-
Sicherheitseinrichtung mit Kopfstütze und abgestufter Verformung durch
ein System von energieumwandelnden Elementen zur Vermeidung von Unfallschäden für
Insassen beim Stoß von hinten bei Verkehrsmitteln insbesondere Kraftfahrzeugen.
-
Die Erfindung beschreibt eine auf der Grundanordnung üblicher oder
künftiger Fahrzeugsitze aufgebaute Einrichtung, die den jeweiligen Verhältnissen
des Fahrzeuges optimal anpaßbar und vergleichsweise leicht herstellbar eine Lösung
bietet zur Erfüllung all der Forderungen, die zum wirksamen Schutz von Kopf und
Körper beim Unfall stoß von hinten notwendig sind.
-
Bei den bisher bekannten Vorschlägen für Sicherheitskopfstützen lag
der Schwerpunkt bei Konstruktionen zum Zurückhalten des Kopfes zur Verminderung
des Kopfdrehwinkels, den Befestigungseinrichtungen am Sitz mit der jeweiligen Aufgabenstellung
entsprechend ausreichender Festigkeit und Verstelleinrichtungen zur Anpassung an
den Benutzer. Vereinzelt wurden auch schon Lösungen mit definierter Energieaufnahme
vorgeschlagen. Dazu wurden u. a. Hartschaumteile, Hohlkörper und gewölbte oder gelochte
Bleche vorgesehen, die stets im Kopfpolster selbst angeordnet waren. Das zeitliche
Zusammenwirken der Beschleunigungen auf Kopf und Körper, das für die auftretenden
Halskräfte maßgebend ist und der Einfluß der in der Sitzlehne angebrachten Befestigungseinrichtung
auf die Beschleunigung des Körpers wurden außer Acht gelassen. Der unabhängig vom
Vorhandensein einer Kopfstütze gemachte Vorschlag, die Sitzlehne zur Verminderung
der Körperbeschleunigung um einen Drehpunkt unterhalb der Sitzfläche unter konstanter
Kraft zurückschwenken zu lassen, begünstigt aber einerseits das so gefährliche Hochsteigen
des Körpers im Sitz während des Unfallstoßes und führt andererseits bei sehr starken
Unfallstößen zu einer zu großen Rückwärtsbewegung der Sitzlehne mit entsprechender
Gefährdung der Fondinsassen. Außerdem wurde zu diesem Prinzip noch keine wirklich
brauchbare Lösung vorgeschlagen.
-
Vom Anmelder selbst und in seinem Auftrag durchgeführte Untersuchungen
und Messungen brachten die Erkenntnis, daß zur Herbeiführung eines wirksamen Insassenschutzes
gegen die beim Stoß von hinten auftretenden Beschleunigungskräfte über einen möglichst
großen Bereich der Aufprallgeschwindigkeiten das System Körper/Kopf bzw. Sitzlehne/Kopfstütze
als Ganzes betrachtet werden muß und zwar nicht nur in Bezug auf maximal zulässige
Wege, die bestimmend sind z.B. für den Kopf-Drehwinkel, der bisher meist überbewertet
wurde, sondern zur Herbeiführung genau definierter Wege über die Stoßdauer, die
bestimmend sind für die Beschleunigung von Rumpf und Kopf, deren Geringhaltung die
entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Körper schäden spielt, durch abgestufte
und begrenzte Verformung genau definierter, einzeln leicht optimierbarer, in ihrem
Wirkung bereich aneinander anschließender und u. a. im Interse großer Festigkeitsreserven
gegenüber Versagen sich beim Verformenverfe stigender Verformungselemente.
-
Eine feinstufige Schwenk-Einstellbarkeit und geringe. Polsterstärken
am Kopfpolster sollen einen frühzeitigen Verformungsbeginn in der Größenordnung
50 milli -sec nach Stoßbeginn herbeiführen, denn je früher die Energieaufnahme auf
größere Werte ansteigt, desto mehr Zeit steht zur Energieumwandlung zur Verfügung
und desto geringer sind die Spitzenwerte der Beschleunigungen und Kräfte. Alle Konstruktionselemente
außerhalb dieser Verformungsglieder sollen möglichst steif ausgebildet werden, um
den Anteil an elastischer Verformung mit ihrer Energiespeicherung (Schleuderwirkung)
gering zu halten. Wo irgend möglich ist dies durch Formsteifigkeit zu erreichen,
durch die bei Überschreiten der vorgesehenen Grenzbelastung ein Fließen des Materialsei
ausreichender Absteifung gegen Knickung herbeigeführt und somit eine zusätzliche
Reserve in der Energieaufnahme erreicht wird. Allerdings muß die untere Verformungsgrenze
aller Teile so ausgelegt sein, daß bei Gebrauchsbelastung noch keinerlei bleibende
Verformung eintritt.
-
Auszugehen ist bei der Auslegung von der Rumpfbeschleunigung deren
Erträgllchkeitsgrenze bei etwa 36 g liegt, denn zuerst wird der Rumpf durch die
Sitzlehne beschleunigt. Bei den bisherigen Ausführungen wurde entweder, wenn die
Halterung der Kopfstütze im Innenraum des Lehnenrahmens zwischen den Seitenstreben
angebracht war, diese Halterung nach Durchdrücken des Polsters vom Kopf nach hinten
gedrückt und damit auch die Kopfstütze vom Kopf entfernt, so daß diese den Kopf
zeitlich erst nach dem Rumpf beschleunigte und in der Zwischenzeit große Querkräfte
auf den Hals wirkten. Bei den meisten derartigen Anordnungen war auch die seitliche
Zugkraftkomponente auf die Lehnenholme unzulässig groß, so daß die Lehnenrahmen
vorzeitig bei schon relativ geringen Stoßbelastungen versagten.
-
Im anderen Falle, wenn die Kopfstütze an den Seitenstreben des Lehnenrahmens
befestigt war, kam sie oft schon zur Wirkung, während der Rumpf noch die Lehnenpolsterung
durchdrückte. Halskräfte in umgekehrter Richtung waren die Folge. Natürlich spielt
die Einstellung der Kopfstütze dabei noch eine Rolle, doch definierte Verhältnisse
waren nie zu erreichen.
-
Deshalb wird hiermit vorgeschlagen, eine zumindest während der ersten
Phase der Rumpfbeschleunigung biegesteife Haltevorrichtung f(ir die Kopfstütze über
leicht optimierbare Verformungsglieder oberhalb und unterhalb des Rumpfschwerpunktes
mit dem Lehnenrahmen zu verbinden.
-
Diese Anordnung gestattet durch entsprechende Auslegung der Verformungsglieder
je nach den Eigenschaften der verwendeten Sitzlehne nach Durchdrücken der Polsterung
und Kraftaufnahme durch die Rumpfbeschleunigung eine Parallelverschiebung des Systems
Halterung/Kopfstutze nach hinten oder eine Vor- oder Nacheilung der Kopfstütze,
je nachdem, ob der Ansprechwert für die Verformung des oder der oberen oder unteren
Verformungsglieder größer ausgelegt wird. Werden zumindest die oberen Verformungsglieder
so ausgelegt, daß ein nach unten weisender Hebelarm bei Verformung einen (z.B. Kreis-)Bogen
nach hinten oben beschreibend nach hinten ausweicht, so ergibt sich die gewollte
Nebenwirkung, daß die Kopfstütze unter dem Druck
des Rumpfes auf
die Halterung nach oben bewegt wird und die gefährlichen Auswirkungen des Hochsteigens
des Körpers im Sitz wenigstens z. T.
-
kompensiert.
-
Besonders zweckmäßig ist die parallel zur Lehne sich verschiebende
Halterung für die Rücksitze, da dort der Lehnenrahmen,da ohne Gelenk, ohnehin kaum
nachgeben kann. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß ein entsprechender Schlitz
in der Fläche der Hutablage der Höhenverstellstrebe der Kopfstütze eine ausreichende
Bewegungsmöglichkeit nach hinten gestattet. Abgedeckt werden kann dieser Schlitz
z.B. durch einen entsprechend vergrößerten Flansch der Einsteckbuchse für die Höhenverstellstrebe,
durch ein eingeschobenes Teil aus weichem Plastikmaterial oder durch eine leicht
zusammendrückbare Unterlage für das Bespannmaterial der Hutablage im Bereich dieses
Schlitzes.
-
Befestigt man in diesem Falle die die Kopfstützenhalterung tragenden
Verformungsglieder an Karosserieteilen, z.B. der Hutablage und der Vorderwand des
Kofferraumes oder dem Bodenblech, so bleibt die Rücklehne leicht herausnehmbar.
Auch deren Rahmen kann schwächer ausgebildet sein, da die Beschleunigungskräfte
des Rumpfes großenteils von der Kopfstützenhalterung aufgenommen werden. Zudem kann
dann die Querverstrebung der Kopfstützenhalterung eingespart werden.
-
Für die Rücksitze können die Ausziehstreben dicht unter ihrer Einführung
in das Kopfpolster nach vorne gekröpft sein, um das Kopfpolster schon in ungeschwenkter
Stellung dicht an den Kopf heranzuführen und mit einigermaßen vertretbaren Schwenkwinkeln
alle individuellen Haltungsunterschiede zu überbrücken, denn auf den Rücksitzen
besteht nicht die Gefahr des Aufpralls von hinten auf die Ausziehstreben, so daß
diese nicht von der Hinterkante des Kopfpolsters weit überdeckt zu sein brauchen.
-
Das Kopfpolster kann dadurch schlanker gestaltet werden.
-
Durch entsprechende Wahl des Verformungsweges der Verformung s glieder
der Halterung und deren Kraft-Weg-Verhaltens, die wesentlich zur Umwandlung der
Beschleunigungsenergie des Rumpfes beitragen, kann deren Spitzenwert niedrig gehalten
werden. Das bedeutet aber eine ganz erhebliche Reduzierung der auf Sitzlehne und
Verstelleinrichtung des Sitzes einwirkenden Kraftspitze während des Unfallstoßes,
so daß deren Versagensgrenzen zu wesentlich höheren Aufprallgeschwindigkeiten hin
verschoben werden.
-
Ist der Lehnenrahmen in Querrichtung sehr steif ausgeführt, so genügte
zur Aufnahme der Kopfstützenhalterung eine zug steife Querverstrebung, wobei die
Verformungsglieder als Dehnglieder ausgebildet sein können.
-
Da jedoch dabei die Kraftkomponente in Querrichtung in jedem Fall
sehr groß ist, wird das die Ausnahme bleiben und im Regelfalle ist eine biege steife
Querverstrebung vorzusehen mit Verformungsgliedern,die im einfachsten Falle auch
als Dehnglieder auszubilden sind, vorteilhaft aber aus einem zweckmäßig geformten
Torsionsglied mit daran angelenktem Hebelarm bestehen in der Weise, daß der Hebelarm
die Rückbewegung in das energieaufnehmende Torsionsglied einleitet oder Biegeglieder,
die ebenfalls sich nach rückwärts - aufwärts abwickelnd gestaltet sind, während
die von der Kopfstütze auf die Querverstrebung ausgeübten Torsionskräfte von einer
oder mehreren Senkrechtstreben aufgenommen werden, die sich an der unteren Querverstrebung
des Lehnenrahmens oder am unteren Ende der Seitenstreben abstützt (abstützen), wobei
an dieser Stelle ebenfalls gewollt verformbare Teile als Verbindung gewählt werden
sollten zumindest jedoch wegen der gewollten Aufwärtsbewegung eine Verschiebungsmöglichkeit
nach oben, z.B. durch ein Langloch an der Befestigung vorgesehen werden sollte.
-
Im Kreuzungspunkt der Quer strebe mit der oden den Senkrechtstreben
sollen ggf0 Führungsbuchsen für die Höhenverstellstrebe(n) des Kopfpolsters angebracht
sein, die zweckmäßig aus einem chemischen Werkstoff (z,E.1 Weich-Thermoplast) mit
einem großen Reibbeiwert bestehen, um ein Herabrutschen der Kopfstütze unter dem
Einfluß der Fahrbahnerschütterungen
zu verhindern, wobei für diesen
Zweck noch zusätzlich eine Nase oder Leiste vorgesehen werden kann, die in den Durchlaßquerschnitt
hineinragt mit einer verstärkten Flächenpressung an dieser Stelle. Vorteilhaft ist
dabei eine Abstützung dieser Buchse(n) über einen möglichst großen Teil ihrer Gesamtlänge,
was bei gewölbten Höhenverstellstreben auch erlaubt, die Buchse(n) mit geradem Kern
(Schieber) zu spritzen und ihren durch die abstützenden Flächen der Halterung die
gewünschte Wölbung aufzuzwingen.
-
Die Höhenverstellstrebe(n) soll(en) vorzugsweise aus Profilmaterial
oder Rohr bestehen, wobei beim Einsatz von metallischen Werkstoffen der Fließbeginn
so gelegt werden sollte, daß er gerade bei der vorgesehenen Grenzbelastung eintritt,
so daß die Strebe(n) eine zusätzliche Verformungsreserve bilden. Die Profilform
muß dann so gewählt werden, daß eine Knickung mit ihrem Abfall des Widerstandsmomentes
erst bei wesentlich größeren Kräften eintritt. Beim Einsatz von chemischen Werkstoffen
für diesen Zweck sollte ein z.B. vorgerecktes Material eingesetzt und in die gesamte
Verformungsbilanz so einbezogen werden, daß bei der vorgesehenen Grenzbelastung
die endgültige Versteifung eintritt.
-
Am oberen Ende soll(en) die Höhenverstellstrebe(n) über eine Rasteinrichtung
zur Schwenkverstellung mit der Tragkonstruktion des Kopfpolsters verbunden sein.
Dabei soll unterhalb oder oberhalb der Rasteinrichtung die Verbindung durch ein
energieaufnehmend verformbares Element erfolgen, dessen geforderte Verformungseigenschaften
sich bei Kenntnis der Massen und Steifigkeitswerte der Kopfstütze und der Anbringungskonstruktion
auf der Grundlage der angesetzten Kraft- und Beschleunigungswerte ebenso berechnen
lassen wie die Verformungsglieder in der Sitzlehne.
-
Das oder die Verformungselement(e) direkt im Bereich der Schwenkrastung
bzw. am unteren Rande des Kopfpolsters anzubringen ist auch aus folgendem Grunde
besonders zweckmäßig: Werden die Ausziehstreben als verformbares Element eingesetzt,
wie bisher weitgehend üblich, so vergrößert sich das
Drehmoment
auf die Einspannstelie mit der Ausziehlänge (Einstellhöhe) und bei dem dadurch gegebenen
großen Hebelarm führen schon relativ geringe Verformungen zu unzulässig großen Kopfdrehwinkeln.
