Pressungen abstützen kann. Diese im Oberbegriff vorliegender Patentanmeldeschrift angeführten Funktionen und Vorausetzungen sind somit nicht erfüllt. In den (viel zu früh erreichbaren) End-(Schwenk-)stellungen dieses Sitzkorpus ist der Insasse daher nahezu unverändert den herkömmlichen Crashbelastungen ausgesetzt. Besonders nachteilig an dieser entgegengehaltenen Kreation ist ferner, daß sie nur eine Drehachse aufweist, wodurch sie bei Seitencrashbeanspruchungen oder gar in Überschlagsituationen ohnehin nicht wirksam sein kann.

Darüber hinaus bergen die Schwenkbegrenzungseinrichtungen zusätzlich noch Gefahren: Durch einen abrupten Schwenkstop kann auf den menschlichen Körper ein Katapulteffekt mit zusätzlich möglichen gefährlichen Auswirkungen ausgeübt werden. Denn bei einem schlagartigen Schwenkstop erfährt der Sitzkorpus einschließlich des menschlichen Körpers einen zusätzlichen Belastungsstoß infolge seiner Massenwirkung, wobei der Kraftvektor in tangentialer Richtung zu seiner Drehbahn verläuft. Dabei wird der Insasse einem in seiner Längsrichtung verlaufenden Schub ausgesetzt, der ein Herausgleiten aus dem Sitz zur Folge haben kann. Bei einem festen Verbund des Insassen mit dem Sitzkorpus z. B. mittels Gurten, kann eine solche Längsfixiereinrichtung wegen der anatomiebedingt flächenmäßig geringen Haltebasis strangulierend, bzw. hoch spezifisch belastend wirken. Dies noch zusätzlich zu den herkömmlichen Belastungen eines Crashvorganges!

Desweiteren dürfte sich darüberhinaus die horizontale Körperendlage bei dem üblicherweise progressiv einsetzenden "Endstoß" eines Crashvorgang in Sinne der zuletzt genannten Fixierungsaspekte auch, bzw verstärkend nachteilig auswirken.

Vorstehende Unzulänglichkeiten und Nachteile dieses in der Patentliteratur bekannten Kindersitzes werden weitgehend durch die erfindungsgemäße (voll-) kardanische Aufhängung des Sitzkorpus vorliegender Erfindung mit seinen nahezu unbeschränkten Bewegungs-Freiheitsgraden vermieden. Außerdem bergen die weiteren, über die Belange eines KFZ-Einsatzes hinausgehenden Ausgestaltungen und Nutzungsmöglichkeiten vorliegenden Erfindungsgegenstandes bezüglich seiner Einsatz- und Nutzbarkeit erhebliche Vorteile gegenüber der Entgegenhaltung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran sprüchen 2-25 enthalten.

In der nachfolgenden Beschreibung werden an Hand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung, von der Seite gesehen, die Anordnung eines erfindungsgemäßen Kinder-Sicherheitssitzes auf dem Beifahrersitz in einem PKW, Fig. 1 in Normalposition, Fig. 2 nach einem Frontalcrash.

Pos 1a, b, c stellen die Fahrzeugkonturen dar, mit einem auf dem Beifahrersitz (bestehend aus Sitzbank 2a und Lehne 2b) angeordneten Aufnahmerahmen 3. In diesem ist kardanisch gelenkig fixiert der eigentliche Sitzkopus 4 mit dem Kind 5 angeordnet. Zweckentsprechend der Aufgabenstellung und dem Funktionserfordernis liegt der Schwerpunkt 6 des Sitzkorpus-Kind-Massensystems unterhalb seiner Drehachse 7. Vorliegende Darstellung verdeutlicht die Funktion um die quer zur Fahrtrichtung liegende Drehachse, die bei einem Frontgalcrash relevant ist. Für andere Krafteinwirkungsrichtungen sind weitere, nachfolgend dargestellte Freiheitsgrade der kardanischen Korpuslagerung aufgeführt und beschrieben. Vorliegend besteht die Korpuslagerung aus einem rahmenförmigen Lagersystem 8. Zum zweckmäßigen Herausheben des Sitzkorpus 4 (mit Kind) ist eine - ansonsten arretierte Klappein richtung 9 im Lager-Bügelsystem 8 angeordnet. Im Falle des Frontalcrash wird das Massensystem des Fahrzeuges, einschließlich des Aufnahmerahmens 3 spontan verzögert, sodaß der Massenschwerpunkt 5 der Korpus-Kind-Masse eine Drehbewegung um die Achse 7 einleitet, die maximal der Endstellung gemäß Fig. 2 entspricht. Durch die gleichmäßige Anlage des Kinderkörpers an seinem Sitz können hohe Belastungen ohne Schaden zu nehmen ertragen werden. Auch wird ein Herausschleudern aus dem Sitz, das sonst sich katastrophal auswirkt, ausgeschlossen.

