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Sicherheitseinrichtung für Fahrgäste an Bord eines Fahrzeuges Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Fahrgäste an Bord eines Fahrzeuges,
bestehend aus einem Schutzpolster mit energieverzehrendem Kern aus einem einzigen
im wesentlichen horizontal angeordneten rohrförmigen, aus plastisch veriormbarem
Material, wie Metall hergestellten Hohlkörper , dessen lichte Nieite in der Horizontalen
wesentlich größer ist als in der Vertikalen und der oben und unten derart vorgeformt
ist, daß sich während des Energieabbaus die Höhe der Auflagefläche des Schutzpolsters
durch den Fahrgast um mehr als die Entfernung des Scheitelpunktes des rohrförmigen
Körpers von der dem Fahrgast am nächsten liegenden Rohrwandung zu vergrößern in
der Lage ist nach DTP ........ ( DT-Anmeldung P 20 54 031.2).
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Gegenüber dem Stand der Technik hatte die oben bezeichnete Einrichtung
hauptsächlich die Vorteile, daß sie während des Aus- und Einsteigens den Fahrgast
nicht behinderte, dem
Fahrgast lfährend æ.ilaes Aufenthales in dem
Fahrzeug große Bewegungsfreiheit ließ und die Sicht nicht eiiischränkte, gleSchzeitig.ater
die bei einem Aufprall auftretenden Kräfte auf eine große Fläche des Körpers des
Fahrgastes verteilte, obwohl sie im Ausgangs Zustand relativ kleine Abmessungen
besitzt.
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Die Erfindung bezweckt nun, hunter Beibehaltung der genanriten Vorteile
dieser Sicherheitseinrichtung die bei einem Aufprall zum Auffangen des Körpers des
Fahrgastes erforderliche Fläche noch weiter zu vergrößern und dabei vor allem mit
Sicherheit und rechtzeitig den Kopf des Fahrgastes zu schützen und den sogenannten
Untertaucheffekt zu verhindern. Außerdem soll eine Schutzwirkung auch bei leichteren
Zusammenstößen, bei denen der oben geschilderte rohrförmige Verformkörper noch keine
Schutzwirkung bietet, ein ausreichender Kräfteverzehr und damit ausreichende Schutzwirkung
erzielt werden.
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Diese Aufgaben werden durch die Erfindung dadurch gelöst,daß zur zusätzlichen
und gegebenenfalls gleichzeitig mit der Vergrößerung der Auflagefläche des Schutzpolsters
durch Verformung des rohrförmigen Körpers stattfindenden Vergrößerung dieser Auflagefläche
weitere Teile der Außenpolsterung des rohrförmigen Körpers eingerichtet sind.
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Dabei ist es zweckmäßig gleichzeitig, ggf. aber auch unabhängig von
dem oben genannten Merkmal, in Richtung des Fahrgastsitzes vor dem rohrförmigen
Körper ein oder mehrere kleinere, Vorverformstufen bildende rohrförmige Körper anzuordnen,
die leichter verformbar sind, als der rohrförmige Hauptkörper und vorzugsweise innerhalb
des Schutzpolsters angeordnet sind. Die leichtere Verformbarkeit dieser die Vorverformstufen
bildenden rohrförmigen Körper kann durch
dünnere Wandstärken, stärker
geschwächte Verformungslinien besondere Formgebung oder dergleichen erzielt werden.
Aus dieser Anordnung solcher leichter verformbarer Körper ergibt sich ein stufenweiser
Kräfteabbau, der auch bei leichteren Zusammenstößen Schutz gewährt und bei schweren
Zusammenstößen die Aufprallwirkung erheblich mildert.