Bei der vorgeschlagenen Anordnung ist der Abstand zwischen Kraftaufnahmepunkt und
Verformungs -glied konstant und relativ klein. Die Verformung ist allein von den
der Kopfbeschleunigung proportionalen Kopfkräften abhängig, wobei sich auf kurzem
Wege, der gleichbedeutend mit kleinem Kopfdrehwinkel ist, große Energien in Verformungsarbeit
umsetzen lassen. Erst bei sehr schweren Unfällen mit Kopfkräften, die die für den
Normalfall vorgesehene Grenze übersteigen, tritt die Verfestigung des Verformungsgliedes
ein und die Verformungsreserve der Ausziehstrebe(n) wird wirksam. Dann hat das vorgeschlagene
Verformung sglied aber bereits soviel Energie aufgenommen, daß eine Überschreitung
des für den Normalfall vorgesehenen Kopfdrehwinkels ungefährlich wird.
-
Ebenso gut läßt sich die Schwenkeinrichtung in oder über der Lehnenober
-kante anordnen. Dann wird diese z.B. über ein Verformungsglied direkt mit der Halterung
in der Sitzlehne verbunden und die Höhenverstellstrebe ragt z.B. ausziehbar und
rast- oder klemmbar - denn in diesem Falle wirkt eine Radialkomponente der im Wesentlichen
waagerecht verlaufenden Stoßkräfte beim Unfall auf die Höhen- bzw. Radialverstellung
ein - in die Tragkonstruktion des Kopfpolsters hinein. Dabei liegen Gestaltungen
nahe, wie sie z.B. in den Patentanmeldungen P 1 680 loo. 6, P 1 780 322.4, P 1 922
o86.1, P 1 944411.2, P 1 944412 3 Pl 944413.4, 1 945 76tor.2 P 1 944414.5, P 1 944
291.2 undP (4+)- beschrieben sind. All diesen Anordnungen ist gemeinsam, daß das
Kopfpolster von einem Drehpunkt etwa in Schulter- oder Schulterblatthöhe an die
individuelle Kopf-Nackentangente herangeschwenkt und längs dieser entsprechend der
jeweiligen Rumpflänge in optimaler Höhe fest rastend eingestellt wird. Zu beachten
bleibt, daß um eine zu flache Eirf; tellung des Kopfpolsters beim Heranführen nach
vorne an den Kopf zu vermeiden, bei Anordnung der Schwenkraste
an
oder in der Lehnenoberkante diese möglichst weit nach vorn, bei deren Lage im Kopfpolster
möglichst weit hinten vorgesehen werden sollte, wobei im letzten Falle der ausreichende
Schutz für den Aufschlag von hinten zu beachten ist. Auch viele weitere bisher vorgeschlagene
Kopfstützenlösungen lassen sich bei entsprechender Anpassung in die neue Gesamtkonzeption
gemäß der Erfindung einbeziehen.
-
Die Rasteinrichtung für die Schwenkverstellung sollte vorzugsweise
aus formschlüssig ineinander eingreifenden Rastelementen bestehen, die zum Verschwenken
durch seitliches Verschieben gegen den Druck einer Haltefeder außer Eingriff gebracht
werden.
-
Zweckmäßig werden als Rastelemente Teile mit einer Kegelverzahnung
oder kegelig angeordnetem beliebigem formschlüssigem Profil gewählt, die in das
Gegenprofil aufweisende Konusteile eingreifen. Je nach Wahl des Werkstoffes für
diese Teile lassen sich durch Wahl des Kegelwinkels auch bei feiner Teilung große
Festigkeiten durch große Zahnlängen erreichen bei gleichzeitig geringem Verschiebeweg
zum Entriegeln.
-
Vorteilhaft ist dabei für die Verzahnung ein Sägezahnprofil mit der
steilen Flanke in Kraftrichtung, da hierbei auch nach großen Belastungen keine das
Entriegeln erschwerenden Keilklemmungen eintreten und die radiale Kraftkomponente
auf die Außenwand des Konusteils klein bleibt, so daß dessen Wandung und damit sein
Durchmesser kleiner gehalten werden können.
-
Die Schwenkwinrichtung sollte so gestaltet sein, daß sie das Vor schwenken
des Kopfpolsters bis in mehr oder weniger waagerechte Stellung gestattet.
-
Dann kann eine nicht benutzte Beifahrerkopfstütze zur Freigabe des
Sichtfeldes vollstärdig abgeklappt werden. Ein derart abgeklapptes Kopfpolster behindert
auch nicht das Vorklappen des Sitzes zum Einstieg der Fondpassagiere durch Anstoßen
an das Wagendach.
-
Eine oder mehrere mit dem Oberteil uni die Schwenkachse drehende Kurven
scheibe(n), Nocke(n) oder Hebel können dabei z.B. einen Bowdenzug oder
ein
Gestänge betätigen, welche z.B. bei abgeklappter Kopfstütze die Lehnen- oder Sitzverriegelung
freigeben und durch die Höhenverstellstrebe(n) unsichtbar und vor Beschädigungen
geschützt in die Sitzlehne hineingeführt werden. Bei Ausbildung dieser Teile als
Schleppscheibe, Schleppnocke oder Schlepphebel erfolgt diese Entriegelung nur während
einer vorbestimmten Phase des Vorschwenkens, so daß in Endstellung die Verriegelung
wieder besteht.
-
Ebenfalls ist es möglich, auf dem oberen Kopf der Höhenverstellstreben
einen die Entriegelung betätigenden Hebel oder Knebelgriff anzubringen, der durch
einen aus dem Kopfpolster herausragenden Stift oder Nocken beim Vorschwenken desselben
verdreht wird, gleichzeitig aber auch leicht von Hand an dieser gut sichtbaren und
erreichbaren Stelle betätigt werden kann.
-
Die mit der Schwenkeinrichtung verbundene und allseitig abgepolsterte
Tragkonstruktion des Kopfpolsters, auf das die Kopfkräfte nach Durchdrücken der
Polsterung direkt zur Wirkung kommen, soll vorzugsweise als Hohlkörper aus metallischem
(z.B. Blech oder Druckguß) oder chemischem Werkstoff ausgebildet sein. Da die Fallinie
der Sitzlinie stets hinter der Kopf-Nacken-Linie verläuft, muß das Kopfpolster zur
Berührung mit dem Kopf zur Erzielung möglichst geringer Aulprallkräfte stets mehr
oder weniger nach vorne geschwenkt werden. Damit kommt der Druckpunkt des Kopfes
an die Oberkante der Tragkonstruktion zu liegen. Um dort die Kräfte nicht punktweise,
sondern mit möglichst großer Fläche aufzunehmen, sollte an dieser Stelle ein möglichst
großer Abrundungsradius gewählt werden, der gleichzeitig die Fähigkeit dieser Stelle
zur Einbeulung fördert, ebenso wie ein nicht eingespannter frei verformbarer unterer
Rand der Vorderfläche des Tragkörpers. Die Vorderfläche sollte nach unten in Bezug
auf die senkrechte Hauptachse des Trag-Körpers möglichst weit vorspringen, um bei
Einstellung der Ober.
-
kante über dem Kopfschwerpunkt auch der unteren Hälfte des Hinterkopfes
möglichst
frühzeitig Stützung zu gewähren, um zu große negative Kopfdrehwinkel zu verhindern.
Der Tragkörper soll an der Unterkante der Hinterseite möglicbst tief und weit ausladend
in Form einer Schürze oder Walze herabgezogen sein, u uiri iiicl" die Polsterung
soweit abzustützen, daß beim Aufschlag von Fondpassagieren beim Unfallstoß von vorn
eine Berührung mit der oder den Höhenverstellstreben im Regelfalle ausgeschlossen
ist.
-
Die Steifigkeit des Tragkörpers soll darauf abgestimmt gewählt werden,
sämtliche Belastungen im Normalgebrauch wie Kopfdruck durch Notbremsungen, Abstützung
des Körpers durch Drauffassen beim Einstieg zu den Fondsitzen u. s.w. ini elastischen
Bereich ohne bleibende Verformung aufzunehmen. Selbst eine höhere Auslegung der
Elastizitätsgrenze an dieser Stelle ist nicht von Nachteil, da in diesem Falle die
Aufprallenergie des Kopfes bis zur Erreichung des Ansprechwertes des oder der Verformungsglieder
gespeichert und dann über diese mit abgeleitet wird.
-
Die Ausbildung des Tragkörpers als Hohlkörper mit nach außen gezogener
unterer Vorder- und Hinterkante bietet zusätzlich den Vorteil, daß im Innern genügend
Raum für den geschützten Einbau ausreichend großer Rastelemente für die Schwenkverstellung
gegeben ist, die bei ausreichender Festigkeit eine möglichst feine Teilung haben
sollten. Je kleiner nämlich der Stufensprung der Verstellteilung ist, desto dichter
kann die Kopfstütze an den Kopf herangeführt werden um im Zusammenwirken mit einer
möglichst dünnen Polsterung die Aufprallkräfte auf den Kopf gering zu halten, denn
ca. 7 cm Abstand von Kopf zu Kopfpolster-Tragteil verdoppeln die Aufprallkraft.
So ergibt z.B. ein Rastwinkel von loO bei einer wirksamen Länge (Radius) des Tragkörpers
von 17 cm, gemessen von der Verstellachse aus, einen Stufensprung von ca. 3 cm.
Rechnet man dazu 2 cm Polsterung und 1 cm Abstand des Kopfes von der Polsterung,
so kommt man im ungünstigsten Falle auf ca. 6 cm Aufprallweg, eine Größenordnung,
die möglichst nicht überschritten werden sollte.
-
Aus diesem Grunde sollte die Polsterung im Bereich der Kopfberührung
so dünn und fest wie möglich gewählt werden, so daß die Polsterwirkung gerade noch
spürbar ist und der Tragkörper nicht unangenehm hart hindurchfühibar ist. Die Polsterung
von hinten soll möglichst dick und fest sein, da hier diese Gesichtspunkte nicht
gelten und Fondpassagiere im Fall des Unfallstoßes von vorn schon mit einer erheblichen
Aufprallgeschwindigkeit an das Kopfpolster anstoßen.
-
Außerdem wird vorgeschlagen, die äußere Formgebung des Polsterkörpers
und seines Überzuges so zu gestalten, daß eine zu steil eingestellte Kopfstütze,
die einen zu großen Abstand zum Kopf und damit unzulässig großen Aufprallweg bedingt,
auf den Betrachter unharmonisch und als Fremdkörper wirkt, so daß dieser unbewußt
dazu veranlasst wird, sie in eine vom StandS punkt der Schutzwirkung günstigere
Schrägstellung nach vorn einzustellen.
-
Dies kann z.B. durch eine entsprechend abgeschrägte nach vorn ansteigende
untere Begrenzungsfläche des Kopfpolsters und oder durch entsprechende Wahl der
Radien und Radienübergänge der Oberkante, der Vorderfläche und/oder der Rückseite
desselben erreicht werden.
-
Der Innenraum des Tragkörpers kann außerdem ausgenutzt werden zum
Einbau beliebiger Sensoren (Detektoren), die vorzugsweise auf den Druck auf die
Anlagefläche des Kopfes bzw. deren Einbeulung oder z. B. das Durchdrücken des Lehnenpolsters
oder die Verformung eines oder mehr er Dämpfungs glieder ansprechen, wobei der unterschiedliche
Zeitpunkt des Wirks amw erdens dieser einzelnen Elemente erlaubt den Anbringung
5 ort so zu wählen, daß der Sensor in der gewünschten Phase des Gesamtablaufes zur
Auslösung gebracht wird. Die Zuleitung zum Sensor kann dabei als flexibles Kabel
oder Schlauchelement durch die Höhlung der Höhenverstellstrebe zugeführt werden.
-
Die Sensoren können direkt oder über eine Hebelverstärkung wirksam
werden und z.B. elektrischen, hydraulischen oder pneumatische Impulsider Strömeauslösen
oder verändern ggf. z£B. nach Patentanmeldung P l.944q289.8-
Dabei
ergibt sich die Möglichkeit u. a. folgender Funktionen: Sehr häufig ist der Kettenunfall,
besonders auf Schnellverkehrsstraßen.
-
Dabei wird beim Auffahren auf ein stehendes oder langsameres Fahrzeug
zunächst die Schutzvorrichtung für den Stoß von vorn, z. B. Luftsack oder Schutzpolster
ausgelöst. Anschließend fährt der nächste Hint er mann auf und die mit Kopfstütze
versehene Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung wird wirksam.
-
Mit der durch diesen Auffahrvorgang hervorgerufenen Geschwingkeit
prallt das Fahrzeug erneut auf den Vordermann, wobei die zuerst genannte Schutzvorrichtung
bereits ihre Wirksamkeit verloren hat (z. B. durch Entleerung des Luftsackes). Dann
kann der beschriebene Sensor ein erneutes in Tätigkeit Treten der Schutzvorrichtung
auslösen. Die normale Sicherheitsgurt-Abrollautomatik wird beim Unfallstoß von hinten
nicht blockiert, da die im Zeitraum zw. etwa 5 o und loo ms. einsetzende Vertikalgeschwindigkeit
zu gering ist. Wünschenswert ist aber diese Blockierung, da dadurch das Hochsteigen
des Körpers im Sitz behindert werden kann. Diese Blockierung kann daher zweckmäßig
durch den vorgeschlagenen Sensor ausgelöst werden.
-
Ebenfalls vorteilhaft ist die Öffnung eines Ventils, durch das der
Druck des Übertragungsmediums in der Bremsanlage abgebaut wird. Dadurch läßt sich
der Beschleunigungsanstieg des gestoßenen Fahrzeuges um die Reibung mit der Fahrbahn
mindern, so daß nur noch die Massenträgheit des gestoßenen Fahrzeuges und dessen
geringer Rollwiderstand die Beschleunigung bestimmt, womit sich besonders bei den
sog. Einholunfällen re güns tigeVerhältnisse ergeben.
-
Auch ein Abstellen der Kraftstoffzufuhr, Abwerfen des Kraftstofftanks,
Abuer schalten der elektrischen Anlage, Auslösen einer Feinlöschanlage und viele
andere besonders die Gefahr für Leib und Leben mindernde Möglichkeiten können durch
die vorgeschlagene Anordnung bewerkstelligt werden.
-
Sämtliche vorgenannten Anordnungen sind auch für "integrierte" Kopfstützen
anwendbar, Kopfstützen also, die mit der Sitzlehne eine gemeinsame durchgehende
Polsterung
besitzen. Beispielhafte Vorschläge dafür werden in den Zeichnungen und deren Beschreibung
gegeben.