Fig. 3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung von vorne gesehen, die Anordnung eines erfindungs gemäßen Kinder-Sicherheitssitzes in der Mitte der Rücksitzbank in einem PKW, Fig. 3 in Normal position, Fig. 4 nach einem Seitencrash.

Pos 11a, b stellen die Innenkonturen eines PKW dar, mit Sitzbank 12a und Rückenlehne 12b. In einem darauf aufgesetzten, bzw. daran angeordneten Halterahmen 13 befindet sich kardanisch gelagert der Sitzkorpus 14. In vorliegendem Ausführungsbeispiel verläuft die Drehachse 17 senkrecht; sie könnte aber auch beispielsweise horizontal, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Bei einem Seitencrash - im Darstellungsfall von rechts - wird, wie nach vorstehend beschriebener Weise, die Sitzposition gemäß der Fig. 3 in Fig. 4 übergehen, mit gleichem Nutzeffekt.

Fig. 5 zeigt eine Schemadarstellung eines Kinder-Sicherheitssitz-Unterbaues, der an Stelle eines herkömmlichen Beifahrersitzes im PKW angeordnet wird.

Diese größeren Kindern zugedachte Ausführungsvariante wird bevorzugt auf den herkömmlichen, üblichen Aufnahmebasen im PKW befestigt. Ein unteres, bügelartiges Rahmen-Beingestell 21a, b ist mittels zweckentsprechenden Befestigungselementen 22, die ein seitliches Schwenken erlauben, am KFZ-Boden 23 arretiert. Eine Einstelleinrichtung 24 ermöglicht in KFZ-Längsrichtung Einstell positionierungen. Dieser seitlich schwenkbare Unterbau geht über Gelenke 25 in den starren Rahmen 26 über, der Gelenkbasen 28 aufweist, welche andererseits wiederum mit einem Zwischenrahmen 27 verbunden sind. Dieser besitzt desweiteren Gelenkbasen 28, welche einem Sitzkorpusträger 29 zugeordnet sind. Die Verbindung Aufnahmerahmen-Sitzkorpus kann in vielfältiger Weise, z. B. durch leicht lösbare arretierende Steckverbindungen (im Zusammenspiel mit Pos 66 in Fig. 8 erfolgen) wofür Bügelösen 34 am Rahmen 27 angeordnet sind. Der kinematische Ablauf des "Sitzstellungverlagems" im Crashfalle erfolgt wie unter Fig. 1 beschrieben.

Um beim Seitencrash die Gefahr direkter Kontakteinwirkung des Kontrahenten zu vermindern oder mindestens abzuschwächen, ist diese Sitzkonzeption schwenkbar ausgeführt, so daß der Sitz von der Gefahr weg verlagert wird. Hierzu besteht eine Verbindungseinrichtung 30, 31 zu einer Seitenbasis 33 der Karosserie hin, die bei deren Einbeulung den Sitz verlagert. Das Zwischenelement 31 ist bevorzugt aus energieabsorbierenden (stauchbaren und stoßdämpfenden) Materialien oder Strukturen geschaffen.