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Wird dem rohrförmigen Hauptkörper nur eine Vorverformstufe vorgeordnet,
dann ist es zweckmäßig, dem die Vorverformstufe bildenden rohrförmigen Körper einen
Querschnitt zu geben, dessen lichte Weite in der Horizontalen wesentlich kleiner
ist als in der Vertikalen. Werden mehrere Vorverformstufen angeordnet, dann ist
es vorteilhaft, daß die rohrförmigen Körper in Richtung der Hauptverformstufe in
der Größe ihrer Querschnittsfläche zunehmen und ihrer Verformbarkeit abnehmen.
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Die zur zusätzlichen Vergrößerung der Auflagefläche der Einrichtung
eingerichteten Außenpolsterteile werden zwweckmäßig auf Blechen befestigt, die so
angeordnet sind, daß sie im Zusammenwirken mit dem rohrförmigen Körper, an dem sie
befestigt und/oder abgestützt sind, beim Aufprall des Fahrgastes auf die Auflagefläche
zum Aufklappen in Richtung zur Vertikalen gezwungen werden, wobei die Außenpolsterteile
in der Nähe der Enden der Bleche Reißlinien besitzen. Das Hochklappen derdie Außenpolsterung
tragenden Bleche kann zweckmäßig zum Beispiel dadurch erzwungen werden, daß diese
Bleche an den Stellen, zum Beispiel bei den Knickrillen des rohrförmigen Hauptkörpers,
an denen sie sich von dem Rohrkörper bzw. dem die erste Vorverformstufe bildenden
Körper abheben, starr mit diesem verbunden sind.
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In einer anderen Ausführungsform liegen die Blech, die die zur zusätzlichen
Vergrößerung der Auflagefläche eingerichteten Außenpolsterteile tragen, mindestens
zum Teil an dem im Querschnitt sich in Richtung der Auflagefläche keilartig verjüngenden
Teil des rohrförmigen Körpers bewegbar an und bilden, über den rohrfrmigen Körper
hinausführend, einen im Querschnitt keilartigen, rohrförmigen, eine Vorverformstufe
darstellenden Körper, vor dem gegebenfalls noch ein Schutzschild angebracht ist.
Diese Ausführungsform der Erfindung ist deshalb besonders vorteilhaft, wcil sich
beim Aufpr auf den die Hauptverformstufe bildenden Körper zunächst der die Vorverformstufe
bildende Körper aufschiebt, so daß der die Hauptverformstufe bildende Körper keilartig
in den die Vorverformstufe bildenden Körper eindringt und dadurch ein progressiver
Kräfteabbau stattfindet.
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Der Aufbau und die Abmessungen der Sicherheitseinrichtung nach der
Erfindung könnten so eingericii-tct werden, daß rechtzeitig und mit sicherheit die
beim Zusammenstoß gefährdeten Körperteile des Fahrgastes geschützt sind. Dies trifft
insbesondere auch für den Kopf des Fahrgestes zu. Außerdem wird der Fahrgast noch
von den Auswirkungen des sogenannten Untertaucheffekt;es bewahrt. Da der Schwerpunkt
des Körpers etwa in der Magengegend liegt, besteht beim Zusammenstoß die Neigung
des Körpers, vom Sitz herunter und nach unten zu rutschen. Wenn dies nicht durch
die S 1 cherheitseinrichtung nach der Erfindung verhindert würde, käme, diese Einrichtung
in manchen Fällen nicht zur Auswirkung, da der Körper des Fahrgastes daran vorbeirutschen
würde. Der nach unten aufklappende Teil der Sicherheitseinrichtung ist deshalb so
bemessen, daß er die Oberschenkel des Fahrgastes auf den a1tZ drückt und so ein
Abrutschen des Körpers verhindert. Zu
diesem Zweck ist es vorteilhaft,
das diesen Teil des Polsters tragende Blech so weit nach innen einzurcllen, daß
es beim Auftreffen auf die Oberschenkel des Fahrgastes diese zwar auf den Sitz drückt
aber sie nicht verletzt, weil bei entsprechender Krafteinwirkung das Blech weiter
eingerollt wird und die Kräfte, die eine Verletzung hervorrufen könnten, aufzehrt.