-
Die beschriebene Sicherheitseinrichtung vermindert die in Sitzlehne
und Sitz eingeleiteten Stoßkräfte erheblich. Z. B. bewirkt eine Stoßbeschleunigung
von im Maximum 4o g auf eine Körnermasse von 75 kg eine maximale Reaktionskraft
auf die Sitzlehne, bezogen aus den Körper schwerpunkt, von 2940 kp. Wird mit Hilfe
der Elemente der Sicherheitseinrichtung diese Stoßbeschleunigung auf 20 g herabgesetzt,
so braucht die Lehne nur noch 1470 kg zu ertragen. Trotzdem sind die bei den heute
gefahrenen Geschwindigkeiten bei Einhol- und Stauunfällen auf den Sitz wirkenden
Stoßkräfte so groß, daß sie von den derzeitigen Sitzkonstruktionen nur begrenzt
ertragen werden.
-
Sitz- und Lehnenrahmen und auch die Lehnenverstellung entsprechend
zu verstärken, ist mit den gegebenen technischen Mitteln möglich. Kritisch und problematisch
bleibt in jedem Falle aber die Verankerung der Verstellschienen für die Längsverstellung
des Sitzes und die Festigkeit der Verstellschienen selbst und die ihrer Rastelemente.
-
Deshalb wird hiermit vorgeschlagen, z.BX den Verstellweg in den Verstellschienen
größer zu machen als den gerasterten Verstellweg und den Sitz mit einer Gurtanordnung
aus einem oder mehreren Gurten oder Seilen mit der Karosserie oder deren Rahmen
zu verbinden. Bei einer Kraft, die dicht unter der Belastungsgrenze der Verstellschienen
und/oder der Verankerung liegt, sollen dann die Verstellrasten ausrasten oder brechen,
so daß der Sitz unter Ausnutzung der begrenzten Dehnfähigkeit des oder der Gurte
den nicht gerasteten Verstellweg ausfährt. Dabei können der oder die Gurte vorteilhaft
mit einer Sperrautomatik versehen werden, die ein Gurtabrollen beim Sitzverstellen
unbehindert zuläßt, jedoch ab einer definierten Abrollgeschwindigkeit den Abrollvorgang
verriegelnd sperrt. Statt der Gurte kann selbstverständlich auch eine gleichwertige
Anordnung aus gelenkig unter einander verbundenen Stäben oder Profilen vorgesehen
werden, wobei ggf. ebenfalls der Einsatz eines Verformungsgliedes möglich ist.
-
Ein Hochkippen des Sitzes kann verhindert oder begrenzt werden, indem
am vorderen Teil des Sitzes z.B. Bolzen, Gleitsteine, Gleitrollen oder Lager vorgesehen
werden, die in z.B. an dem festen Seitenrahmen der Karosserie und am Tunnel angebrachten
Kulissenführungen, U- oder Profilschienen oder sonstigen Begrenzungskanten laufen.
Umgekehrt ist es auch möglich, die genannten Fangeinrichtungen an der Karosserie
und die Schienen am Sitz anzubringen. Auch Fanghaken, die in entsprechend geformte
Teile des Sitz~ rahmens oder der Karosserie eingreifen können diesen Zweck erfüllen.
-
Da auch dieSElemente im Kraftfluß der Stoßenergie auf dent Körper
liegen, sollen sie nach der Erfindung verformbar oder mit Verformungselementen zusammengeschaltet
und in die Gesamt-Verformung sbilanz einbezogen sein.
-
Eine zweckmäßige Lösung dieser Aufgabe bietet auch ein üblicher Stoßdämpfer,
ggf. mit stark verzögerter Rückführung, ein Hydraulikzylinder mit Drosselventil
oder eine Gasfeder, deren Zuflußventil zur Sitzverstellung gelüftet wird und die
als Dämpfungsglied für die Sitzverschiebung beim Unfallstoß wirken. Bei entsprechender
Auslegung der Kolbenstange und deren Führung kann dann ein Abfangbügel dem Zurückkippen
des Sitzes beim Ausreißen der Gleitführung entgegenwirken. oder bei Ausbildung als
Verformungsglied das Zurückkippen energieaufnehmend dämpfen9Bei der vorstehend beschriebenen
Anordnung ist der Ablauf beim Unfall stoß von hinten folgender: Fahrzeug und Sitz
werden nach vorne beschleunigt, Körper und Kopf verharren auf Grund ihrer Massenträgheit.
Nun wird gegen den Trägheitswiderstand der Körpermasse zunächst die Lehnenpdlsterung
zusammengedrückt, bis sie auf der Halteanordnung für die Kopfstütze aufliegt. Damit
übernimmt diese die Beschleunigung des Rumpfes, wobei sie sich unter plastischer
Verformung der Verformungsglieder, mit denen sie am Lehnenrahmen befestigt ist,
annähernd parallel zum Lehnenrahmen nach hinten und gleichzeitig bogenförmig nach
oben bewegt, wobei die an ihr befestigte Kopfstütze an dieser Bewegung teilnimmt.
Ist der Hebelarm des oder der unteren Verformungsglieder, mit denen die Halteanordnung
am Lehnenrahmen
befestigt ist, länger als derjenige der oberen,
so wird die Kopfstütze dadurch auf den Kopf zubewegt - bzw. umgekehrt, je nach dem
durch die Lehnenkonstruktion bedingten Zusammendrückweg der Lehnenpolsterung - um
diesen möglichst gleichzeitig mit dem Rumpf mitzubeschleunigen und die aus der Relativbewegung
von Rumpf und Kopf zueinander resuitierenden Quer-(Scher-) u. Biegekräfte auf den
Hals niedrig zu halten.
-
Beim Aufbringen der Beschleunigungskräfte auf den Kopf wird der schalenförmige
hohle Tragkörper des Kopfpolsters nach Zusammendrücken der dünnen Polsterschicht
zuerst elastisch und dann plastisch so lange eingebeult und sich zusammendrückend
verformt, bis die Ansprechschwelle des Verformungsgliedes am Kopfpolster erreicht
wird und dieses sich ebenfalls verformend an der Aufnahme der Beschleunigungsenergie
für den Kopf teilnimmt. Durch die starke gestufte Energieaufnahme im ganzen System
wird die Beschleunigung auf Rumpf und Kopf und damit gleichzeitig die auf die Sitzlehne
wirkende aus der Beschleunigung dieser Massen resultierende Kraft gering gehalten.
So kann bei nicht zu hohen Beschleunigungen der Fahrgastzelle ein großer Teil der
Energie von den vorgesehenen Verformungselementen aufgenommen werden.
-
Damit sie aber auch bei sehr großen Stoßbeschleunigungen nicht brechen
oder sonst versagen, sind die Verformungsglieder so ausgelegt, daß sie sich bei
Erreichen einer festgelegten Grenzverformung verfestigen. Von diesem Zeitraum ab
wird die Beschleunigungsenergie des Kopfes durch Verformung der Höhenverstellstrebe(n)
der Kopfstütze, die des Rumpfes durch Verbiegen besonders der Querverstrebung der
Halteeinrichtung für die Kopfstütze und Verformen des Lehnenrahmens aufgenommen.
Der dadurch sich ergebende größere Kopfdrehwinkel ist zulässig, da er erst eintritt,
nachdem die Halswirbelsäule schon vorher eine über einen gewissen Zeitraum gedehnte
Rückbiegung erfahren hatte und ein erheblicher Teil der Beschleunigungsenergie des
Kopfes abgeleitet war.
-
Wird bei sehr großen Stoßbeschleunigungen die für die Sitzverankerung
zulässige
Grenzbelastung überschritten und/oder löst sich diese,
so kann sich der Sitz von der Gurte, Zylinder-, Stoßdämpfer, oder Gelenkhalterung
usw.
-
gehalten nach hinten bewegen2 wobei diese einen gewissen Energiebetrag
aufnimmt und damit die Kopfstützeneinrichtung und die Sitzlehne entlastet, so daß
diese vor dem endgültigen Versagen durch z.B. Bruch oder Abknicken bewahrt bleiben.
Eine das Hinausschleudern über die Sitzlehne begünstigende Kippbewegung des Sitzes
kann dabei z.B. durch die bereits vorstehend beschriebenen Anordnungen verhindert
werden.
-
Die hiermit gestellte Aufgabe führt endlich das Problem des Sicherheitssitzes
einer beherrschbaren Gesamtlösung zu. Die Durchführbarkeit wurde bereits in Vorversuchen
überprüft, welche die Grundlage für die in der Beschreibung und den Zeichnungen
wiedergegebenen konstruktiven Beispiele darstellten. Damit läßt sich die vielfach
erhobene Forderung nach erhöhter Sicherheit der Verkehrsteilnehmer auf einem wesentlichen
Teilgebiet verwirklichen und bei allgemeinem Einsatz der Sicherheitseinrichtung
auch das durch viele Veröffentlichungen gerade der letzten Zeit geschaffene Unbehagen
des Autofahrers gegenüber der Unfallsicherheit von Sitzen, Kopfstützen und weiteren
Elementen der inneren Sicherheit - z. B. auch den Luftsackeinrichtungen beseitigen.
-
Die vorstehenden und weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend
an Hand der Beschreibung von Zeichnungen für beispielhafte Ausführungsformen näher
erläutert. Aufbauend auf dem Erfindungsgedanken sind auch andere Ausführungen und
Abwandlungen möglich, die als zur Erfindung gehörig betrachtet werden, soweit sie
in den Bereich und den Geist der beigefügten Ansprüche fallen.
-
Die Zeichnungen zeigen als Beispiele: Fig. 1/1 schematisch ein Gesamtbeispiel
der Erfindung an einem in seiner Längsachse geschnittenen Fahrzeug-Vordersitz, bei
dem zur besseren Erkennbarkeit auch die Riickseitenbespannung teilweise entfernt
ist, mit Hinweisen auf die einzelnen Baugruppen, von denen in den Detailzeichnungen
Ausführungsbeispiele gebracht werden.
-
Fig. 1/2 ebenfalls schematisch einen Schnitt durch eine Kopfstützen
einrichtung im Rücksitz, die über Dämpfungsglieder an Teilen der Karosserie angebracht
ist.
-
Fig. 1/3 eine Anordnung mit in der Lehnenoberkante liegender Schwenkachse
der Kopfstütze und oberhalb derselben angeordneter in das Kopfpolster hineinragender
Höhenver stellstr ebe.
-
Fig. 1/4 Beispiele von Kopfstützen, die unter einem durchgehenden
bis 1/6 Lehnenbezug verstellbar angeordnet sind.
-
Fig. 1/7 ein prinzipielles Verformungsdiagramm aus dem die Verformungen
der einzelnen Elemente und die Gesamtverformung ersichtlich sind.
-
Fig. 1/8 ein idealisiertes Grundschema (Ersatzschaltb¾ld) £ür die
mathematische Ableitung für das Rechenverfahren zur Bestimmung der Grundwerte für
die einzelnen Verformungselemente.
-
Fig. 1/9 den Bewegungsablauf im zeitlichen Zusammenwirken der Rumpf-
und Kopfbeschleunigung bei günstig dimensionierten Verfor mungs elementen.
-
Fig. 1/0 eine aus der Lehnenpolsterung bogenförmig nach vorne oben
herausziehbare Kopfstütze.
-
Fig. 2/1 eine zweckgemäßge Ausführung des Tragkörper für das Kopfpolster
teilweise im Schnitt mit einem Beispiel einer doppelten Schwenkrasteinrichtung.
-
Fig. 2/2 einen ähnlichen Tragkörper mit einer einfachen Schwenkrasteinrichtung.
-
Fig. 2/3 einen Querschnitt eines Tragkörpers nach Figur 2/1 mit Rastkörpern,
einer Betätigungsnocke und Beispielen von Drucks ens or en.
-
Fig. 2/4 eine Querschnittsform eines Tragkörpers mit Höhen- und Schwenkraste
und einer Betätigungskurve.
-
Fig. 2/5 ein Sägezahnprofil für einen Schwenkrastkörper.
-
Fig. 2/6 ein Beispiel einer geraden Höhenverstellstrebe mit einer
Rasteinrichtung.
-
Fig. 2/7 das Beispiel einer zweckmäßigen Formgebung der Rastzähne
dafür.
-
Fig. 2/8 eine Ausführungsform einer gebogenen Höhenverstellstrebe
mit Rasteinrichtung.
-
Fig. 2/9 die sich bei Anwendung einer gebogenen Höhenverstellstrebe
prinzipiell ergebenden Ver stellverhältnis s e.
-
Fig. 2/lo Darstellungen von Rasteinrichtungen.
-
-16 Fig. 3/1 Beispiele von Verformungsgliedern, die vorzugsweise
zur bis 3/9 Anbringung am Kopfteil vorgesehen sind, teilweise mit Sensoren ausgestattet
und jeweils im oberen Bild unverformt, im unteren Bild zur besseren Erkennbarkeit
ihrer Wirkungsweise in einem beliebigen Verformungszustand dargestellt.
-
Fig. 4/1 Schnittbilder beispielhafter Höhenver stellstreben.
-
bis 4/5 Fig. 5/1 Vorschläge für eine Führungsbuchse zur Aufnahme einer
und 5/2 Höhenverstellstrebe.
-
Fig. 6/o eine Anordnung mit einer Platte als Halterung in einer Sitzlehne
aus geschäumtem oder expandiertem chemischem Werkstoff.
-
Fig. 6/1 einen Vorschlag für eine Halterung für eine aus der Sitzlehne
herausziehbare Höhenverstd lstrebe, die mit Verformungselementen mit dem Lehnenrahmen
verbunden werden kann.
-
Fig. 6/2 die einzelnen Teile einer solchen Halterung mit ihrer Zubis
6/5 sammengehörigkeit für den Zusammenbau.
-
Fig. 6/6 eine Senkrechtstrebe ohne Verwendung einer Querstrebe, z.B.
für die Rücksitze.
-
Fig. 6/7 eine Ausführungsform einer Senkrechtstrebe zur Halterung
einer in der Lehnenoberkante angeordneten Schwenkraste.
-
Fig. 6/8 einen Kreuzungspunkt zwischen Quer- und Senkrechtstrebe zur
Halterung einer in der Lehnenoberkante angeordneten Schwenkraste, wobei das Profil
der Querstrebe zugleich das Verformungsglied zur Anbringung des Rastkörpers bildet.
-
Fig. 6/9 Querschnittsbeispiele für Quer streben der Halterung.
-
Fig. 7/1 Vorschläge für einige mögliche Ausbildungen von Verformungsbis
8 gliedern, die vorzugsweise für die Verbindung der Halterung mit dem Lehnenrahmen
bestimmt sind und wiederum im oberen Bild unverformt, im unteren Bild in einem beliebigen
Verformung s zustand gezeichnet sind. EinigeX1eser Beispiele zeigen Sollbruchstellen
oder Sensoren.
-
Fig. 8/1 verschiedene beispielhafte Vorschläge für den Aufgaben des
bis 8/9 Gesamt systems dienende Sitzverankerungen und-Verstelleinrichtungen. Eine
weitere Lösung war bereits in Fig. 1/1 wiedergegeben.
