DE2325868A1

DE2325868A1 - Sicherheitseinrichtung fuer die insassen von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2325868A1
Application number: DE2325868A
Authority: DE
Inventors: Walter Fieni
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1972-05-23
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1973-12-06
Also published as: US3901345A; FR2185981A5

Description

SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO, 64, Avenue de la Grande-Armee, F-75 Paris XVIIeme

Sicherheitseinrichtung für die Insassen von Kraftfahrzeugen,

Die Erfindung betrifft eine Aufprall-Sicherheitseinrichtung an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einem am Fahrzeug angebrachten, auf dieses wirkende Stoßkräfte aufnehmenden Dämpfer und mit die Insassen am Fahrzeugsitz fest» legenden Sicherheitsgurten,

Zur Sicherhung der Insassen von.Kraftfahrzeugen sind Sicherheitsgurte bekannt, die die Insassen am Fahrzeugsitz festhalten und an ihren Enden direkt oder indirekt am Fahrzeug selbst verankert sind· Die Erfindung geht von der bekannten Tatsache aus, daß die bei einem Aufprall oder

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Zusammenstoß erfolgende Deformierung des Fahrzeugs dazu beitragen kann, die kinetische Energie des Insassen zumindest teilweise zu absorbieren und somit die Kräfte, denen der Insasse von den Gurten her ausgesetzt ist, die ihrerseits bei dieser Deformation durch den Insassen stark beansprucht werden, zu mindern. Dieser Beitrag ist um so größer, je stärker die Beanspruchung ist.

Die Erfindung besteht darin, ein Kraftfahrzeug in seinen am stärksten ausgesetzten Bereichen, vornehmlich im Frontbereich mit einem Stoßdämpfer zu versehen, der ein in Abhängigkeit von der Spannung der Sicherheitsgurte veränderliches Dämpfungsverhalten aufweist, derart, daß die Steifigkeit des Dämpfers verringert wird, sobald die Gurtspannung einen vorbestimmten Wert erreicht.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein Fahrzeug -mit einem Aufprall-Stoßdämpfer zu versehen, der bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit, auftretende Stösse absorbiert und damit zur Sicherheit der Insassen beiträgt. Dieser Dämpfer ist gemäß der Erfindung so eingerichtet, daß er zugleich bei einem Unfall unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit im Augenblick des Stosses mit dem zuvor genannten, in Abhängigkeit von der Gurtspannung variablen Dämpfungsverhalten reagiert.

Das erfindungsgemäße Prinzip kann mit verschiedenen herkömmlichen Dämpfertypen, z.B. Sollbruchdämpfern, plastischen Deformationsdämpfern, hydraulischen Drosseldämpfern u.dgl. verwirklicht werden. Gemäß der Erfindung sind mit dem Sicherheitsgurt Einrichtungen verbunden, die das Dämpfungsver-

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halten des Dämpfers in Abhängigkeit von der Gurtspannung ■ändern. So kann eine solche Einrichtung die kinetische Energie des Insassen zumindest teilweise absorbieren und auf diese Weise die Wirksamkeit der Sicherheitseinrichtung erhöhen. Bei einer solchen Einrichtung ist der Dämpfer vorteilhaft erweise ein hydraulischer Stoßdämpfer₀

Gemäß einem anderen Äusführungsbeispiel ist ein mit einem Puffer verbundenes starres Teil bezüglich des Fahrzeugs mechanisch solange verriegelt_s als dia Zugkraft am Gurt unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt_s und wird oberhalb dieses Wertes freigegeben wobei seine Ortsveränderung durch eine deform!erbare Struktur mit vorbestimmtem Deforma tionsverhalten gesteuert wird β

Weitere Einzelheiten und Vorteile, der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sweier bevorzugter Ausführungsformen sowie aaliaad der Zeietamngo Hierbei. zeigen:

'Fig. 1 eine schematised© Ansielst sisi©® Teils einer Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung!