Fig. 6 zeigt schematisch ein kardanisches-Aufnahmerahmensystem zum Aufsetzen auf Autositze mit verschiedenen Sensoren und Aktuatoren zur Steuerung des Schwenkablaufes im Crashfalle. Ein erster, unterer Rahmen 40 mit Befestigungsstreben 41, deren Endausbildung zum starren Befestigen im Fahrzeug in vielfältiger Art ausgeführt sein kann, weist Gelenkbasen 42 mit der Drehachse 43 auf. In diesen ist ein weiterer mittlerer Gelenkrahmen 44 angeordnet mit weiteren Gelenken 45, mit der Drehachse 46. In diesen lagert der Sitzkorpusträger 47. Die Verbindung mit dem Sitzkorpus- z. B. gemäß Fig. 7 oder 8 - kann wiederum in vielfälter Weise, aber bevorzugt lösbar, ausgeführt sein, z. B. mittels der Bügelösen 54 und der Arretierlaschen 66 in Fig. 8.

Zur Unterstützung, bzw. zur Dosierung oder Korrektur des Schwenkablaufes weisen die Gelenkbasen Bewegungssensoren (Winkel - oder Geschwindigkeitsgeber) 48, 49 sowie Bewegungsaktuatoren (Bremsen oder Motore) 50, 51 auf. Beide Elementearten werden von einer elektronischen Regelein richtung 52 gesteuert. Diese wird des weiteren mit Istwerten der momentanen Beschleunigung und der räumlichen Lage des Fahrzeuges von weiteren zweckentsprechenden Sensoren 53, 54 versorgt.

Um z. B. intensive, unangenehme Schwenkbewegungen des Sitzes bei scharfen Anfahren oder Bremsen zu vermeiden oder zu vermindern, oder auch um den Sitz für den normalen Einsatz zu fixieren, ist ein Aktuator als Elektromagnetbremse 50 ausgebildet, die sowohl blockierend, als auch bewegungsdämpfend wirksam sein kann. Auch sind kombiniert Ausführungen Motor- Bremse vorgesehen. Damit kann beispielsweise mittels einer zweckentsprechenden Software einerseits anfangs einer erkannten Gefahrensituation der Schwenkvorgang frühzeitig eingeleitet werden, damit bei einer sich anbahnenden schädlichen Verzögerungszunahme (Stoß) in eine ideale Stellung bereits vorliegt. Andererseits kann mittels einer Bremseinrichtung bei gegenteiligen kinematischen Bedingungen, bei zu abruppten Schwenkbewegungen, die Schwenkgeschwindigkeit begrenzt werden, um dennoch in einem begrenzt zur Verfügung stehenden Zeitablauf eine Sitzrichtungsumkehr unter unschädlichen Beding ungen, der in der Unfallmechanik bekannten Belastungsgrenzwerte, des HIC (Head Injury Criterion) sowie Grenzwerte der Rotationsbeschleunigung, einzuhalten. Hierzu müssen durch die Regelein richtung 52 nach einem vorbestimmten Modus rechnerisch die geschwindigkeitsregelnden Größen bestimmt werden. Sinnvoll ist die Einbeziehung der Cransgeschwindigkeit und das fahrzeugspezifische Energieabbauvermögen beim Deformationsvorgang und auch die Erfassung momentaner Fahrzeugverzögerungszustande.

Fig. 7 und 8 zeigen schematische Ausführungsvarianten des Sitzkorpus, Fig. 7 ist weitgehend dem Fig. 1 - gemäßen Einsatz zugeordnet. An seinen kreisrunden Außenkonturen schließen sich umhüllende Führungsschienen 60 an, die mit denen des Aufnahmerahmens in Fig. 1 den Schwenkmechanismus für die Achse 61 bilden, und im oberen Bereich 62 die Funktion eines Tragehenkels erfüllen. Die Massenverteilungen sind so abgestimmt, daß der Schwerpunkt des Körper- Sitzkorpus-Systems eindeutig unterhalb der Drehachse 61 liegt. Für die Drehachse 63 besitzt der Sitzkorpus einen weiteren, zum ersten im rechten Winkel versetzt angeordneten Schienenreifen 64. Bei vorliegendem, hauptsächlich Kleinkindern zugedachten Sicherheitssitz, auch gemäß Fig. 8, ist eine stark ausgeprägte, das Kind weitgehend umschließende Polsterung 65a, b, c, d vorgesehen.