-
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen auch gleiche Teile
in den verschiedenen Figuren bedeuten, ist in Fig. 1/1 ein zweckmäßiges Beispiel
einer Ausführungsform der Erfindung als ganzes dargestellt, wobei die einstelligen
Bezugsziffern auf die Hauptbaugruppen hinweisen.
Bei den dreistelligen Zahlen geben die ersten beiden Ziffern den Hinweis, in welcher
Zeichnung das entsprechende Detail zu finden ist. Die Anfangsziffer 9 bezeichnet
in verschiedene Zeichnungen eingefügte Sensoren.
-
Man erkennt in der wegen der Deutlichkeit der Zeichnung nicht maßstabgerechten
Fig. 1/1 das Kopfpolsters 2 mit seinem hohlen verformbaren Tragkörper 21, der nach
hinten zu einer nachgiebigen Nase 22 ausgezogen ist, die ebenso wie die Dämpfungskappe
23 zum Schutz der Fondpassagiere bei einem Aufprall von hinten dient. Dadurch, daß
der Tragkörper 21 in seiner Formgebung etwa der Außenkontur des Kopfpolsters 2 entspricht,
kann die Polsterschicht 24 unter dem Bezug 25 dünn gehalten werden. Hierdurch wird
der Relativweg des Kopfes zum den energieaufn ehmenrTragkörper 21 klein gehalten
und damit auch seine Aufprallgeschwindigkeit und die auf die Schädelkapsel wirkende
Aufprallkraft.
-
Die untere Begrenzungsfläche 26 des Kopfpolsters 2 verläuft nach vorne
spitzwinkelig zu dessen Mittelachse, so daß - wie gezeichnet - bei waagerechter
Lage der Unterfläche 26 das Kopfpolster 2 durch eine mittlere Neigung nach vorne
bereits grundsätzlich dicht an den Kopf herangeführt wird. Die ganz genaue Einstellung
kann dann noch individuell durch Wahl der entsprechenden Raststellung der Schwenkraste
28 erzielt werden. Bei dieser Neigung des Kopfpolsters 2 soll auch die Spurlinie
seiner in der Zeichnung verdeckten Seitenfläche 27 parallel zur Fahrzeuglängsachse
verlaufen.
-
Über einen formschlüssigen Rastkörper 28, der z.B. über einen keilförmigen
Einsteckzapfen 29 mit dem Tragkörper 21 verbunden ist
und in den
ein in Fig. 1/1 nicht sichtbarer Gegenkörper eingreift, ist der Tragkörper 21 gerastet
am oberen Verformungsglied 3 angelenkt - in der Zeichnung ein U-förmiges in seinen
waagerechten Flächen unter Belastung tordierendes Flachmaterial -, das die Verbindung
zur Höhenverstellstrebe 4 herstellt, in der Zeichnung beispielsweise ein nach vorn
gewölbtes Rechteckrohr mit einem zweckmäßig geformten Endstopfen 41.
-
Die Höhenverstellstrebe ist verschiebbar gelagert in der Einsteckbuchse
5, deren Kragen 51 die Öffnung in Lehnenpolsterung 11 und deren Bezug abdeckt. Die
an der Buchse 5 angeformte Nase 52 erhöht an dieser Stelle-die Flächenpressung um
ein Herabrutschen von Höhenverstellstrebe 4 samt Kopfpolster 2 zu verhindern.
-
Die Einsteckbuchse 5 sitzt in der Halterung 6, und zwar im dafür besonders
augebildeten Kreuzungspunkt der Quer strebe 61 und der Senkrechtstrebe 62, die zusammen
die Halterung bilden. Die beispielhaft gezeichnete Querstrebe 61 zeigt an ihrer
auf Stauchung beanspruchten Vorderseite eine die Knickmöglichkeit mindernde Profilierung
63 und auf der auf Zug beanspruchten Rückseite eine glatte Wandung 64. Diese überdeckt
im Kreuzungspunkt die Senkrechtstrebe 62 die gleichzeitig diese Stelle verstärkend
mit ihr wie mit der profilierten Vorderseite 63 verbunden ist. Die Strebenflächen
im Kreuzungspunkt und Abdeckflächen 65 und 66 der Senkrechtstrebe 62 geben der Buchse
5 Auflage und nehmen damit die vom Kopfpolster 2 über die Höhenverstellstrebe 4
in sie eingeleiteten Kräfte auf.
-
Die Querstrebe 61 ist in der Zeichnung über ein Verformungsglied 7,
das unter Belastung die waagerechten Teile seiner parallelen Arme tordierend im
Bogen nach hinten und oben ausweicht, mit dem Seitenholm 12 der Sitzlehne verbunden,
die Senkrechtstrebe 62 über ein auf Biegung beanspruchtes und belastet ebenfalls
nach hinten oben ausschwenkendes Verformungsglied 77 mit der Querverstrebung 13
des Lehnenrahmens.
-
Der Sitz 15 ist in Gleitschienen 16 verschiebbar gelagert. Als Fangeinrichtung
ist in diesem Beispiel ein Druckzylinder 80 mit Fangbügel 85 gezeichnet. Der mit
einem beliebigen Druckmittel gefüllte Druckzylinder Bo ist dabei über ein Gelenk
84 mit einem Halter mit dem Bodenblech und zweckmäßig mit einer dieses verstärkenden
Traverse verbunden. Im Zylinder 80 bewegt sich der Kolben 81, der über die Kolbenstange
82 und das Gelenk 83 mit der Vorderseite des Rahmens 17 des Sitzes 13 verbunden
ist. Der Fangbügel 85, als Verformungselement für hohe Belastung ausgebildet, nimmt
über die durch Kolben 81 und Führung 86 geführte Kolbenstange 82 die auf die Sitzvorderkante
wirkenden Vertikalkräfte auf.
-
Zum Verstellen des Sitzes in den gewünschten Lenkradabstand wird ein
hier nicht gezeichnetes Ventil zum freien Zu- oder Abfluß des Füllmediums geöffnet.
Nach dessen Schließen bleibt der Sitz in der durch die Zylinderfüllung definierten
Stellung. Unter der Einwirkung der blassenkräfte beim Stoß wird die Zylinderfüllung
komprimiert, bis bei Erreichen einer vorbestimmten Grenzkraft bzw. dem entsprechenden
Grenzdruck eine Berstscheibe oder eine sonstige bekannte als Sicherheitsventil wirkende
Einrichtung dem Druck nachgibt und dem Füllmedium den Weg zu einer definierten Auslaßöffnung
freigibt. Dadurch kann sich der Kolben 81 und der über die Kolbenstange 82 mit ihm
verbundene Sitz 15 gebremst zurückbewegen. Das von der Sitzlehne auf die Sitzvorderkante
wirkende nach oben gerichtete Drehmoment wird dabei durch den Fangbügel 85 aufgenommen,
der aus einem Verformungsglied gemäß der Erfindung bestehen oder mit ihm an der
Karosserie befestigt sein kann.
-
An der Senkrechtstrebe 62 ist ein Ventil 91 gezeichnetnlit Zulauf
911 und Ablauf 912. Dieses wird im Beispiel beim Durchdrücken der Lehnenpolsterung
11 über den Pilzknopf 913 betätigt. Es läßt sich zum Beispiel ausnutzen, um in Augenblick
des Urfallstoßes schlagartig den Druck des Übertragungsmediums in der Bremsanlage
abzubauen und damit die
Bremsen zu lüften, so daß zur Beschleunigung
des gestoßenen Fahrzeugs nur dessen Massenträgheit und Rollwiderstand zu überwinden
sind, nicht aber seine Straßenhaftungs-Reibung, wodurch in Extremfällen ein Übergreifen
der Fahrzeugverformung auf die Fahrgastzelle bei beiden am Stoß beteiligten Fahrzeugen
verhindert werden kann.
-
Die Fig. 1/2 zeigt ein Kopfpolster 2, das über eine gekröpfte Höhenverstellstrebe
4 und deren Halterung 62 über Verformungselemente 7 an der Karosserie - im Beispiel
an der Hutablage 121 und einem Bodenträger 122, welcher u. U. gleichzeitig zur Lagerung
der Achslenker für die Hinterachse dient und damit besonders steif dimensioniert
ist - angebracht ist. In diesem Falle ist keine Querstrebe für die Halterung erforderlich,
doch sollte die Senkrechtstrebe 62 an ihrer Vorderfläche breit genug ausgeführt
sein, die Flächenpressung für den Körper unterJerücksichtigung der Polsterung der
Lehne 123 nicht zu hoch lassen. . Im gezeichneten Beispiel wird das Herausnehmen
der Rücksitzlehne 124 nicht behindert.
-
Am oberen Verformungsglied 7 ist in der Zeiclmu O eim Schalter 92
angebracht, der zu einem einstellbaren Zeitpunkt der Verformung eine beliebige Funktion
auslösen kann, z.B. die Füllung bzw. die Wiederfüllung eines Luftsackes vor diesem
Sitz, um den Insassen vor dem zweiten Stoß beim Kettenunfall zu schützen. Diese
Art der Anordnung hat zudem den Vorteil, daß Luftsäcke nur vor den Plätzen aufgeblasen
werden, die von Personen besetzt sind. Bei entsprechender Ausbildung des Schalters
92 wirkt sie auch beim Stoß von vorn, wenn nämlich die auf den Sicherheitsgurt wirkenden
Kräfte durch entsprechende Anbringung desselben mit in der Verformungsglied 7 eingeleitet
werden.
-
Fig. 1/3 zeigt eine Lösung, bei der die Achse für die Schwenkverstellung
131 und diese selbst, die eine Nocke 132 zur Auslösung beliebig er gewollter Funktionen
trägt, unter der Oberkante der Sitzlehnenpolsterung 11 angeordnet sind. Die Schwenkeinrichtung
131 ist tiber ein Verformungsglied
133 mit der Halterung 136 verbunden,
die ihrerseits wieder über Verformungsgliedern 137, von denen in der Zeichnung nur
das untere sichtbar ist, am Lehnenrahmen 13 hängt.
-
Der Gegenkörper der Schwenkeinrichtung 131 sitzt an der Höhenverstellstrebe
134 oder ist an ihr angeformt. Auf dieser Strebe 134 gleitend läßt sich das Kopfpolster
2 fest gerastet oder geklemmt radial um die Lehnenoberkante in die gewünschte Einstellhöhe
bringen.
-
Fig. 1/4 stellt eine Sitzlehne dar, bei welcher der Tragkörper 21
des Kopfpolsters 2 unter der über ihn hinweg hochgezogenen Lehnenpolsterung 11 verborgen
ist. Der als Polsterkern an dieser Stelle dienende Tragkörper 21 ist in beliebiger
bekannter Weise in Höhe und Schwenkung einstellbar, in diesem Beispiel mit der zuvor
beschriebenen Höhenverstellstrebe 4 mit Verformungsglied 3 und Schwenkrasteinrichtung
28.
-
Die Polsterung 11 kann sich bei der Verstellung auf dem Tragkörper
21 verschieben und wird durch einen Längsausgleich gestrafft, z. B. durch Zugfedern
140, die an eine Endleiste 141 der Polsterung angreifend unter der Rückwandverkleidung
14 der Sitzlehne angebracht sind.
-
In Fig. 1/5 ist eine ähnliche Anordnung gezeigt, bei der jedoch die
Schwenkachse 155 der Höhenverstellstrebe 154 in der Oberkante der Sitzlehne angebracht
ist. Wieder ist die Lehnenpolsterung 11 um den Kopfpolstertragkörper 21 auf diesem
gleitend und den gewünschten Einstellungen folgend herumgezogen und in diesem Falle
z.B. an der Lehnenrückseite durch eine oder mehrere Schlaufen 150 eines elastischen
Bandes gespannt.
-
Fig. 1/6 gibt schematisch eine Vorderansicht der vorstehend beschriebenen
Einrichtungen wieder um eine mögliche Lösung der Ausbildung der Seitenverkleidung
161 der Lehnenpolsterung 11 zu zeigen. Diese ist hier am oberen Rande mit dem Kopfpolster
--Tragkörper 24 verbunden und kann sich wie bei 161 bezeichnet dessen Bewegungen
anpassen.
-
Eine verschiebbare Verbindung zwischen der über den Tragkörper 21
gleitenden
Vorderflächen -. Polsterung 11 mit der Seitenpolsterung 161 ist dabei z. B. durch
flexible ineinander laufende Gleitschienen nach Art bekannter Einknöpfprofile möglich
(nicht gezeichnet).
-
Fig. 1/7 zeigt ein Diagramm, in dem prinzipiell ein gewünschter Verlauf
der Auslenkung der Dehnglieder über die Stoßdauer eingetragen ist und aus dem ma
ggf. unter entsprechender Transformation der für die einzelnen Glieder geltenden
Kurven auf die an den jeweiligen Elementen angreifenden Hebelarme - den Relativweg
von Kopg und Rumpf in Bezug auf die Fahrgastzelle oder die Sitzbasis ermitteln kann
und Aufschluß über die Werte der zu erwartenden Beschleunigung ex'hält. Ein solches
Diagramm ist eine große Hilfe bei der Optimierung der einzelnen Verformungsglieder
auf entsprechenden Prüf- und Meßeinrichtungen.
-
Im einzelnen zeigen die Kurven 171 und 172 die Verformung der oberen
7 und unteren 77 Dämpfungsgliedern der Halterung 61, 62 (sämtl. nach Fig. 1/1).
Sobald Kurve 172 im Diagramm über Kurve 171 zu liegen kommt so bedeutet dies, daß
das Kopfpolster nach vorn auf den Kopf zubewegt wird. Erfahrungsgemäß setzt nach
Durchdrücken der Lehnenpolsterung zuerst im Zeitraum 20 bis 40 mm die Verformung
der oberen Glieder ein (Kurve)171), die unteren Glieder folgen mit ihrem Einsatz
kurz darauf (Kurve 172). Die Verformung des Kopfstützentragkörpers (z. B. Einbeulung
der Haube) zeigt Kurve 173, zugleich wie der Verformungsweg an dieser Stelle begrenzt
ist und daß ein gewisser elastischer Anteil zulässig ist (Abfall der Kurve gegen
Ende), der als Energiespeicher zum Auslösen des Fließbeginns des Kopfteilverformungsgliedes
- dargestellt in 174 - herangezogen wird, dessen Einsatzpunkt man möglichst spät
legt, da es den größten Einfluß auf den Kopfdrehwinkel hat. Erst gegen Ende des
Vorgangs bei Überschreitung festzulegender Kraftgrengeringfügiges zen kann eine
weitere Energieaufnahme durch /Kippen des Sitzes (Kurve 175) und gebremste Rückwärtsverschiebung
desselben (Kurve)176) zugelassen werden. Unter Transformation der Einzelwege mit
Berücksichtigung
der für den Kopfschwerpunkt bzw. dessen Anlagepunkt
wirksamen Hebelarme ergibt sich aus den Einzelkurven die Kurve für die Relativbewegung
des Kopfschwerpunktes 170.