Figo 2 eine Teilansicht aus Fig» i in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine Ansicht eines weiteren Teils der Sicherheitseinrichtung und

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausfuhrungsform der Sicherheitseinrichtung.

In Fig. 1 ist der Zylinder 11 eines Stoßdämpfers erkennbar, der einen Puffer 12 od. dgl. aufweist und auf einem Kolben

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gleitet, der an seiner vorderen Stirnseite unter Wirkung einer Feder 15' steht und am Ende einer Kolbenstange 13 angeordnet ist. Die Kolbenstange 13 ist mit einem Teil des Kraftfahrzeugs verbunden, also praktisch starr angebracht. Die Abdichtung zwischen dem Kolben 15 * zu dessen beiden Seiten sich Hydraulikflüssigkeit befindet,und dem Zylinder 11 geschieht mit Hilfe von Dichtungen 20 (Fig. 2), ebenso ist zwischen der Kolbenstange 13 und dem Zylinder eine Dichtung 10 angeordnet.

Der Kolben 15 weist einen Längskanal l6 mit zwei Kanalabschnitten 17 und l8 auf, von denen der erste in die vordere Kammer 19 des Zylinders, der zweite in die hintere Kammer 21 ausmünden. Die Verbindung zwischen den Abschnitten 17 und 18 des Kanals l6 ist durch einen Schieber 22 steuerbar, der gleitend in einer radialen Ausnehmung 23 des Kolbens 15 angeordnet ist und eine Verjüngung 24t aufweist, deren Kontur der Rotationsfläche einer gekrümmten Erzeugenden entspricht und zusammen mit der Ausnehmung 23 einen ringförmigen Raum 25 bildet.

Der Schieber 22 steht an seiner einen Stirnseite 26 unter Wirkung einer Feder 27» die an einem die Ausnehmung 23 abschließenden Stopfen 28 abgestützt ist. Die gegenüberliegende Stirnseite 29 des Schiebers 22 steht unter Wirkung des in einem Kanal JO der Kolbenstange 13 herrschenden Drucks. Die Kolbenstange 13 greift, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, mit einem Gewinde in den Kolben 15 ein_o

Der Kanal 30 steht über ein Rohr 32 mit der Kammer 33 (Fig. 3) einer hydraulischen Steuereinrichtung ^k in Verbindung, wobei in diese Verbindung ein Einstellventil 35

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eingesetzt ist. Die Steuereinrichtung -Jk weist einen Zylinder 36 mit Kolben 37 auf, der die Kammer 33 begrenzt. Diese Kammer enthält eine Hydraulikflüssigkeit, die der in den Kammern 19» 21 des Stoßdämpfers enthaltenen Flüssigkeit entspricht. Der Boden 43 der Steuervorrichtung 3^ weist ein Auge 3$ zur Verankerung am Fahrzeug auf. Die Kolbenstange .39 des Kolbens 37» die einen Absatz 31 aufweist, durchgreift dicht den anderen Boden 40 der Steuervorrichtung 3^· An dem durchgreifenden Ende der Kolbenstange 39 ist über eine Art Kettenglied ein Strang 4l eines nicht näher dargestellten Sicherheitsgurtes, der im Fahrzeug angeordnet ist, befestigt.

Normalerweise befindet sich der Schieber 22 in der in Fig. 2 dargestellten Lage, d.h_e seine Verjüngung 24 wird mit Bezug auf die Abschnitte 17 und l8 des Kanals l6 nur teilweise wirksam* Der Dämpfer nimmt evtl„ auf das Fahrzeug von vorne wirkende Stösse durch Überströmen der Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer 19 in die Kammer 21 auf dem Weg über den Abschnitt 17 des Kanals 16, den ringförmigen Raum 25 und den Abschnitt 18 auf« Die Dämpfungswirkung ist vergleichbar mit derjenigen eines Stoßdämpfers, wie er ausschließlich zum Schutz gegen schwache Stoßkräfte verwendet wird. Die von ihm erzeugte Dämpfung ist um so größer, je größer der Stoß ist, wie dies· die Eigenart aller mit Überströmen arbeitenden hydraulischen Stoßdämpfer ist.