Sitzkorpus gemäß Fig. 8 ist weitgehend den Aufnahmerahmen der Fig. 3 bis 6 zugeordnet. Vorliegende Skizzen sollen vorrangig eine umfassende Polsterung stilisieren, die Ausführungsformen können generell vielfältig sein (wie z. B. auch in den Ansprüchen präzisiert), im wesentlichen so, daß mindestens folgende Nutzeffekte erzielt werden:

- leichter Ein- und Ausbau durch einfache Befestigungselemente, z. B. arretierbare und leicht lösbare Steckelemente 66;
- tragetaugliche, bzw. -günstige Ausführung;
- aufsetzbar auf Kinderwagenuntergestelle.

Fig. 9 und 10 zeigen modifizierte Sitz-Ausführungs- und -Lagerungsversionen, z. B. für die Einsatz- und Einbaufälle gemäß der Fig. 1 bis 4.

Hierbei besteht der Aufnahmerahmen für die Sitzkorpusse 70, 71 mit einer allseitig kugelförmigen Außenkontur aus einem weitgehend einheitlichen, bevorzugt aus Kunststoff gefertigten kugelförmigen Halte- und Führungsrahmen. Dieser ist vorteilhafterweise, aber nicht ausschließlich, aus mindestens zwei Teilen 72, 73 und 74, 75 ausgeführt und besteht im wesentlichen aus sich über die Hälfte des Sitzkorpus erstreckende, innen kugelförmigen Hohlwangen 76, 77 und 78, 79, die den Sitzkorpus 70, 71 fixieren und drehbar lagern sowie aus einem unteren Rahmenteil mit nicht dargestellten Befestigungseinrichtungen. Die Zuordnung des Schwerpunktes 85, 86 des Sitzkorpus-Kind-Systems liegt - wie schon vorstehend näher behandelt - unterhalb des allseitigen Drehpunktes (Kugelmittelpunkt). Die Lagerbasen (Kontaktstellen zwischen Sitzkorpus 70, 71 und Halterahmen 76, 77) können vorteilhafterweise zur Erzielung geringer Reibung mit diesbezüglich günstigen Überzügen, z. B. mit Teflonbeschichtungen, versehen sein. Vorteilhaft, (zur Vermeidung blockierender Verschmutzungen) ist, diese Kontaktpartie mit unterbrochenen Tragestegen 81 ausgebildet, mit darunter liegenden Durchbrüchen 82 zur Abführung evtl. in die "Lagerbasis" eindringender Fremdpartikel. Zur Erzielung eines geringen Reibwertes und zur Verminderung letztgenannter Störungsmöglichkeit durch Verschmutzung erscheint die Lagerung alternativ mittels zweckentsprechenden Führungsrollen 80 sinnvoll. Um die an sich schon vorhandenen fertigungsgünstigen Vorteile dieser KFZ-Kinder-Sicherheitssitzausführung (weitgehend als Kunsstoffpreßteil) nochmals zu steigern, in dem die Maß-haltigkeitsanforderungen gesenkt werden und ein zeitlich- und belastungsbedingtes Deformieren der Lagerbasen 76/77 - 70 kompensiert bzw. korrigiert werden kann, sind zum "Nachspannen" der Lagerbasis entsprechende Einrichtungen 83, 84 angebracht. Diese können z. B. (wie nur stilisiert dargestellt), Zugbolzen sein, die die Rahmenbasen 72- 73 und 74-75 zusammenzuziehen vermögen. Mit dieser Einrichtung läßt sich somit der Schwenk widerstand dosieren, so, daß trotz sicherer Funktion unliebsame Sitzpendelungen beim Anfahren oder Bremsen vermieden werden. Desweiteren kann mit dieser Einrichtung die Möglichkeit des "Rahmen öffnens" verbunden werden, zum Herausnehmen des Sitzkorpus 70, 71. Alternativ kann auch eine nicht dargestellte Aufklappvorrichtung an den Führungswangen 76, 77 und 78, 79 dafür angeordnet sein.