-
Fig. 1/8 zeigt das vereinfachte Ersatzmodell zur Berechnung der Verformungsglieder.
Durch das Sicherheitssystem gemäß der Erfindung soll die Stoßbeschleunigung der
Fahrgastzelle b umgesetzt werden in möglichst 0 günstige Werte der Kopfbeschleunigung
b1 und der Rumpfbeschleunigung b2, deren Beträge möglichst geringe Unterschiede
und die gegeneinander eine möglichst kleine Phasenverschiebung aufweisen sollen.
-
Dabei sind m2 die wirksame Körpermasse einschl. dem Anteil der Gliedmaßen
und ml die damit gekoppelte Kopfmasse.
-
Das Symbol dl bezeichnet die- Verformungseigenschaft des Kopfpolstertragkörpers
im Bereich der Kopfberührung, wobei P1 die Reaktionskraft des Kopfes an dieser Stelle
ist. Das Kopfpolster mit seiner Masse M1 ist mit seiner Halterung in der Sitzlehne,
die zusammen mit der Lehnenpolsterung die Masse M2 bildet, durch das mit dem Symbol
dl/2 dargestellte Verformungsglied verbunden. Im Summenschwerpunkt der Massen m2
und M2 greift das Verformungsglied d2 an und schafft die Verbindung zum Lehnenrahmen,
der zusammen mit dem Sitz die Masse M3 bildet. Bei Verfeinerung der Rechnung in
zweiter Näherung wird diese Gesamtverformung d2 in die Verformung der Einzelelemente
d2 und d2 aufgespalten, wobei vorzuggsweise 2 d2 > auch aus zwei gleichen Elementen
an beiden Seiten des Lehnenrahmens bestehen kann. Die Sitzmasse M3 ist über weitere
Verformungselemente mit der Fahrgastzelle verbunden, wobei d3 die Kippkomponente
und d311 die Verschiebungskomponente innerhalb des Kraftflusses aufnehmen. Für die
Symbole d im Modell sind in der Rechnung jeweils die zweckmäßig meßtechnisch zu
n ermittelnden Verformungsfiinktionen der für den Einsatz vorgesehenen Ver -formung
5 element-Konstruktionen einzus etzen. Dies Grundmodell kann selbst -verständlich
entsprechend dem im Einzelfall vorgesehenen grundsätzlichen Aufbau der Sicherheitseinrichtung
erweitert oder eingeschränkt werden und eignet sich damit gut zum überschlägigen
Vergleich verschiedener Anordnung en.
-
Für die Rechnung wird zweckmäßig in erster Näherung von den Momentgleichungen
ausgegangen, die den Anteil der bleibenden Verformung erfassen.
-
In weiterer Annäherung können diesen die Schwingungsgleichungen superponiert
werden zur Erfassung der elastischen Anteile.
-
Der ideale zeitliche Ablauf von Rumpf- und Kopfbeschleunigung, der
durch den Erfindungsgegenstand möglichst weit angenähert erreicht werden soll, ist
in Fig. 1/9 dargestellt durch Wiedergabe der Kopf-Nacken - Rückenlinie in vier aufeinanderfolgenden
Phasen. Dazu ist bzgl. der angesprochenen Konstruktionsteile die Fig. 1/1 zu Hilfe
zu nehmen.
-
Die ausgezogene Linie 191 bezeichnet den Zustand zur Zeit null, d.
h.
-
im Augenblick der Stoßberührung. Die gestrichelte Linie 192 zeigt
den Augenblick, in dem das Lehnenpolster 11 völlig zusammengedrückt sich auf der
Halterung 6 der Kopfstütze 2 abstüt zt, d. h. den Beginn der Verformung der Dämpfungselemente
7 in der Sitzlehne. Die Kopfstütze 2 hat den Kopf erreicht und je nach seinem Abstand
im Ausgangszeitpunkt ist ihre Polsterung 24 auch bereits zusammengedrückt.
-
Dieser Augenblick liegt je nach den Unfallparametern (Fahrzeugmassen,
Knautschzonen usw. ) in der Größenordnung von 25 bis 50 ms.
-
Die punktierte Linie 193 gibt einen Zustand bei 50 bis 100 ms. wieder:
Die Halterung 6 wird unter Verformung der Dämpfungsglieder 7, 77 nach hinten und
oben herausgedrückt, wobei das untere von diesen ,77, etwas mehr nachgibt und damit
die Kopfstütze 2 fest an den Kopf andrückt, um ihn gleichzeitig mit dem Rumpf zu
beschleunigen. Die allmähliche Beschleunigung des Kopfes wird durch das Einbeulen
des Tragkörpers 21 im Kopfpolster 2 erreicht. Damit vergrößert sich auch die Anlagefläche
des Kopfes, verbessert sich seine Abstützung und wird die Flächenpressung auf Kopfhaut
und Schädelkapsel gering gehalten.
-
Schließlich zeigt die strichpunktierte Linie 194 eine Phase bei 100
bis 150 ms. Die Halterung 6 in der Lehne 14 hat sich fast in die mögliche Endstellung
herausgedrückt und um die Hebellänge der Verformungsglieder 7, 77 nach oben verschoben.
Das Verformungsglied 3 am Kopfpolster 2 hat dieses nach hinten drehen lassen, womit
sich die wirksame Höhe noch zusätzlich vergrößerte. Der Körper ist im Sitz soweit
nach oben gestiegen, wie der Anschnallgurt 196 es zuließ. Bei mittleren Aufprallgeschwindigkeiten
haben Kopf und Körper jetzt die - Geschwindigkeit des gestoßenen Fahrzeugs erreicht.
-
Bei extremen Fällen setzt die Verformung der Halterung 6 selbst, der
Sitzlehne 14 und der Sitzverankerung 80 bzw. der Fangeinrichein tung 81 und 80,
/um den überschießenden Energiebetrag abzubauen.
-
In Fig. 2/1 erkennt man in Vorderansicht einen längs geschnittenen
Tragkörper 21 mit einer doppelten Rasteinrichtung 211. Die Rastkörper 211 weisen
im Beispiel eine kegelförmige Sägeverzahnung 212 (251) auf. Sie sind mit keilförmigen
Zapfen 213 in entsprechenden Aufnahmen 214 am Tragkörper 21 befestigt und zentriert.
Sie werden z. B. durch Druck der Feder 215 mit passenden Gegenkörpern 216 auf einer
gemeinsamen Achse 217 in Eingriff gehalten. An diesen Gegenkörpern 216 ist das Verformungsglied
3 angelenkt, das die Verbindung zur Ausziehstrebe 4 herstellt. Rippen 218 sorgen
für entsprechende Steifigkeit des Grundkörpers während der daran anschliessende
obere Teil 219 sich nachgiebig verforme4ann.
-
In Fig. 1/9 erkennt man weiterhin einen Sicherheitsgurt 196, der mit
seinem oder seinen unteren Beschlägen 197 am Sitz 15, dem oder den oberen Beschlägen
198 an der Sitzlehne oder durch die Lehnenpolsterung 11 hindurchgeführt an der über
Verformungsgliedern (7) mit der Lehne verbundenen Halterung (6) angebracht ist.
Damit verbessern die in Verschieberichtung des Sitzes 15 wirkenden Verformungselemente
(811, 822, 833, 843, 883, 887, 896) das Dämpfungsverhalten des Untergurtes, die
an der Halterung (6) befindlichen Verformungselemente
(7) und
ggf. gegen Kippkräfte des Sitzes 15 vorgesehene Verformungselemente (891, 880 u.s.w.)
zusätzlich das Dämpfungsverhalten des Obergurtes. Die Gurtbeschläge 197, 198 können
außerdem über Verformungsglieder gemäß der Erfindung mit den vorgesehenen Anbringungspunkten
am Sitz verbunden sein, wobei diese Verformungsglieder vorteilhaft innerhalb des
Sitzes angeordnet sein sollten. Die Einzelheit 199 zeigt einen gepolsterten Kragen,
der das Kopfpolster 2 in seiner tiefsten Stellung umgreift und dem Aufprallschutz
von hinten dient.
-
Fig. 1/10 schließlich zeigt eine Lösung in Schnitt und Ansicht, die
ebenfalls mit den in dieser Erfindung beschriebenen Elementen verwirklicht werden
kann. Das für sich gepolsterte Kopfpolster 2 ragt durch eine Offnung der Lehnenpolsterung
11 aus der Lehne 14 heraus und läßt sich längs einer Verstellstrebe 4, die nach
vorn auf den zu Kopf 70/gebogen sein kann oder eines durch seitliche Schlitze 101
in der Sitzlehne 14 verdeckt in das Kopfteil 2 hineinragenden Verstellbügels 102
nach oben verschiebbar und vorzugsweise fest gerastet oder geklemmt einstellen,
wobei Strebe 4 und Verstellbügel 102 auch untereinander kombiniert sein können,
da sie dann bei der sich dadurcFergebenden größeren Basis für die Kraftaufnahme
schwächer und leichter ausgebildet sein können. Bei der in dieser Figur beschriebenen
Anordnung kann eine zusätzliche Schwenkverstellung entfallen. Die Führungselemente
für das Kopfpolster 2, die Verstellstrebe 4 und/oder der Verstellbügel 1o2 können
direkt oder über Verformungsglieder 7 mit der Halterung 6 verbunden sein. Besonders
günstig läßt sich bei dieser Anordnung der Aufprallschutz von hinten verwirklichen.
Bei dieser wie auch bei allen anderen Anordnungen gemäß der Erfindung läßt sich
der Bezug 25 des Kopfpolsters 2 z.B. aus Integralschaum oder einer ggf.
-
hinterschäumten tiefgezogenen, geblasenen oder im Rotations- oder
Spritz-Hülle aus verfahren verformte chemischen Werkstoffen herstellen. Dabei kann
z.B.
-
für den Bereich der Kopfberührung 103 oder die Umfangsfläche 104 ein
beliebiges z.B. textiles Material nachträglich aufgebracht oder bei Formung der
Hülle eingeschmolzen oder eingeschäumt werden.
-
Auch alle anderen jeweils dem Stand der Technik entsprechenden Polsterungsarten
können für die der Erfindung entsprechende Kombination eingesetzt werden.
-
Eine ähnliche Anordnung findet man in Fig. 2/2 wieder, nur daß hier
durch Material entsprechend höherer Festigkeit ein einziger Rastkörper 28 zur Kraftübertragung
ausreicht, der über einen entsprechend stärkeren Keilzapfen 223 in der Aufnahme
224 ruht, die zur Einleitung der Kräfte zweckmäßig mit dem Tragkörper 21 verrippt
ist 228. Der Gegenkörper der Rastung 226 ist in diesem Falle mit dem Verformungsglied
3 aus einem Stück geformt, an dem zugleich ein Einsteckzapfen 229 angeformt ist
zum Eintreiben in die Höhenverstellstrebe 4, die nur angedeutet ist.
-
Der Schaltknopf 220 ist mit der im Innern der Höhenverstellstrebe
4 liegenden Schaltwelle 222 als Übertragungsglied verbunden und wiidmit Hilfe des
Schalthebels 221 betätigt. Dabei verschiebt gleichzeitig der in die Nut 227 eingreifende
Schaltfinger 225 den Rastkörper 28 auf seiner Achse in Entriegelungsstellung. Somit
klappt z.B. die Kopfstütze selbstttätig nach vorne ab und die Sitzverriegelung wird
geöffnet.
-
Fig. 2/3 bietet einen Querschnitt, wie er für die vorgenannten Anordnungen
möglich ist. Man erkennt hier den hohlen Tragkörper 21 mit seiner Anlagefläche für
den Kopf 231, die starker plastischer Einbeulung fähig ist. An ihm ist die Aufnahme
234 für den Rastkörper 28 angeformt und ggf. mit der oder den Rippen 238 abgesteift.
Die Achse 217 zentriert den oder die Gegenkörper z.B. (216, 226). Die weit nach
hinten unten hervorragende Nase 22 des Tragkörpers 21 dämpft den Aufprall von Fondpassagieren
und verhindert deren Berührung mit der hier nur angedeuteten Ausziehstrebe 4. Die
hintere Dämpfungskappe zeigt 23 Der durch sie eingeschlossene Hohlraurn kann durch
eine Öffnung oder ein
Ventil 233 entlüftet werden. Durch Wahl der
Größe dieser Öffnung 233 kann die Dämpfungseigenschaft der Kappe 23 reguliert werden.
Gleichzeitig bildet die Kappe 23 mit dem oberen Teil der Tragplatte 230 ein Kastenprofil
und steift diese ab.
-
Der oder die Rastkörper 236 weisen im Beispiel eine Nocke 232 auf,
mit der in einer gewünschten Schwenkstellung des Oberteils 21 ein Übertragungsglied
235 zur Auslösung einer beliebigen gewollten Funktion betätigt wird. Ein Übertragungshebel
236 tastet die Einbeulung 239 des Tragkörpers 21 ab und betätigt bei einer vorgegebenen
Stellung z. B.
-
einen mechanischen 93, elektrischen 92, hydraulischen 91 oder pneumatischen
94 Auslöser, wobei beliebig einer oder mehrere von diesen vorgesehen sein können
gleichzeitig oder nacheinander ansprechend, durch die gewollte zweckmäßige Funktionen
ausgelöst werden können.
-
In Fig. 2/4 ist ein Querschnitt durch einen Kopfpolster-Tragkörper
21 gezeichnet, der wiederum auf seiner Vorderseite 241 einbeulfähig ist, jedoch
auf einer am Schwenk-Rastkörper 244 angelenkten für die Rastung der Höhenverstellung
eine formschlüssige Profilierung 243 tragenden Höhenverstellstrebe 242 in der Höhe
einstellbar verschiebbar ist. Auch hier trägt der Rastkörper 244 eine Kurvenscheibe
245, die in diesem Falle bei gewünschter Schwenkstellung zuerst einen Arbeitskontakt
246 und bei weiterer Schwenkung zusätzlich einen Ruhekontakt 247 zur Auslösung beliebiger
gewollter Funktionenjschaltet. Der untere Verschlußdeckel 248 des Tragkörpers 21
ist in diesem Beispiel mit dem das Gegenprofil der Höhenraste 243 tragende Gleitschacht
249 zur Aufnahme der Höhenverstellstrebe 242 aus einem Stück gestaltet. Die gewünschte
Steifigkeit wird durch Verrippungen, wie z.B. unter 240 angedeutet, erreicht. Bei
dieser Ausführung beeinflußt ein Entlüftungsventil 2431 die Verformungszeitkonstante
sowohl der Vorderseite 241 wie der Hinterseite 23,
Fig. 2/5 veranschaulicht
die Sägenverzahnung 251 eines Rastkörpers, den man sich in einen ihn kappenförmig
von vorm umschließenden die Gegenzahnung tragenden Gegenkörper eingreifend vorstellen
muß. Diese Gegenzahnung stützt den Zahnkörper an der steilen Flanke 252 mehrerer
oder zweckmäßig aller seiner Sägezähne 251 gegen das radial zur Achse 253 eingeleitete
Drehmoment 254, das aus der am Hebelarm der Höhenverstellstrebe 242 und/oder des
Tragkörpers 21 angreifenden Beschleunigu- g s ttaft des Kopfes resultiert.