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Der Zweck der Erfindung, bei erhöhter Schutzwirkung die 3ewegungsfreiheit
des Fahrgastes nicht oder nur sehr wenig zu behindern, wird durch eine besondere
Befestigungsart der Einrichtung an dem Fahrzeug wesentlich gefördert. Das Wesen
dieser 3efestigung besteht darin, daß die Einrichtung vom Fahrgastsitz aus gesehen
rechts an einem fest an der Fahrzeugtür oder einem andern geeigneten Fahrzeugteil
angeordneten, in den Wagenraum ragendes Tragteil mittels Kugelpfannengelenk, und
links über eine mit der Einrichtung mit-tels Scharnier verbundene Tragschiene am
Armaturenbrett oder an einen in der Nähe desselben fest angeordneten Fahrzeugteil
ebenfalls mittels Kugelpfannengelenk angelenkt ist, sodaß sie im Bogen nach oben
und seitlich bis zur Anlage der in Gebrauchsstellung dem Fahrgastsitz zugewandten
Auflagefläche an die Fahrzeugtür geschwect werden kann.
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Die Erfindung ist durch die Abbildungen beispielsweise und schematisch
dargestellt.
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Abbildung 1 ist ein Querschnitt durch die Sicherheitseinrichtung nach
der Erfindung.
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Abbildung 2 ist ein Querschnitt durch die Sicherheitseinrichtung nach
der Erfindung nach vollständigem Verbrauch.
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Abbildung 3 ist eine perspektivische Seitenansicht der zum Teil aufgebrochenen
SicherheitCeinrichtung nach der Erfindung mit zwei VorverformstuSen.
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Abbildung 4 ist ein Querschnitt durch die Sicherheitseinrichtung
nach
Abbildung 3.
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Abbildung 5 ist der Abbildung 4 entsprechende Querschnitt nach Verbrauch
der ersten Vorverformstufe.
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Abbildung 6 ist ein den Abbildungen 4 und 5 entsprechender Querschnitt
der Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung nach Verbrauch der ersten und zweiten
Vorverformstufe.
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Abbildung 7 ist ein den Abbildungen 4,5 und Ó entsprechender Querschnitt
durch die Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung nach vollständigem Verbrauch.
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Abbildung 8 ist ein Querschnitt durch die Sicherheitseinrichtung nach
der Erfindung mit nur einer Vorverformstufe.
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Abbildung 9 ist ein Querschnitt durch die Sicherheitseinrichtung nach
der Erfindung entsprechend Abbildung 8 nach vollständigem Verbrauch.
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Abbildung 10 ist ein Querschnitt durch die Sicherheitseinrichtung
nach der Erfindung mit progressivem Kräfteabbau.
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Abbildung 11 ist ein Querschnitt durch die Sicherheitseinrichtung
nach Abbildung 10 nach Verbrauch der Vorverformstufe.
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Abbildung 12 ist ein Querschnitt durch die Sicherheitseinrichtung
nach Abbildungen 10 und 11 nach vollständigem Verbrauch.
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Abbildung 13 ist eine perspektivische Darstellung der Sicherheitseinrichtung
nach der Erfindung und einer Form ihrer Befestigung am Fahrzeug.
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Abbildung 14 ist eine Draufsicht auf die Sicherheitseinrichtung nach
Abbildung 13.
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Abbildung 15 ist eine Draufsicht auf die Sicherheitseinrichtung nach
Abbildung 14 nach Abschwenken zur Anlage an die Fahrzeugtür und bei geöffneter Fahrzeugtür.