KFZ-Kinder-Sicherheitssitz

Literaturhinweise:

1. Prof. Dr. Fiala:
"Abstützkräfte von Fahrzeuginsassen bei Auffahrunfällen"
ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 71 (1969) Nr. 10
2. Dipl. Ing. H. Hondschik; Dr. Ing. I. Schmid:
"Der Sitz als Verbindungselement von Mensch und Kraftfahrzeug"
ATZ 74 (1972) Nr. 4
3. Dipl. Ing. C. Vorwerk:
Maßnahmen zur Verbesserung der Wirkung von Sicherheitsgurten"
ATZ 74 (1972) Nr. 2
4. H. Appelt; E. Fiala; H.-P. Willumeit:
"Entwicklungsstand des VW-Sicherheitsautos"
ATZ 74 (1972) Nr. 2
5. Prof. Dr. E. Fiala:
"Die Erträglichkeit mechanischer Stöße für den menschlichen Kopf"
ATZ 72 (1970) Nr. 5
6. Dipl.-Ing. W. Stegmaier:
"Beiträge zur internationalen Unfall-Forschung"
ATZ 72 (1972) Nr. 5
7. Ing. M. R. Wolf:
"Neue Hilfsmittel für die Sicherheits-Forschung im Automobilbau"
ATZ 72 (1970) Nr. 5
8. Dipl.-Ing. U. Seiftert:
"Konstruktive Sicherheit im Automobilbau"
ATZ 72 Nr. 5
9. Prof. Dr. -Ing. W. Rixmann; Dipl.-Ing. K. E. Haller; Dr. Ing. Schmid:
"Entwicklungsstand und Probleme der internationalen Kraftfahrzeugtechnik"
ATZ 72 Nr. 9
10. U. Seifert; P. Walzer:
"Automobiltechnik der Zukunft"
VDI-Verlag GmbH
11. 0m) G. Tecklenburg; T. Lüdtke:
"Das Mensch-Maschinesystem aus der Sicht des Konstrukteurs"
ATZ 94 (1992) Nr. 3
12. "Leben und Leben lassen" aus: Auto & Technik 11/92
13. "Mehr als heiße Luft" aus: Auto & Technik 11/92
14. M. Römer:
"Weiße Flecken im Gesetzestext"
Süddeutsche Zeitung Nr. 223 (27. Sept. 92)
15. "Quer- und längsbewegliche bzw. allseitig bewegliche Autositze mit und ohne airflank" Offenlegungsschrift des Deutschen Patent amtes DE 41 10 998 A1 vom 8.10.92
16. "Sicherheitsvorrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsassen bei einem Seitencrash" Offenlegungsschrift DE 42 09 605 A1 vom 8.10.92
17. "Sicherheits - Auto" Offenlegungschrift DE 23 46 757 vom 27.3.75
18. "Überleben in der Golf-Klasse CRESH" auto motor sport SPEZIAL (1992)
19. "Quer- und längsbewegliche bzw. allseitig bewegliche Autositze mit und ohne airflank" Offenlegungsschrift des Deutschen Patent amtes DE 41 10 998 A1 vom 8. 10.92
20. "Sicherheitsvorrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsassen bei einem Seitencrash" Offenlegungsschrift DE 42 09 605 A1 vom 8.10.92
21. "Sicherheits - Auto" Offenlegungschrift DE 23 46 757 vom 27.3.75
22. "Überleben in der Golf-Klasse CRESH" auto motor sport SPEZIAL (1992)
23. W. W. Legenstein W. Schopf:
KFZ-Sicherheitssitz Offenlegungsschrift DE 43 37 019 A1
24. "Schutzengel beim Crash" Testbericht in test 9/93
25. "Der beste Platz für den Spatz" Praxixtest Kindersitze in Auto Bild April 95
26. VOX: TV-Sendung vom 29.10.95 in "Auto-Mot-Sport-TV"