-
Fig. 2/6 verdeutlicht eine beispielhafte Ausführungsform einer Höhenverstellstrebe
einet Anordnung entsprechend Fig. 2/4. Um die Achse 260 ist der Zahnkörper 261 formschlüssig
rastend schwenkbar, der in diesem Falle ein trapezförmiges Rastprofil trägt. An
diesem Zahnkörper 261 ist die Höhenverstellstrebe 262 angelenkt, die in diesem Beispiel
aus drei rechteckigen Stäben 263 besteht, die durch zugleich die Zahnprofile 264
für die Höhenrastung bildenden Lamellen 265 verbunden sind. Der am Tragkörper 21
angebracht zu denkende Gleitschacht 266 trägt - zweckmäßig nur in seinem unteren
Teil - die Gegenverzahnung 267. Beide Verzahnungen werden zum Verstellen durch Druck
inPfeilrichtung 268 auf das Kopfpolster 2 mit dem in seinem Inneren angebrachten
Gleitschacht gegen den Druck der Feder 269 außer Eingriff gebracht und in der gewünschten
Einstellhöhe nach dem Loslassen durch den Druck der Feder 269 wieder ineinander
kämmend verriegelt.
-
Bei einer sweckmäßigen keilförmigen Ausbildung der Zähne nach Fig.
2/7 greifen diese unter dem Druck der Feder 269 soweit ineinander ein, daß das Aufeinanderschieben
gerade soweit erfolgt, daß die des cK dz^« Fer'-gung, die Laufeigenschaften und
evtl. spätere Abnutzung bedingt io.eranzen bzw. Spiele zwischen Strebe 262 und Gleitschacht
266 und zwischen den Verzahnungen 264 und 267 damit ausgeglichen werden, so daß
ein Spiel, das unter Einwirkung der Fahr babnerschütterungen ein Klappern dieser
Teile hervorrufen könnte, nicht mehr auftreten kann.
Verwirklichen
läßt sich auch eine gewölbte Höhenverstellstrebe, wie sie in Fig. 2/8 dargestellt
ist. Die Strebe 282, die um einen nicht gezeichneten Zahnkörper um die Achse 280
schwenkbar ist, besteht im Beispiel aus Rechteckprofilen 283 mit einer Verbindung
285, die zusammen eine durchlaufende Kammer zur Aufnahme der Verstellelemente bilden.
Diese bestehen aus der an der Strebe angeformten Profilierung oder Zahnung 284,
in die zur Rastung das Gegenprofil 287 eingreift, das über einen federnden Hals
289 mit dem Gleitschacht 286 verbunden ist. Zur Verstellung wird die Gegenverzahnung
287 durch Druck auf die Drucktaste 288, die am unteren Rande aus dem Gleitschacht
286 und damit aus dem Kopfpolster (2) herausragt, in den Hintergrund der Kammer
281 gedrückt und damit aus den Zahnungen 284 gelöst. Nach erfolgter Einstellung
und Loslassen der Taste 288 rastet sie unter dem Druck des Federschaftes 289 verriegelnd
wieder ein.
-
Die sich bei Einsatz einer derartigen gewölbten Strebe ergebenden
Einstellverhältnisse des Kopfpolsters 2 deutet Fig. 2/9 an. Je größer der Benutzer,
desto weiter muß, wie eingehende Untersuchungen gezeigt haben, das-Kopfpolster nach
vorne gestellt werden und es ergibt sich z.B.
-
eine Stellung 291..Eine mittlere Einstellung bietet 292. Die steilste
Stellung 293 kommt vorzugsweise nach diesen Untersuchungen für kleinere Damen mit
entsprechend aufrechter Haltung in Frage, für welche die Höhenverstellung ganz eingeschoben
294 sein kann. Bei dieser Anordnung wird die Winkelbewegung der vorderen Auflagfläche
295 des Kopfpolsters 2 wenigstens z. Teil durch das im Bogen nach hinten erfolgende
Ausziehen 296 bei der Höheneinstellung ausgeglichen. Damit ändert sich aber der
Auflagepunkt des Kopfes an der Kopfstütze nicht so stark und dieser ist einfacher
für eine großflächige gleichmäßige Auflage des Kopfes auszubilden. Nachteilig ist
bei dieser Anordnung, daß der hintere Schutzkragen 297 des Kopfpolsters 2 sehr weit
herausgezogen werden muß, u.U. durch entsprechend voluminöse Ausbildung des Kcpfpolsters,
damit in ganz vorgeschwenkter
und ausgezogener Einstellung 291,
296 des Kopfpolsters 2 die Höhenverstellstrebe 298 in ihrem hinteren Teil noch ausreichend
gegen einen Aufprall von Fondpassagieren geschützt ist.
-
Um den Auflagepunkt des Kopfes am Kopfpolster 2 bei Schwenkung desselben
nach vorn nicht zu weit in Richtung auf die Oberkante von Kopfpolster 2 und Tragkörper
21, d.h. zu im allgemeinen weniger beulfähigen Gebieten des Tragkörpers 21 und in
Bezug auf die Auslenkung der Tragplatte 230 ungünstigeren Kraftkomponenten auswandern
zu zu lassen ist es zweckmäßig, die Schwenkachse (217)anordnung im Kopfpolster 2
so weit wie für ausreichenden Schutz für den Aufprall von hinten möglich innerhalb
des Tragkörpers 21 nach hinten, bei Anordnung der Schwenkachse 131 in oder an der
Lehnenoberkante diese so weit wie möglich nach vorne zu verlegen.
-
Die Rasteinrichtungen sollten vorzugsweise formschlüssig ausgebildet
sein, da reibschltsssige Rasteinrichtungen trotz ihrer guten Energieaufnahme störanfälliger
sind, denn der Reibdruck muß sehr genau eingestellt und bei Abnutzung nachgestellt
werden. Dabei wird die genau definierte Einstellung leicht versäumt, da sie jeweils
exakt eingemessen werden müßte. Beispiele für derartige Rasteinrichtungen geben
die folgenden Zeichnungen: In Fig. 2/1o ist ein Rastkörper 28 mit Innenprofil 2101
dargestellt, in den das Gegenprofil 2102 tragende Klemmbacken 2103 eingreifen, die
durch einen als Achse 2104 dienenden oder auf diese aufgeschobenen Klemmkegel 2105
Spannzangen-artig gespannt werden.
-
Fig. 2/11 zeigt eine ähnliche Anordnung mit im Rastkörper 28 mit Innenprofil
2111 eingreifenden Klemmbacken 2113 mit Gegenprofil 2112, die durch einen oder mehrere
einfache 2116 oder gestufte 2117 Keilschieber 2115 oder z.B. durch Exzenter 2118
gespannt werden.
-
In Fig. 2/12 greifen eine oder mehrere das Innenprofil 2122 tragende
Klemmbacken 2123 von außen am Rastkörper 28 mit seinem Außenprofil 2121 an. Als
Stell- und Klemmelemente sind dabei eine Keilverschraubung 2126 und ein Drehkeil
2127 gezeigt.
-
Bei der ähnlichen Anordnung nach Fig. 2/13 erfolgt das Spannen der
mit Innenprofil 2132 in das Außenprofil 2131 des Rastkörpers 28 eingreifenden Klemmbacken
2133, die dabei gemeinsam 2136 oder getrennt 2137 gelagert sein können, mit der
Kniehebelanordnung 2138.
-
Fig. 2/14 gibt eine einfache Klemmbacke 2143 mit in das Außenprofil
2141 des Rastkörpers 28 eingreifendem Innenprofil 2142 wieder, wobei die Klemmbacke
über ein Verformungselement 2146
nachgiebig gelagert ist und durch den Exzenter 2148 geklemmt wird.
-
Fig. 2/15 zeigt eine andere Möglichkeit, bei der ein in diesem Beispiel
gewölbtes Rastelement 2153 mit Profileingriff 2151 mit 2152 über ein Verformungselement
2156 auf einen auf der Achse 2154 gelagerten Hebelarm 2155 wirkt mit Exzenter -
oder Knebelklemmung 2158.
-
Wie Fig. 216 zeigt, läßt diese Anordnung auch den Einsatz eines Druckzylinders
2163 zui wobei ggf. die Ausziehstrebe 4 selbst als Druckzylinder ausgebildet sein
kann. Der Druckzylinder 2163 kann dabei in bereits beschriebener Weise (Fig. 1/1)
Verstell- und Dämpfungsfunktionen in sich vereinigen.
-
Für das obere am Kopfteil 2 ober- oder unterhalb der Schwenk-Rasteinrichtung
28, 244, 261 liegende Verformungselement sind viele konstruktive Ausbildungen möglich,
von denen einige als Beispiel gezeichnet sind. Da ihre Kraft -Verformungsfunktionen
unterschiedlich sind, müssen diese zum Einsetzen in die Rechnung stets zuvor an
Grundmustern ermittelt werden. Zur besseren Darstellung der Wirkungsweise ist in
den Zeichnungen jeweils ein unverformtes Element über einem beliebig verformten
dargestellt.
-
So sieht man in Fig. 3/1 die Ausziehstrebe 4 in eine Biegeplatte 311
übergehen, die ggf. auf der Zug-beanspruchten Seite Rippen 312 trägt, die gleichzeitig
zur Verbindung und Krafteinleitung in die Rast-Gegenkörper 313,(216, 226, 244),
Gegenkörper -(261) etc. dienen können. Die Verformung erfolgt in Pfeilrichtung 314.
Dabei können z. B. auf der Biegeplatte 311
Kontaktaufn ahmen 315,
316 für eine Schmelzsicherung 317 angebracht sein, die bei Verformung der Biegeplatte
311 ihren Abstand vergrößern, dadurch die Schmelsicherung 317 freigeben und mit
Hilfe des Drucke-s ihrer Kontaktfedern auswerfen. Dabei wird der durch die Sicherung
abgesicherte Stromkreis unterbrochen, wobei es sich auch um die Hauptsicherung für
die Gesamtanlage oder eine Teilanlage des Fahrzeuges handeln kann.
-
In Fig. 3/2 läuft die Höhenverstellstrebe 4 in - in diesem Beispiel
angeformte - Profile 321 aus, die unter dem Druck des Drehmoments 322 verbogen werden
unter Rückwärtsbewegung des oder der bei 323 angebrachten Rastkörper.
-
Fig. 3/3 zeigt ein Torsionsglied aus U- bzw. Z-förmig gebogenem Flachmaterial.
Die beiden senkrechten Teile 331 wirken als Hebelarme.
-
Sie und die Rastkörper verbiegen unter Kraftangriff tordierend die
waagerechten Arme 333, 334, 335 und 336. Bei 338 ist in der Ausziehstrebe 4 ein
Schalter untergebracht, dessen Betätigungshebel bei Verformung des Gliedes durch
den Rastkörper 337 gekippt wird.
-
In Fig. 3/4 erfolgt die Energieaufnahme durch Torsion eines Torsionsstabes
mit z.B. rundem 341 oder eckigem 342 Querschnitt, der über die Hebelarme 343 mit
der Grundplatte 344 für die Rasteinrichtung verbunden ist.
-
In Fig. 3/5 ist eine Anordnung dargestellt, bei der das zu verformende
Werkstoffelement 351 sowohl durch Zug 352 wie durch Druck 353 verformt werden kann.
Bei der Verformung entsteht eine Winkelbewegung der Grundplatte der Rasteinrichtung
354, die auf der einen Seite bei 355 durch einen Ansatz der Strebe 4 gelenkig abgestützt
und auf der gegenüberliegenden Seite mit dem verformbaren Teil 351, der auch z.B.
der Strebe 4 direkt angeformt sein könnte, verbunden ist.
-
In Fig. 3/6 dient die Kraft 361 ztlr Verbiegung der parallelogrammartig
angeordneten Biegeflächen 362, 363, 364. Wenn die vordere Biegeflticl e (2
den
gleichen Biegewiderstand aufweist wie die beiden hinteren 364 und 363, so wird der
Rastenträger 365 ohne eigene Winkelbewegung parallel verschoben. Da der Kraftangriff
jedoch normalerweise als Drehmoment an einem Hebelarm erfolgt, empfiehlt es sich
die hinteren Biegeflächen 363 und 364 stärker und vor allem drucksteif auszulegen.
-
Die Anordnung in Fig. 3/7 gibt zur Verformung bestimmte gekröpfte
Stäbe 371 und 372 wieder, die bei 375 und 376 stirnseitig in die Rastkörper 377
eingeführt sind. Werden die Parallelstäbe untereinander verbunden, so ergibt sich
je nach dem Ort der Verbindung eine andere B ewegungsgeometrie.
-
Fig. 3/8 gibt schließlich zwei zu einem Stück verbundene oder als
solches geformte Rastkörper 381 wieder., die durch verformbare Stäbe 382 bis 385
mit der Verstellstrebe 4 verbunden sind und Fig. 3/9 eine grundsätzlich gleiche
Anordnung, bei der man entsprechende Profilstäbe 391 bis 394 durch Ausklinken des
Endes der Verstellstrebe 4 erhalten hat, die wie der Pfeil 395 zum Verständnis zeigt
mit der Anordnung nach Fig. 3/8 ausgetauscht werden kann.
-
Bei allen vorgenannten Anordnungen der Zeichnungsgruppen 3 kann an
die Stelle der Höhenverstellstrebe 4 auch die Halterung 61, 62 bzw. nur deren Senkrechtstrebe
62 treten.
-
In Fig. 4/i ist ein Profilquerschnitt einer Ausziehstrebe 4 mit Stütznasen
411 gezeichnet - je nach Breite der Strebe können dies eine oder mehrere sein. Die
Lage der Nasen 411 verstärkt die auf Druck beanspruchte Profil-Rückseite 412 und
unterteilt zugleich den Gesamtquerschnitt so, daß die Knickgefahr gemindert wird.
Die auf Zug beanspruchte Vorderseite 413 wird gleichzeitig geschwächt, so daß das
Einsetzen des Fließens des Materials auf dieser Seite 413 erfolgt.
-
Der Profilquerschnitt in Fig. 4/2 eignet sich besonders für stranggepreßtes
Material. Hier ist 421 die vordere Zugsite und 422 die hintere Druck-Seite. Die
Lippen 423 steifen das Profil ab und mindern die Knickgefahr.
Auch
hier kann eine Materialanhäufung 424 an der Druckseite 422 das Fließverhalten bei
Biegebeanspruchung vorteilhaft beeinflussen.