Erreicht der -auf das Fahrzeug wirkende Stoß einen solchen Wert, daß der Insasse, der von dem an die hydraulische Steuervorrichtung 34 angeschlossenen Gurt gehalten ist, nach vorne geschleudert wird - ein Wert bei dem der her-

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kömtnliche Dämpf.er mit der genannten Charakteristik aufgrund der großen Steifigkeit bei diesem Stoß unwirksam wird - so wird der Kolben 37 der Steuervorrichtung 3^ iⁿ Richtung des Pfeils f_ belastet und komprimiert die in der Kammer 33 vorhandene Flüssigkeit. "Erreicht der Druck in der Kammer 33 einen vorbestimmten Wert_t so öffnet das Einstellventil 351 so daß sich eine Druckerhöhung im Rohr 32 in den Kanal 30 der Kolbenstange 13 des Dämpfers fortpflanzt. Unter Wirkung dieses Drucks wird der Schieber 22 in Richtung des Pfeils f verschoben mit der Folge, daß der gesamte ringförmige Raum 25-jetzt als Überströmquerschnitt zwischen den Kanalabschnitten und l8 zur Verfügung steht. Die Steifigkeit des hydraulischen Dämpfers wird also in der Phase verringert, in der der Insasse bei Absorption der kinetischen Energie durch den Strang der Sicherheitseinrichtung, an die die Steuervorrichtung 3^ angeschlossen ist, mittels des Gurtes festgehalten wird.

Die Tatsache, daß die Deformation des Front bereichs des Fahrzeugs zugleich mit der Vorwärtsbewegung des Insassen erleichtert wird, während die Spannung der Gurte beträchtlich bleibt, verschafft für den Schutz des Insassen gegen die Stoßfolgen günstige Voraussetzungen. Diese Deformation äußert sich nämlich in einer Ortsveränderung des Verankerungspunktes des Gurtes, wo die an den Verankerungspunkten sich entwickelnden Reaktionskräfte unter Aufbringen von Arbeit übertragen werden. Durch den Energieverbrauch werden die Kräfte, denen der Insasse aufgrund des von dem Gurt ausgeübten Drucks ausgesetzt ist, in gleichem Maß vermindert.

Naturgemäß kann die beschriebene Sicherheitseinrichtung auch unter dem Einfluß mehrerer Sicherheitsgurte stehen.

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In Fig. 4 ist eine gegenüber den Figuren 1 bis 3 abgewandelte Ausfübxungsform schematised, dargestellt. In einer dem Fahrzeug angehörenden Längsausnehmung 51 ist ein Teil in Form einer Stange oder eines Zylinders gleitend geführt. Das Teil 50 ist nach vorne zu einem Puffer Verlängert, der im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet ist (rechts der Darstellung in Fig. 4)* Das Teil 50 weist eine Aussparung 52 mit planebenem Grund 43 vmd zylindrischer Fläche 54 auf. Diese zylindrische Fläche stellt die Verlängerung einer Zylinderfläche 55 eines am Fahrzeug vorgesehenen Lochs 56 dar. In diesem Loch 56 ist ein Kolben 57 angeordnet, dessen Boden 58 mit dem plasaebenen Grund 53 der Ausnehmung 52 zusammenwirkt und an dessen gegenüberliegender Stirnseite ein© Kolbenstange 59 angreift. Die Kolbenstange 59 ist an ihres» Ende zu einem Gabelgelenk 60 mit Auge 6l ausgebildet, das einen mit der Oberfläche 62 des Bodens zusammenwirkenden Anschlag darstellt. Das Gabelgelenk dient zum Anschluß des Strangs eines Sicherheitsgurtes. In dem der Kolbenstange 59 angehörenden Bereich 631 der sich normalerweise innerhalb des Lochs 55 befindet, ist eine elastische Muffe 64 fest angeordnet, deren äußerer Durchmesser größer ist als der der Kolbenstange 59 zur Verfugung stehende freie Durchtrittsquerschnitt 65· Hinter der hinteren Stirnseite 66 des Teils 50 ist in der Ausnehmung eine deformierbare Struktur 67j z.B. eine Quetschstruktur mit einer geeigneten Verformungsfunktion angeordnet und in der Zeichnung durch mehrere schalenartige Gebilde 68, die dem Grund 69 der Ausnehmung 51 anliegen, angedeutet. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung ist folgende:

Im Normalzustand stellt das Gabelgelenk 60 den Verankerungspunkt für den Sicherheitsgurt dar, dessen Halterung durch

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Anschlag der Frontfläche 71 der Muffe 64 gegen die innere Schulter 72 des Lochs 56 sichergestellt ist« lai Falle eines Frontalzusammenstosses oder eines Aufpralls übernimmt der Puffer oder Stoßdämpfer, der in Ferlängerung des Teils 50 angeordnet ist, seine übliche Rolle solange, als das Teil 50 durch Anschlag seiner Zylinderfläche 5^ gegen den Kolben 57 unbeweglich gehalten ist, was bei schwachen bis mittleren Stössen der Fall ist.

Im Fall eines starken Stosses, bei dem also der von dem Sicherheitsgurt gehaltene Körper des Insassen mit einer relativ großen Geschwindigkeit vorgeschleudert wird, bei der aufgrund der Größe der auf die Brust des Insassen wirkenden Reaktionskräfte Verletzungen zu befürchten sind, reicht der von dem Gurt auf das Gabelgelenk 60 ausgeübte Druck aus, um die mit der Kolbenstange 59 verbundene Muffe 6k unter elastischer Verformung in den Durchtrittsquerschnitt 65 hineinzuziehen. In diesem Moment kommt der Kolben 571 der das Teil 50 normalerweise verriegelt, mit der Ausnehmung 52 an diesem Teil außer Eingriff, so daß das Teil 50, das einen Teil des Puffers bildet, unter Quetschung der deformierbaren Struktur 67 nach hinten bewegt werden kann. Hiermit vermindert sich die Steifigkeit des Wagens, so daß die Verankerungspunkte des Gurtes oder ähnlicher Sicherheitseinrichtungen im Fahrzeugraum nach vorne wandern können, was die Arbeit der Druckkräfte, die die Stränge bzw. Gurte auf die Brust des Insassen ausüben und im übrigen vorteilhafterweise begrenzt sind, verringert. Auf diese Weise wird die beim Stoß auftretende Energiespitze abgebaut»

Während schwache Stösse, z.B. im Stadtverkehr, ohne Schaden absorbiert werden, werden größere Stoßkräfte ohne Totwege direkt auf das Teil 50 übertragen.

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Claims

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- i. J Aiifprall-Siefee^&eitn einrichtung m Fahrzeugen» imsbesonders Kra£t£atas©«i@©ji_s axt' oineBi hub Fahrzeug äuge-"

bracht em, auf dies ©a t?irk©nd© Stoßkräfte Därapfer und EdLt di© Ims as as ©hl atn. FafarsQUgsita festlegenden SxeheriaeitsgiurtQEiQ <ä&drarch gek-ernisaichnst, daß das Dämpfungs variaalt on- des Dänpf©rs CiI₃ 15.5 50 9 51) Abisängigkait v@m ©isi©r
veränderliefe ist

2β Einrielatwng aacfe Amsprueh I₉

daß das DaEapfHmgsves^ljialtsn d©s Dätsapfesre ClI₉ Il s derart Verauderbay ist₉ dlaß dio s^aaiäeliist-gr©®® Steifigkeit des Däsapfers IbQi sine« starken Äiafprall verringert -snLrd.