Claims

1. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, bestehend aus einem schalenförmigen Sitzkorpus und einem ihm zugeordneten Aufnahmerahmen mit Befestigungseinrichtungen im KFZ,
wobei der Sitzkorpus in seinem Aufnahmerahmen derart pendelnd gelagert und so ausgeführt ist, daß er, einschließlich des insitzenden Kindes, bei einem Crashereignis infolge der auf ihn einwirkenden Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgänge durch seine eigene Massenwirkung in eine solche Stellung gezwungen wird, daß der insitzende menschliche Körper den auftretenden Kräften durch eine gleichmäßige anatomiegerechte Abstützkraftverteilung mit nur relativ geringen, weitgehend gleichmäßig verteilten spezifischen Körperpressungen an seiner Sitz- bzw. Auflagebasis ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sitzkorpus bezüglich Formgestaltung und Beschlagausrüstung so ausgestaltet ist, daß er als Sitz- oder Liegebasis eines Kinderwagens einsetzbar ist,
daß die Lagerung des Sitzkorpus in seinem Aufnahmerahmen über Gelenkbasen (8, 19, 76/77, 78/79) erfolgt, die als leicht lösbare Vorrichtungen zum leichten Trennen des Sitzkorpus (4, 24, 65, 67, 70, 71) von seinem Halterahmen (4, 13, 29, 47, 72/73, 74/75) und von der Befestigungsbasis eines Kinderwagens ausgebildet sind,
daß der Sitzkorpus (67, 70, 71) mit einer bevorzugt henkelartigen Tragevorrichtung (60, 62, 70, 71) ausgestattet ist, und daß der Sitzkorpus (4, 14, 65, 70, 71) kardanisch in seinem Aufnahmerahmen (3, 13, 29, 47, 72/73, 74/75) angeordnet ist.

2. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkorpus (4, 65, 70, 71) äußerlich weitgehend eine Kugelform ausweist, wobei die Gelenkbasen des Aufnahmerahmens (3) aus mehreren, den Sitzkorpus gänzlich oder teilweise umschließenden ringförmigen Lagerschienen (8, 60, 64) besteht, wovon ein Lagerschienenpaar (8, 60) in Fahrzeuglängsrichtung mit seiner quer zur Fahrtrichtung liegenden Drehachse (7, 61) fest mit dem Aufnahmerahmen (3) verbunden ist, ein weiteres, aber nicht ausschließlich angeordnetes Ringschie nenpaar (64) im rechten Winkel zum ersten mit seiner Drehachse (63) angeordnet ist, oder die Gelenkbase des Sitzkorpus (4, 65b, 70, 71) selbst eine allseitig konvexe, und die Aufnahme- und Gelenkbasis des Aufnahmerahmens (8, 72/73, 74/75) eine konkave kugelförmige Kontur aufweisen und so ausgebildet und zueinander angepasst sind, daß sie ein, dem vollkardanischen Bewegungs abläufen gerecht werdendes Schwenkgelenk bilden, wobei die Kontaktbasen (81) zwischen Sitzkorpus und Aufnahmerahmen bevorzugt aus dem eigenen Material des Sitzkorpus und des Halterahmens gebildet werden, oder aus dazwischen eingefügten Roll- oder Gleitkörpern (80) bestehen.

3. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Gelenkbase aufweist, die aus einer zapfen- bzw. achsenförmigen Lagereinrichtung (19, 28, 42, 45) besteht.

4. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (46, 88) weitgehend in Fahrzeuglängsrichtung verläuft.

5. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (7, 35, 43, 87) weitgehend quer zur Fahrtrichtung verläuft.

6. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren Ebenen Gelenke, auch unterschiedlicher Ausführungsart, angeordnet sind.

7. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (6, 16, 62, 85, 86) des Insassen-Sitzkopus-Massensystems unterhalb der Drehachse (7, 18, 61, 63, 87, 88) liegt.

8. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Gelenkbasis (19) aufweist, deren Drehachse (20, 89) weitgehend senkrecht verläuft und der Schwerpunkt (16, 86) des Insassen-Sitzkorpus-Massensystems (in Fahrtrichtung) hinter der senkrechten Drehachse (20, 89) liegt.

9. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß er separate, lösbare Verbindungselemente (34, 54, 66) zwischen dem Sitzkorpus (67) und seinem Halterahmen (29, 47) aufweist.

10. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß er mit eigenen Sicherheitsgurten ausgestattet ist, die bevorzugt am schwenkbaren Sitzkörpersystem angeordnet sind,

11. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkorpus als stark schalenförmig ausgeprägter Schalensitz (65, 67, 70, 71) ausgebildet ist mit weitgehend gänzlich den Kindeskörper umrahmenden Wülsten, wobei die Wülsthöhe(auf die Sitz- bzw. Auflagebasis bezogen) sich mindestens auf die halbe Stärke der angrenzenden Partie des Kindesleibes, seiner Extremitäten und des Kopfes erstreckt.

12. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkorpus am Fußende eine stark ausgeprägte, zur Fußstellung abgewinkelte, verstellbare Stützenausbildung (68) aufweist in mindestens einer der Fußlängen entsprechenden Höhe.

13. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmerahmen Auflage- und Befestigungsbasen (3, 21, 40, 41) zum Aufsetzen auf herkömmliche PKW-Sitze/Bänke aufweist.

14. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß er eine zweckentsprechende Formgestaltung- insbesondere der Aufnahmerahmen- sowie Auflage- und Befestigungselemente aufweist zum Anbringen und Einsetzen an Stelle eines herkömmlichen PKW-Passagiersitzes.

15. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1, 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung des Sitzkorpus aus einem oder mehreren aufnahmerahmenfesten Bügeln (34, 54, 76/77, 78/79) besteht.

16. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt der vertikalen Drehachse (20) seitlich um eine vorbestimmte Exzentrizität (e) versetzt zum Schwerpunkt (16) des Insassen-Sitz-Massensystems angeordnet ist.

17. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Drehgelenke aus kinematischen Hebelgelenken bestehen.

18. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß er Vorrichtungen (22) zum seitlichen Verschieben (Ausweichen) aufweist, wobei eine obere sitzkorpusseitige verschiebbare Partie über stauchbare, verformungsenergieaufnehmende Verbindungselemente (31) mit einer regional angrenzenden Seitenpartie (33) der Fahrzeugkarosserie in Verbindung steht.

19. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 und 18 dadurch gekennzeichnet, daß er nach der Seite beweglich am KFZ-Boden (33) befestigt ist, bevorzugt auf einem verschiebbaren Schlitten mit Zentrier- bzw. Positionierungseinrichtungen (24).

20. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß an seinen Drehbasen bevorzugt elektronisch gesteuerte Brems- und Dämpfungseinrichtungen (50, 51) angeordnet sind.

21. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß an seinen Drehbasen (42, 45) Drehwinkel - oder bzw. und Drehgeschwindigkeitssensoren (48, 49) angeordnet sind.

22. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz, nach Anspruch 8, 21 dadurch gekennzeichnet, daß die Brems- und Dämpfungseinrichtungen in ihrer Intensität regulierbar ausgeführt sind und eine nicht ausschließliche Funktionsweise derart aufweisen, daß sie von einem Bordcomputer ansteuerbar sind.

23. KFZ-Kinder-Sicherheitssitzaufnahme- und Befestigungseinrichtungen im KFZ für einen in einem Halterahmen kardanisch gelagerten schalenförmigen Sitzkorpus gemäß den Ansprüchen 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren an der KFZ-Karosserie trennbare Befestigungsvorrichtungen für den Kindersitzhalte rahmen angeordnet sind.

24. KFZ-Kinder-Sicherheitssitzaufnahme- und Befestigungseinrichtungen im KFZ nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtungen weitgehend in Fahrzeugmitte verankert sind.

25. KFZ-Kinder-Sicherheitssitz-Steuereinrichtung im KFZ für einen in einem Halterahmen kardanisch gelagerten schalenförmigen Sitzkorpus gemäß den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein eigenständig arbeitender oder der zentrale Bordcomputer Funktionen und Schnittstellen für die Kommunikation mit entsprechenden Einrichtungen des Sicherheitssitzes, wie z. B. Sensoren und Aktuatoren, mit mindestens einer nachstehenden Funktionsweise aufweist:

1. zum Steuern und Beeinflussen der Schwenkbewegungen des KFZ-Kinder-Sicherheitsitzes nach einem vorbestimmten Algorythmus; z. B. Ver- und Entriegeln der Schwenkgelenke, Dosieren der Schwenkbe wegungsgeschwindigkeiten etc.;
2. Speicherung und Verwertung bzw. Auswertung der von den Sensoren gemäß Anspruch 21 gelieferten Signale und Meßwerte, sowie andere von bordeigenen Sensoren gelieferte relevante Meßdaten wie Fahrgeschwindigkeit, mehrvektorielle Beschleunigungs- und Verzögerungsgrößen ect.;
3. Rechenfunktionen auszuüben vermag, die nach einem vorbestimmten Modus der Steuersignalgabe dienen;
4. selbständige Überwachungsfunktionen übernimmt, mit Signalgaben an externe Stellen, z. B. zur Unfallsignalisation.