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In den Abbildungen ist t ein energieverzehrender Kern der Sichereheitseinrichtung,
der aus einem rohrförmigen Körper besteht, dessen lichte Weite in &er IJnrizonL-alen
wesentlich
größer ist, als in der Vertikalen und der hierdurch und
gegebenenfalls durch weitere Merkmale so vorgeformt ist, daß er beim Aufprall eines
Fahrgastes, zum Beispicl anläßlich eines Zusammenstoßes des Fahrzeuges, unter Energieabbau
und Bildung eincr vergrößerten Auflagefläche für den Fahrgast in vorherbestimmter
Weise verformt wird. In den Abbildungen ist dieser Kern 1 im Querschnitt 6-eckig
gezeigt.
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Dies ist zwar eine sehr vorteilhafte Form, es gibt jedoch auch noch
eine ganze Reihe anderer Formen, die den durch die Erfindung angestrebten technischen
Effekt ergeben.
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Auf besondere räumliche Verhältnisse und/oder zu erwartende kräftemäßige
Belastung kann der energieverzehrende Kern abgestimmt werden, indem man ihm eine
andere Form g.ibt. Zu diesen anderen Formen könnnen diejenigen eines Rhombus oder
einer Ellipse gezählt werden. ei vieleckigem Querschnitt können außerdem für den
genannten Zweck eine oder mehrere Seiten des Vielecl;s unterschiedlich lang gestaltet
werden. Dies ist vor allen Dingen in solchen Fällen Zweck mäßig, in denen man es
für vorteilhaft hält, die Auflagefläche für den Körper des Fahrgastes, die* den
Abbildungen mit 15 bezeichnet ist, nicht vertikal, sondern geneigt anzuordnen. *
in Die Größe der Kräfte, die verzehrt werden sollen, kann man durch entsprechende
spanlose oder spanabhebende Verformung des Kerns 1 vorher weiter bestimmen. Dies
kann zum Beispiel zweckmäßig mittels Knickrillen 2 geschehen.
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Der Kern 1 ist mit einem ihn umgebenden Polster 6 versehen.
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Dieses Polster 6 ist nach der Erfindung zweckmäßig so gestaltet, daß
sich Teile 34 und 20 davon von dem Kern abheben und in geeigneter Weise mit Reißlinien
23 versehen sind. Die Polsterteile 34 und 20 sind vorteilhaft an den Außenseiten
der Rohrwandungsteile 16 des Kerns 1 angeordnet, die sich an einer der Auflagefläche
15 gegenüberliegenden
Kernseite befinden. Die Polsterteile 34 und
20 sind auf Blechen 21 bzw. 22 befestigt, die ihrerseits nahe bei den Knickrillen
2 an dem Kern 1 starr befestigt sind. In der Nähe der freien Enden der Bleche 21
und 22 befinden sich die Reißlinien 23. An den der Auflagefläche 15 zugewandten
Seite befindet sich zweckmäßig ein an dem Kern 1 befestiges Schutzschild 4. Dies
ist besonders dann zweckmäßig, wenn der Korn 1 in Richtung der Auflagefläche 15
spitz zuläuft, damit ein Durchdringen des Polsters 6 bei der Auflagefläche 15 verhindert
wird. Werden auf die Auflagefläche 15 Kräfte ausgeübt die ein Verformen des Kerns
bewirken, dann reißt das Polster 6 bei den Reißlinien 23 auf und wird zusammen mit
den Kernwandungen 30 und den Blechen 21 und 22 in Richtung der Vertikalen aufgebogen,
wie dies aus Abbildung 2 zu ersehen ist. ES wird hierdurch also eine wesentlche
Verbreiterung der Auflagefläche 15 bzw. des Schutzschildes 4 über das Maß hinaus
erzielt, als es allein durch den Kern 1 erzielbar wäre.