-
Das Profil 4/3 hat den Vorzug stark gerundeter Kanten. Auch e Körperteil
der in ganz ungünstigen Fällen schräg von hinten unten 432 oder der Seite 433 dagegenstößt
wird dann nicht zu stark beansprucht, besonders bei Berücksichtigung dessen2 daß
er von der Abfangnase (22) gebremst wird.
-
Fig. 4/4 zeigt schließlich einen Profilquerschnitt, bei dem verschiedene
Vorteile der vorgenannten Ausführungen kombiniert sind. Der Spalt 445 stellt bei
der spanlosen Herstellung eine Verbindung der Kerne für die Hohlräume mit stabilisierender
Wirkung dar. Er eignet sich ggf. zur Anbringung von Sensor-Kontaktleisten 446.
-
Fig. 4/5 zeigt den Längsschnitt einer Ausziehstrebe, deren Wandstärke
451, 452 in Richtung steigenden Biegemoments 453/454 zunimmt. Sie ist am unteren
Ende 455 zum leichteren Einfädeln in die Führungsbuchse (siehe z.B. Fig. 5/1) zugespitzt
und zeigt dort eine Anschlagnase 455, die beim Einschnappen der Druckleiste (51)
der Führungsbuchse (5) einen spürbaren Widerstand gegen unzulässig weites Herausziehen
bewirkt.
-
Fig. 5/1 stellt eine beispielhafte Führungsbuchse zur Führung einer
Höhenverstellstrebe (4) dar. An einen Flansch all, der beim Einsatz an Rücksitzen
zur Abdeckung des Schlitzes in der Hutablage verlängert 5 sein kann, schließt sich
der Schaft 513 an, dessen Innenquerschnitt dem Profilquerschnitt der Ausziehstrebe
entsprechen soll. Dieser Schaft wird vorzugsweise mit einem geraden Formkern innen
und außen gerade hergestellt und bei der Montage in der Halterung (Fig. 6/1 bis
6/6) durch entsprechence Form der Auflageflächen in die gewünschte 7ewölbte Forni
513 mit dem Krümmungsradius der His}lenverstellstrebe (4) gezwungen, 514 sind Schnappnasen,
die bei der r ntage ..B. in Kentell ó34 der Querverstrebung (61) oder Schlitze (ó64)
der Scnkrechtstrebe (62) einschnappen können da die Buchsenwandung möglichst nachgiebig
ausgelegt werden sollte T-der
Innenquerschnitt der Buchse durch
die Höhenverstellstrebe (4) ausgefüllt, so wäre ein Lösen der Buchse nur noch durch
Abreißen der Schnappnasen 514 möglich.
-
Am unteren Ende trägt die gezeichnete Buchse eine leistenförmigc Nase
515, die durch verstärkte Flächenpressung an dieser Stelle die Höhenverstellstrebe
(4) am ungewollten Herabrutschen hindert und deren Anschlag (456) fängt. Auch eine
Anbringung am oberen Ende der Buchse 5 wäre möglich, wobei dann der Anschlag( 456)
an der Strebe (4) verlegt oder an der Buchse 5 ein zusätzlicher Anschlag vorgesehen
werden müßte.
-
Fig. 5/2 steht in Verbindung mit der Halterung 6 und wird dort behandelt.
-
In Fig. 6/o ist eine Sitzlehne im Schnitt dargestellt, bei welcher
der in diesem Beispiel durch einen Rohrrahmen 12 gehaltene Lehnen-Korpus 607 bis
609 mit seiner Polsterung 11 aus einem geschäumten oder expandierten Kunststoff
besteht und die Halterung 600 für die Kopfstütze und zur Regulierung der Rumpfbeschleunigung
aus einer durchgehenden Platte, an der die Buchse 5 für die Ausziehstrebe einer
Kopfstütze angebracht ist. In der oberen Bildhälfte ist ein Biegeglied 601 an der
auch in sich verformbaren Halterungsplatte 600 angeformt und der Korpus ist zweischalig
ausgebildet, wobei die hintere Schale 608 die Knie der Fondpassagiere beim Stoß
von vorn vor Verletzungen schützt, indem ihre Struktur so eingestellt ist, daß das
Schaumgerüst unter der Wirkung der Aufprallkräfte ener gieaufnehmend irreversibel
zusammenbricht, Dabei ist in diesem Beispiel die hintere Schale 608 mit der Halterungsplatte
600 fest verbunden und bewegt sich bei Auslenkung derselberçmit dieser zurück.
-
In der unteren Bildhälfte ist die Halterung 600 in den Korpus 609
eingeschäumt, Bei Stoßbelastung der Halterung 600 bricht der zwischen ihrer hakenförmigen
Anbiegung 6o4 und dem Lehnenrahmen 12 befindliche "Schaum" 603 zusammen, bis das
Anliegen der Anbiegung 604 am Rahmen 12 eine weitere Rückbewegung der Halterung
600 begrenzt.
-
Fig. 6/1 zeigt eine Gesamtansicht einer anderen Halterung. Die Führungsbuchse
5 sitzt im Kreuzungspunkt von der mit Profilierung 63 versehenen Quer strebe 61
und Senkrechtstrebe 62. Die Querstrebe 61 wird auf der Rückseite durch die als Zugstrebe
wirkende Platte 64, die gleichzetig zur Verstärkung hinter der Senkrechtstrebe 62
herun--führt.
-
auf ihrer ganzen Länge abgesteift. Die Anlageflächen für die Buchse
5 werden auf der Rückseite und seitlich durch die Senkrechtstrebe 62, auf ihrer
Vorderseite durch die mit der Senkrechtstrebe 62 rohrförmig verbundenen Platten
65 und 66 gebildet. 613 zeigt ein Langloch, das bei Ver-2icht auf ein Verformungsglied
und Montage direkt am Lehnenrahmen (13) oder bei einem Verformungsglied ohne Auslenkung
nach oben an dieser Stelle wünschenwert ist. An den Enden 612 der Querstrebe 61
und/oder der Absteifungsplatte 64 sollen Verformungsglieder gemäß der E;rfind lrg
angebracht oder angeformt sein, welche die Verbindung zum Lehnenral1m 12 herstellen.
-
Die Zeichnungen 5/2 und 6/2 bis 6/6 zeigen in ihrer Zuordnung zuein?nder
die einzelnen Teile der Halterung in sog. Explosionsdarstellung.
-
Die Pfeile geben dabei Hinweise auf die Zuordnung und Verbindung der
Teile untereinander. Die in Fig. 5/2 dargestellte Führungsbuchse 5 mit inrern Kragen
521 und dem biegsamen Schaft 523, wird bei der Endmontage durch die Polsterung hindurch
in die Öffnung gesteckt, die vom Innenraum der Senkrechtstrebe 62 (Fig. 6/2) und
der Aussparung 633 der Querstrebe 61 (Fig. 6/3) gebildet wird. Zur Fixierung greifen
dabei Schnappleisten 524 in die Seitenkanten 634 der Aussparung 633 ein. Bei 525
trägt die Buchse 5 eine Druckleiste.
-
Die Senkrechtstrebe 62 in Fig. 6/2, die mit ihrer entsprechend dem
Biegeradius der Einsteckstrebe (4) gewölbten Rückseite 621 der EUChFC 5 eine großflächige
Auflage bietet und diese mit ihren abgekanteten Seiten flächen 622 seitlich abstützt
trägt seitliche Längsflansche 624, 625, d e einerseits ihre Biegesteifigkeit erhöhen,
andererseits aber in ihrem vorbreiterten
oberen Teil die Auflagefläche
zur festen Verbindung mit der Gegendruckplatte 65 (Fig.. 6/5) abgeben, die ihrerseits
die Buchse 5 nach vorne hin großflächig abstützt. In das Hohlprofil der Querstrebe
61 (Fig. 6/3) hineinragende und dort mit deren Vorderwand verbundene Lappen 626
verstärken die Kreuzungsstelle der Halterung.
-
Fig. 6/3 zeigt eine Ansicht der Querstrebe 61 der Halterung mit der
Aussparung 633 zur Aufnahme der Buchse 5. Das Hohlprofil ist durch Rippen 63 verstärkt.
Ausgeklappte Lappen 635 werden mit der Gegendruckplatte 65 (Fig. 6/5) verbunden.
Die angekanteten Fahnen 636 an der Rückseite dienen zur Versteifung und zur Verbindung
mit der zugsteifen Deckplatte 64 (Fig. 6/4), wodurch ein biegesteifes Kastenprofil
entsteht. An den Enden 632 sollen Verformungselemente (7) gemäß der Erfindung angebracht
oder angeformt werden.
-
Die in Fig. 6/4 dargestellte Deckplatte 64 weist in der Mitte eine
Verbreiterung 641 auf, mit der sie der Senkrechtstrebe 62 (Fig. 6/2) verbunden wird.
Ihre Ende 642 können direkt als Verformungselemente (7) ausgebildet sein.
-
Die Deckplatte 65, schließlich, von der Fig. 6/5 eine beispielhafte
Ausführung zeigt, trägt ebenfalls zur festen Verbindung und Aussteifung des Kreuzungspunktes
zwischen Senkrechtstrebe 62 und Querstrebe 61 bei und stützt die Buchse 5 von vorne
ab. Auch sie wird zweckmäßig entsprechend dem Krümmungsradius der Ausziehstrebe
(4) gewölbt.
-
Fig. 6/6 zeigt eine Anordnung zum Einsatz der Senkrechtstrebe 62 ohne
Querstrebe (61) z.B. für den Einsatz bei Rücksitzen. Auch hier wird die du r Buchse
5 durch die Seitenflächen 662 geführt unieder Krümmung der Ausziehstrebe (4) entsprechende
gewölbte Rückfläche 661 abgestützt.
-
Die zum Absetzen des Lappens 666 erforderlichen Schlitze 664 können
zum Einschnappen der Schnappnasen (514, 524) der Buchse 5 dienen. Die Abkantungen
665 dienen zur Verbindung mit den zurückspringenden Teilen 668 der Deckplatte 65,
welche die Buchse 5 nach vorne hin abstützt. Die
Nase 667 der Deckplatte
65 ist entsprechend der Krümmung der Ausziehstrebe (4) vorgewölbt und drückt die
Einsteckbuchse 5 in die gewünschte Biegung. An ihr sind die entsprechend zurückgesetzten
Lappen 666 der Senkrechtstrebe 62 befestigt. Bemißt man die Profilierungen (637)
der Querstrebe (62) entsprechend, daß sie in diese Nase 667 bei umgedrehter Lage
der Deckplatte 65 hineinpassen, dann ergeben sich auch für die Verwendung mit der
Quer strebe (61) für Senkrechtstrebe 62 und Deckplatte 65 die gleichen Teile mit
gleichen Werkzeugen, was zu erheblich rationellerer Herstellung führt.
-
Wird die Anordnung mit einer Kopfstütze verwendet, deren SchWenkachse
in der Oberkante der Sitzlehne liegt, so ist z.B. eine Anordnung nach Fig. 6/7 für
eine Senkrecht strebe 62 oh- Querstrebe (61) möglich, bei der das Ende der Senkrechtstrebe
62 selbst energieaufnehmend verformbar ausgebildet ist. Dabei ist die nur schematisch
gezeichnete Schwenkhalterung 670 der Kopfstütze (2) mit dem nach vorn geklappten
oberen Ende 671 der Rückseite der Strebe 62 verbunden, welches mit den oberen Enden
der Seiten 672 ein Kastenprofil bildet, das oberseits an der Schwenkhalterung 670
angebracht ist und sich unter Verformung durch Verbiegen des Profiles unter Last
nach oben in Pfeilrichtung 674 bewegen kann. Am unteren Ende der Schwenkhalterung
670 sind die seitlichen Fahnen 673 der Strebe 62 befestigt, deren Biegungen 675
unter Zug gestreckt werden. Die obere Zeichnung der Fig. 6/7 zeigt dabei den unverformten
Zustand, die untere eine beliebige Verformungsstufe.
-
Dies ist ebenso in Fig. 6/8 für eine Halterung dargestellt, die aus
Senkrechtstrebe 62 und Quer strebe 61, 64 entsprechend dem schon beschriebenen Beispiel
besteht. Hier verformt sich unter Kraftangriff das Profilteil 63 der Querstrebe
61, 64 an dem die Rasteinrichtung 680 angebracht ist, und verwindet gleichzeitig
die Befestigungslappen 686 der Senkrechtstrebe 62, so daß eine Auslenkung in Pfeilrichtung
684 stattfindet.
-
Fig. 6/9 zeigt schließlich einige zweckmäßige Profilierungen des vorderen
vorzugsweise auf Stauchung beanspruchten Profilteils 63 der Querstrebe 61 mit unterschiedlichen
Widerstandsmomenten, wobei die hintere vorzugs -weise auf Zug beanspruchte Deckplatte
64 nur angedeutet ist.
-
In Zeichnungsgruppe 7 ist eine Reihe von Beispielen für Verformungsglieder
dargestellt, die zum einfacheren Vergleich alle mit einer Querstrebe 61 verbunden
wurden. Auch wurden sie der Einfachheit halber sämtlich in Verbindung mit einem
Rohrrahmen 12 gezeichnet. Sie können aber ebenso wie die Ausführungen nach Zeichnungsgruppe
3 antLl den Stellen eingesetzt werden, an denen nach dem Erfindungsgedanken Verformungselemente
vcyzusehen möglich ist. Wie in Gruppe 3 ist wiederum jeweils oben das unverformte
Element dargestellt, unten dasselbe in einem beliebigen Verformunaszustand.
-
Fig. 7/1 zeigt ein einfaches Streckglied 712, dessen Wellung unter
Zug sich verflachend ausgereckt wird. Durch über seine Länge unterschiedliche Breite
oder Materialstärke läßt sich eine beliebige progressive Kennlinie erzielen. Durch
geneigte Anbringung am Rahmen 12 und an der Strebe 61 ergibt sich eine Auslenkung
schräg nach hinten oben, deren Komponenten durch die Pfeile 711 angedeutet werden.
-
In Fig. 7/2 wird eine ähnliche Anordnung angegeben, in der statt des
Wellgliedes 712 ein vorgeschlitztes 724 Materialstück 722 benutzt wird, das sich
unter Zug nach Art von sog. tIStreckmetallt' die Schlitze 724 zu Löchern 725 aufweitend
dehnt. Die Pfeile 721 geben wieder die Komponenten der Auslenkung der Strebe 6E
bei schräger Anbringung an.
-
Fig. 7/3 gibt eine Anordnung wieder, bei der die Strebe 61 über zwei
parallele gebogene Teile mit dem Rahmen 12 verbunden sind, deren in Strebenrichtung
verlaufenden Teilstücke 734, 735, 736, 737 durch die als Hebelarm wirkenden abgewinkelten
Teilstücke 732, 733 tordierend verbogen werden. Es ergibt sich damit eine Auslenkung
der Strebe 61 nach hinten oben in einem annähernden Kreisbogen, der durch den Pfeil
731 bezeichnet
wird, wobei durch die Parallelogrammführung die
Strebe 61 nicht kippt, sondern ihre Stellung im Raum beibehält.