3· Vorrislitiiag aaela Anaprtach 1 ©dor 2_ff dadurch gekeumaeichnet, daß das Dasaapfftrags^o^Saalton das Dacapfs^s (ll_f 15) iss- Abhängigkeit ir&n (SaF ©nartspamrauing j?sg©ibar -ist _e

4. Einriclitiin.g 3i©©la ©isaera der Ärasprüelh© 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet _s daß das BämptungBV®rh.alt®n des Dämpfers (ll, 15» 509 5i) &^s GiEiSEiJ Zustand großer Steifigkeit bei Erreichen sines xrosrb©stimmten Woirtes der Qurtspannung in den Zustand geringer Steifigkeit übergeht»

· Einrichtimg naelj ©imeEi der Anspruch© 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpf©r ein hydraulischer StoB«» dämpfer (ll, 15) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Dämpfer (ll₈ 15) ein üblicherweise für

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-schwache Stosse ausgelegter Stoßdämpfer ist, dass®» Dämp fungs ν erhalt ©si jedoch, ausgleich in Abhängigkeit iron der Gurtspaa.nu.ng variabel iste

7® Einrichtung nach Anspruch 6„ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sicherheitsgurt (4l) und seiner ¥er~ ankerung C38) am Fahrzeug eins hydraulische Steuereinrichtung ijh) angeordnet ist₉ deren Brück die Steuer-=· größe für die Steifigkeit des Dämpfers (H₉ 15) bildet,

8« Einrichtung nach Anspruch 7„ dadurch gekennzeichnet, daß der überströmquerschnitt Ci?9 l89 25) des Dämpfer» (il, 15) durch den Flüssigkeitsdruck d©r hydraulischen Steuereinrichtung (3^) steuerbar ist«,

9« Einrichtung nach ©inesa d©r Anspruch© 1 - S, dadmrek gskenna©iehnet _% daß an d&m. Daapfor (H₀ 15) oia Puffer (l3) od. dgl. angeordnet ist_o

10. Einrichtung nach Anspruah I₉ dadurch gekeEuazeicamet, daß ©in an der Stoßdämpfung teilnehmendes Organ (50) g.o lange • unbeweglich gehalten ist, als di© Gmrtspasanung bzw· die an diesem angreifend© Kraft ©inen vorbestimmten Wert nicht überschreitet φ

11· Einrichtung nach Anspruch 1O₉ dadurch gekennzeichnet, daß "das Organ ein den Stoßdämpfer verlängerndes Gleitstück (SO) ist, das mit Bezug auf eine Ferankerungseinrichtung (57 - δΐ) des Gurtes mechanisch verriegelt ist«

12· Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Unbeweglichkeit des Gleitstücks (50) durch ein in eine Ausnehmung (52) desselben eingreifendes, mit einem Verankerungsteil (60, 61) 'oder einem wirkungsgleichen Teil des Sicherheitsgurtes verbundenes Element (57) h©>rgestellt

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ist, das unter Strecken oder Quetschen eines elastischen Materials (67« 68) aus der Ausmefosaumg tier ausbewegbar ist.

13· Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis H₉ dadurch gekennzeichnet, daß mach HeraWbewogen des Elsiaentes (57) die unter dem Stoß erfolgende Ortsveränderung des Organs (50) zum Quetschen einer einen ausgewogenem. Verformungawiderstand aufweisenden, deformierbare» Struktur (6?) führt»

l4o Einrichtung nach einem der Anspruch© 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer ein hydraulischer Stoß« dämpfer ist ₀

15· Einrichtung nach ©inem der Ansprüche 10 bis l4_s dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsgurt Mittel zur Begrenzung seiner Haltekraft aufweist»

l6. Einrichtung nach einsm u@r Aaspriiche 1 - 15 j dadurch gekennzeichnet,, daß die Steifigkeit- des Dämpfers ClI₉ 15?. 50, 51) unter dem Eiaflu® mehrerss* Siclierhsitsgmrte- steht_o

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