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Ein auf den Kräfteverzehr bei schweren Zusammenstößen eingerichteter
Kern 1 kann zwar nach der Erfindung so gestaltet werden, daß er geeignet ist, schwere
Schäden am Körper des Fahrgastes zll verhindern. Hierbei uiid bei leichteren Zusammenstößen
kann es jedoch bei einem für schwerere Zusammenstöße geeigneten Kern noch zu Prellungen
und dergleichen kommen, die redt unangenehm sind. Zur Verhinderung dieses Nachteils
werden vor dem Kern 1 ähnliche Körper 18 bzw. 19 angeordnet, die leichter verformbar
sind und dadurch zu einem stufenweisen Kräfteverzehr führen. Die leichtere Verformbarkeit
dieser Vorverformstufen ist gemäß Abbildung 8 dadurch erzielt, daß die Vorverformstufe
18 einen Querschnitt besitzt, dessen lichte Weite in der Vertikalen wesentlich größer
ist, als in der Horizontalen.
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Die Vorverformstufen sind zweckmäßig in das Polster eingeschlossen,
das
auch den Kern 1 umhüllt. Die vorverformstufen können selbstverständlich auch bei
Sicherheitseinrichtungen verwendet werden, die keine gesondert abhebbaren Polsterteile
34 und 20 besitzen. Andeseits können die Vorverformstufen dazu dienen, große Teile
des Polsters zusammen mit den diese Polsterteile stützenden Blechen 21 und 22 in
die Vertikale aufzuklappen, bevor es zur Kräfteverzehr in der durch den Kern 1 gebildeten
Hauptverformstufe kommt. Es wird dadurch schon bereits in einer sehr frühen Stufe
bzw. schon bei verhältnismäßig geringfügigem Zusammenstoß ein schnellwirkender schutz
des Körpers des Fahrgastes erzielt.
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Eine solche sehr vorteilhafte Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung
nach der Erfindung ist durch die Abbildungen 3 bis 7 dargestellt. Hier hebt sich
das Schutzpolster zusammen mit dem Blechen 21 und 22 bereits bei der Vorverformstufe
19 von der darauf folgenden Vorver-' formstufe 18 und der Hauptve:tformstufè 1 ab,
so daß sie ganz unabhängig von der Verformung von Vorverformstufe 18 und Hauptverformstufe
1 in die Vertikale aufgebogen werden, sobald es zur Verformung der Vorverformstufe
19 kommt. Wie und in welcher Reihenfolge dabei das Aufklappen der Polsterteile 34
und 20 mit den Blechen 21 und 22 erfolgt und wie sich weiterer Kräfteverzehr unter
Verfestigung des schon anfänglich gebildeten Schutzschildes abspielt, ist in den
Abbildungen 5, 6 und 7 dargestellt. Es ist auch dort gezeigt, wie das Blech 22,
das mit seinem unteren Ende auf die Oberschenkel des Fahrgastes drücken wird, vorgebogen
ist, sodaß es sich nach innen einrollen kann, wenn entsprechend große Kräfte darauf
einwirken, die dadurch Verzehrt ohne zu Schäden bei dem Fahrgast zu führen. Die
verformten Stufen 19 und 18 sowie die Hauptverformstufe 1 bilden in der Reihenfolge
ihrer Verformung zusätzliche Abstützungen für die aufgeklappten Polster 20 und 34.
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Abbildung 10 zeigt eine außerordentlich vorteilhafte Ausführungsform
der Einrichtung nach der Erfindung, die einen echten progressiven Kräfteaufbau bewirkt.
Hierbei ist die Vorverformstufe durch einen rohrförmigen Körper 24 gebildet, der
sich in Richtung der Auflagefläche 15 keilartig verjüngt und der die der Auflagefläche
15 entgegengesetzte Wand 31 mit der Hauptverformstufe 1 gemeinsam hat. Die obere
und untere Wand 32 und 33 der Vorverformstufe 24 liegen an den Außenseiten der Wände
30 des Kerns 1 an und sind mit diesem nicht fest oder doch nur so fest verbunden,
daß sie sich bei relativ geringer Krafteinwirkung von diesen lösen und an diesen
entlanggleiten-können. Sie stellen gleichzeitig die Stützbleche 21 und 22 der Polsterteile
34 und 20 dar, die in diesem Falle bis zur vorderen Wand 35 der Vorverformstufe
24 reichen. Bei Kräfteeinwirkung findet eine Relativbewegung zwischen Vorverformstufe
und Hauptverformstufe statt, die-wie das keilförmige Eindringen des Kerns 1 mit
seinen Wänden 30 zwischen die Wände 32 und 33 der Vorverformstufe 24 wirkt und diese
Wände 32 und 33 mit den darauf liegenden Polsterteilen zur Vertikalen aufklappt.