-
In Fig. 7/4 erfolgt die Energieaufnahme über ein Band 742, das durch
die Bügel 743 am Rahmen 12 befestigt ist. Bei Auslenkung in Pfeilrichtung 741 rollt
das Band sich verbiegend um die Rollen 744 ab, wobei die Bewegung durch die Einrollung
745 begrenzt wird. Wird die obere Hälfte des Bandes 742 stärker dimensioniert als
die untere, so ergibt sich eine Auslenkung der Strebe 61: schräg nach oben. Die
Auslenkung kann erst einsetzen, wenn eine an Strebe 61 und Rahmen 12 isoliert befestigte
Reißlasche 746 abreißt und damit den über die Zuleitung 747 laufenden Stromkreis
unterbricht, was zur Auslösung beliebiger gewünschter Funktionen herangezogen werden
kann.
-
Fig. 7/5 zeigt eine Kombination von Streckbiegung und Reibung. Die
Strebe 61 und Rahmen 12 verbindende vor gebogene Lasche 752 verformt sich nach Überwindung
des Reißwiderstandes einer Sollbruchstelle 753 die Vorbiegung streckend und um den
Holm 12 abwickelnd, wobei die Bewegung gleichzeitig noch im Reibspalt 754 gebremst
wird. Wird der Sollbruch-Körper 753 isoliert angebracht, kann er zur Unterbrechung
eines Stromkreises herangezogen werden.
-
Fig. 7/6 gibt ein doppeltes Biegeglied wieder, das Strebe 61 und Rahmen
12 verbindet. Die symmetrische Anordnung der Laschen 762 und 763 täßt sich bei der
Verformung die Strebe 6feilrichtung 761 bewegen bei Beibehaltung deren Lage im Raum.
Eine unsymmetrische Auslegung der Laschen 762 und 763 in Länge und/oder Materialstärke
kann eine ge -wünschte andere Bewegungsrichtung der Strebe 61: erzwingen.
-
Fig. 7/7 beschreibt ein Biegeglied mit Führung durch einen LerX Strebe
61 und Holm 12 verbindende Biegelasche 772 führt die Strebe t:, sich selbst abwickelnd
im durch den Pfeil 771 angedeuteten Bogen nach hinten oben. Damit dabei die Strebe
61 nicht abkippt,wird sie durch den im Gelenk 774 gelagerten Lenker 773 geführt.
-
In Fig. 7/8 ist ein Reckglied gezeigt, für das sich besonders reckfähige
Kunststoffe anbieten. Unter Zug in Pfeilrichtung 781 wird die Mittelrippe 782 des
Reckkörpers sich einschnürend und verfestigend gereckt.
-
Bei Streckung der äußeren Sicherungslappen 783 zu geradem Verlauf
steigt die Kraftweg Kurve steil an und begrenzt die Auslenkung. Führt man den Körper
allseitig geschlossen aus, so bewirkt die Volumenänderung der Hohlräume 784 einen
Druckstoß im Füllmedium, der sich zur Auslösung beliebiger Funktionen ausnützen
läßt.
-
Die Zeichnungsgruppe 8 zeigt ergänzend zu der Anordnung in Fig. 1/1
Beispiele zweckmäßiger Gestaltungen von energieaufnehmenden Sitzverankerungen, Sitzverstellungen
und das Kippen des Sitzes verhindernden bzw.
-
begrenzenden Fangeinrichtungen im Sinne des Erfindungsgedankens.
-
In Fig. 8/1 ist eine Fangeinrichtung gezeigt, die von dem Augenblick
an, in dem die Verstellrastung des Sitzes 15 die Schiebekräfte nicht mehr aushält,
dessen Rückwärtsbewegung durch ein oder mehrere begrenzt dehnbare Bänder oder Seile
781 energieaufnehmend aufhält, die um die Verstellung des Sitzes im Gebrauch nicht
zu behindern, mit Abrollautomatiken 782 versehen sind, die am Sitz 15 selbst oder
am Boden der Fahrgastzelle 18 angebracht sein können.
-
Fig. 8/2 zeigt eine Anordnung mit einer Teleskopführung 821, die über
ein Verformungselement 822 gelenkig mit dem Boden 1 8 der Fahrgastzelle verbunden
ist, Die Rastung der Sitzverstellung erfolgt über Rasthaken 823, die sich bei starkem
Überschreiten der vpm Entwurf her vorgesehenen Grenzkräfte ebenfalls verformen können.
Ein Teil der Teleskopeinrichtung 824 ist gelenkig am Sitzrahmen 17 befestigt und
in ihm verläuft eine Betätigungsstange 825 mit Betätigungshebel 826.
-
Außerhalb der Zeichenebene liegende Hebelarme der Betätigungsstange
825 entriegeln beim Verstellvorgang die Rasthaken 823 gegen den Druck der Federn
827. Eine verformbare Verbindung 828 zwischen dem vorderen Ende der Teleskopfederung
829 und dem Fahrzeugboden 18, wobei auch eine Verformung des Fahrzeugbodens selbst
zur Energieaufnahme herangezogen
werden kann, begrenzt über den
Hebelarm des Teleskopgliedes 824 energieaufnehmend die Kippmöglichkeit des Sitzes.
-
In Fig. 8/3 ist eine neue und im Hinblick auf den Erfindungszweck
vorteilhafte Verstellrastung für die Sitzverschiebung gezeigt, deren Prinzip natürlich
auch andere konstruktive Ausbildungen erlaubt. Im Rahmen 17 des Sitzes 15 sind zweckmäßig
beidseitig Führungsstangen oder - Rohre 831 angeordnet, die zum vorderen Ende des
Sitzes hin in Führungen 832 gelagert sind. Diese Führungen können am Boden der Fahrgastzelle
18, am Tunnel und/oder am äußeren Rahmen (z. B. dem unter der Tür Liegenden Seitenholm)
angebracht sein, entweder unter Zwischenschaltung von Verformungselementen oder
die Verformung der sie tragenden Bauteile selbst ausnutzend, wie dies in der rechten
Schnittzeichnung am Beispiel des Fahrzeugbodens 18 gestrichelt angedeutet ist. An
seinem hinteren Ende kann der Sitz 15 in üblicher Weise gelagert sein, z. B.
-
mit Hilfe des Gleitschuhs 830. Neben den Führungsstangen 831 sind
Betätigungsstangen 835 angeordnet, die zur Betätigung gegensinnig geschwenkt werden
mit beliebiger bekannter Bewegungsübertragung vom Betätigungs hebel 836. Auf diesen
Betätigungsstangen 835 sind Drucklamellen 833 aufgereiht aus einem leichten und
billigen Werkstoff, der sich vorzugsweise unter Druck in geringem Umfang plastisch
verformen sollte. Diese Drucklamellen 833 werden durch Federn 837 im Eingriff gehalten
und sind zwischen Führung 832 oder einem sonstigen fest mit dem Fahrzeug verbundenen
Anschlag und Teilen des Sitzrahmens 17 und/oder daran angebrachten Anschlägen druckaufnehmend
dazwischengeschaltet. Der Vorgang bei der Sitzverstellung ist folgender: Zum Verstellen
des Sitzes werden durch Schwenken des Betätigungshebels 836 und damit der Betätigungsstangen
835 in Pfeilrichtung 838 über z. B.
-
Mitnehmer 834 die Lamellen 833 nach oben geschwenkt und sämtlich außer
Eingriff gebracht. Nachdem jetzt der Sitz 15 in die gewünschte Stellung gebracht
ist legen sich nach loslassen des Betätigungshebels 836 die über den Lücken zwischen
den Anschlägen - im Beispiel der Führung 832 und
den Teilen des
Sitzrahmens 17', - befindlichen Lamellen 833 unter der Kraft der Federn 837 in diese
Lücken diese Zwischenräume ausfüllend und fixieren damit die gewählte Einstellung.
Der Verschiebungsdruck beim Unfallstoß aus beiden Richtungen wirkt sich dann nach
Überwinden des Konstruktionsspiels als Flächenpressung auf die Lamellen 833 aus.
-
Die Lamellen 839, die keine Lücke zum Eingriff vorfinden, bleiben
über den Anschlägen - hier der Führung 832 - von diesen gegen den Federdruck 837
zurückgehalten liegen.
-
Die Fig. 8/4 weist auf die Möglichkeit hin, für die Dämpfung der Sitzverschiebung
auf die Verschiebeachsen 841 aufgeschoben und zwischen Anschlägen 842 - in diesem
Falle ein Führungskörper - und 844 zwischengecl?altete an sich bekannte Teleskopgitterrohre,
Teleskopwellrohre usw.
-
einzusetzen.
-
Fig. 8/5 zeigt am Sitz 15 angebrachte Fanghaken 851 zum Verhindern
des Kippens des Sitzes, die auch über Verformungselemente am Sitz befestigt sein
können und die von Führungsschienen oder - Profilen 852 gehalten sind, die ebenfalls
ggf. mit Verformungselementen 853 an der Karosserie oder am Fahrzeugboden befestigt
sind.
-
In Fig. 8/6 sind Möglichkeiten von Fangeinrichtungen mit in Führung
schienen oder - Schlitzen laufenden Gleitstei nen oder Gleitrollen angedeutet.
-
In seitlichen an der Karosserie befestigten Führungsschienen 861 laufen
Gleitrollen oder Gleitsteine 862, deren Achse(n) 863 über Verformungselemente 864
mit dem Rahmen des Sitzes verbunden sind. 865 ist eine Bodenschiene, in der die
am Sitz befestigten Gleitrollen oder Gleitsteine 866 geführt werden.
-
Weitere Möglichkeiten dieser Art sind in Fig. 8/7 angedeutet. Hier
gleiten am Sitz 15 befestigte Profile oder Profilstücke 871 in am Fahrzeug befestigten
Gegenprofilen 872. Auf einer Haltestange 873 gleitet eine Gleit-und Führungsbuchse
oder - Schelle 874. In allen Fällen ist auf eine für die jeweils vorliegenden Verhältnisse
günstig bemessene Verformllngsmöglichkeit zu achten.
-
In Fig. 8/8 sind weitere Lösungsmöglichkeiten für eine Sitzverstellung
gezeichnet. In Führungshülsen 880, die an der Karrosserie befestigt sind, gleiten
Führungsstäbe 881 die untereinander und mit dem über der Zeichenebene liegenden
nicht gezeichneten Sitzrahmen oder der Sitzschale bzw.
-
dem Sitzkorpus verbunden sind. In der linken Bildhälfte sieht man
eine Lamellenrasteinrichtung, bei der im Gegensatz zu der in Fig. 8/3 gezeigten
von den Lamellen 882 die Lücke zwischen Anschlägen an der Karosserie, in diesem
Beispiel den Führungshülsen 880, ausgefüllt wird. Die nicht in die Lücke eingreifenden
aufl den Führungshülsen 880 aufliegenden Lamellen 883 übertragen den Druck von den
Endlamellen 882 auf am Sitz angebrachte in der Zeichnung gestrichelt angedeutete
Anschläge 884. In der rechten oberen Bildhälfte ist eine Raster einrichtung dargestellt,
bei der sich das Rastelement selbst energieaufnehmend verformen kann. In eine an
der Karosserie befestigten Leiste 885 mit Formaussparungen 886 die zum Austrittsende
des Rastelements 887 hin eingezogen sind1 um ein Herausreißen desselben zuverlässig
zu verhindern. sind von der Stirnseite der Formaussparungen her ein oder mehrere
geschlitzte Rastkörper 887 mit ihrer einen Hälfte so eingeschoben, daß die durch
den Schlitz davon getrennte andere Hälfte in eine entsprechende Leiste 888 mit gleichartigen
Formaussparungen eingreift, die am Sitz befestigt ist undier Zeichnung nur der besseren
Übersichtlichkeit halber unterhalb der Karosserieleiste 885 dargestellt ist. Da
sie sich zusammen mit Sitz und Rastkörper bewegt, kann sie kurz sein, mit nur soviel
Aussparungen, wie Rastkörper vorhanden sind.
-
Für den oder die Rastkörper selbst genügt eine relativ lose Führung
damit sie der Verformung nachgeben können und geringe Verstellkräfte, so daß z.
B. auch ein Antrieb durch Bowdenzüge möglich ist. Zur Verstellung wird der Rastkörper
887 in der Sitzleiste 888 verbleibend ganz aus der Karosserieleiste 885 herausgeschoben.
Auch die umgekehrte Anordnung ist möglich, bei der dann die Rastkörper 887 nicht
mit dem Sitz mitbewegt werdelms Bei Belastung durch den Unfallstoß, gleich ob überwiegend
frontal oder heckseitig wirkend werden die beiden Hälften der Rastkörper so wie
in der Detailzeichnung für 887 gestrichelt angedeutet gegeneinander verbogen, wobei
der Formschluß der vorderen Nase 889 ein Herausreißen aus den Rastkörpern 885 und
888 verhindert. Daß dieRastkörper 887 anschließend
nicht mehr ausrastbar
sind ist ein Indikator dafür, daß ihre Energieaufnahmefähigkeit verbraucht ist und
sie ausgewechselt werden müssen, was aber bei diesen kleinen billigen Teilen nach
Abschrauben einer der Rastleisten mit geringsten Kosten möglich ist.
-
In Fig. 8/9 ist schließlich ein Sitzkorpus 15 aus einem expandierten
oder geschäumten chemischen Werkstoff gezeigt. Er ist auf Führungsstäben 890 verschiebbar,
die an der Karosserie befestigt sind und ggf. durch zusätzliche Verformungsglieder
891 zur Aufnahme der Kippkräfte abgesteift werden können. Die Verstellrastung liegt
im am Sitz befestigten Gehäuse 892-und wird durch den Griff 893 betätigt. Das Gegenstück
zur Verstellrastung ist im Gehäuse oder der Abdeckung 893 an der Karosserie befestigt.
Aus Fertigkeitsgründen ist es zweckmäßig, diese Teile beiderseits am unteren Türholm
und am Tunnel als steifstenBauteilender Bodengruppe vorzusehen. Die Raster einrichtung
892 liegt mit ihren Endflächen 894 an den Teilen des Körpers 15 an, die durch Schlitze
895 gegen diesen abgesetzt werden können. Beim Stoß werden dann die mit 896 bezeichneten
Partien zusammengepreßt und nehmen einen Teil der Stoßenergie durch Zusammenbrechen
ihres Strukturgerüstes auf.
-
Die in Fig. 8/8 und 8/9 gezeigten Anordnungen sind auch deshalb vorteihaft,
weil die gesamte Bodenfläche von Sitzverankerungen freibleibt und keine Schmutzwinkel
mit ihrer bekannten Rostgefahr entstehen.