Einige Stufen dieser Wirkung sind in den Abbildungen 11 und 12 dargestellt.
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In Abbildung 13 ist eine besonders zweckmäßige Art der Befestigung
der Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung gezeigt, die unter anderm den Zweck
der Gestaltung dieser Sicherheitseinrichtung wesentlich fördert, bei großer Sicherheit
für den Fall von Zusammenstößen, im Normalfall dem Fahrgast möglichst große Bewegungsfreiheit
und unter Umständen noch zusätzliche Bequemlichkeit zu schatten. Zu diesem Zweck
ist die Sicherheitseinrichtung vom Fahrgastsitz aus gesehen rechts
an
der Fahrzeugtür T über ein von-dieser Tür in den liagenraum ragendes Winkelstück
25 mittels eines Kugelpfannengelenkes 26 angelenkt. Links wird die Sicherheitseinrichtung
durch eine Trägerschiene 28 in horizontaler Lage so gehalten, daß sie zum Beispiel
als eine Art Tisch vor dem Fahrgastsitz, der nicht zur Erfindung gehört und deshalb
hier nicht gezeigt ist, gehalten wird. Diese Stellung ist in den Abbildungen mit
I bezeichnet. An der Tragschiene 28 ist die Sicherheitseinrichtung mittels eines
Scharniers 27 befestigt.
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Die Trägerschiene 28 ihrerseits ist am Armaturenbrett A mittels eines
Kugelpfannengelenks 29 angelenkt. Zur Stabilisierung der Sicherheitseinrichtung
in der Stellung I können noch breitere an sich bekannte Mittel verwendet werden,
die jedoch immer so gestaltet sein müssen, daß sie die Beweglichkeit der Sicherheitseinrichtung
nicht behindern, wenn diese in die in den Abbildungen mit II bezeichnete Stellung
geschwenkt werden soll. Anstelle des Armaturenbrettes A und der Wagentür T können
auch andere geeignete Fahrzeugteile als Abstützung für die Schiene 28 und das Winkelstück
25 gewählt werden. Besonders bei Personenwagen ist jedoch die Befestigung am Armaturenbrett
und der Wagentür in der geschilderten Weise die beste Ausführungsform. Um die Sicherheitseinrichtung
in die Stellung II zu bringen, braucht sie von dem Fahrgast nur in Richtung des
Pfeiles C diagonal hochgeklappt zu werden. Die Auflagefläche 15 liegt dann an der
Fahrzeugtür T an und die Schiene 28 in der gestrichelt gezeichneten Lage am Armaturenbrett.
Befindet sich die Sicherheitseinrichtung in dieser Stellung, kann ohne jegliche
Behinderung die Wagentür geöffnet werden, wodurch die Sicherheitseinrichtung in
die Stellung III gelangt. Falls erforderlich kann aber zu diesem Zweck auch noch
die Gelenkeinrichtung
29 in einer Schiene gelagert werden, in
der sie sich in Richtung zur Wagentür entlang dem Armaturenbrett bewegen kann.
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Falls der Fahrgast aber eine relativ geringfügige Behinderung beim
Aussteigen in Kauf nehmen kann, braucht die Sicherheitseinrichtung nicht vorher
hochgeklappt zu werden. Die Tür läßt sich nämlich auch ohne weiteres aus Stellung
I öffnen, wobei die Sicherheitseinrichtung etwa in Stellung III bei etwas tieferer
Lage geführt wird.
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PATENTANSPRUCIDE