DE2407178A1

DE2407178A1 - Sicherheitseinrichtung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2407178A1
Application number: DE19742407178
Authority: DE
Inventors: Guenter Hoffmann; Wilfried Koepke; Ruediger Dipl Ing Weissner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1974-02-15
Filing date: 1974-02-15
Publication date: 1975-09-04
Also published as: US3979139A

Description

VOLEBWA.GEHWEEK Aktiengesellschaft

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Unsere Zeichen: K I638.
1702-Pt-We-Hr

It 3. 2. 74

Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtiing für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem im Bereich der Knie der Fahrzeuginsassen an dem Fahrzeug angebrachten, energieverzehrend nachgiebigen Knierückhalteelement.

TJm die Gefahr von Verletzungen von Fahrzeuginsassen bei beispielsweise durch einen Unfall verursachten, starken Fahrzeugverzögerungen zu verringern, ist es bereits bekannt, als Deformationsglieder ausgebildete Rückhalteelemente in dem Fahrzeug so anzuordnen, daß sie besonders gefährdete Körperteile der Insassen bei einem Unfall zurückhalten. Diese Deforiaationsglieder sind dabei so ausgackältet, daß sie beim Aufprall des betreffenden Körperteils unter definierter Energieaufnahme nachgeben und so das Entstehen von Belastungsspitzen in dem Körperteil verhindern. So sind beispielsweise in einer älteren Patentanmeldung (P 22 48 093.1) deformierbare Rückhalteelemente vorgeschlagen worden, die im Bereich der Knie des Fahrzeuginsassen

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am Fahrζeugrahmen befestigt sind und zur Abstützung des Unterkörpers des Fahrzeuginsassen dienen. Diese Knierückhalteelemente bsstehen dabei im wesentlichen aus quer zur Fahrtrichtung sich erstreckenden .Trägern, die auf der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Seite eine ebene, gegebenenfalls mit Hartschaumstoff gepolsterte Aufprallfläche aufweisen.

In Kombination mit einem ebenfalls schon bekannten, als Schrägschultergurt ausgebildeten Zweipunkt-Gurt zur Rückhaltung des Oberkörpers des Fahrzeuginsassen bilden diese Knierückhalteelemente ein einfaches und bequemes Sicherheitssystem zum vollen Schutz eines Fahrzeuginsassen bei Unfällen. Dieses Sicherheitssystem kann auch besonders einfach als passives System ausgestaltet werden, indem der Schrägschultergurt in an sich bekannter Weise passiv, d. h. selbsttätig die Rückhaltestellung einnehmend, ausgebildet wird, beispielsweise indem ein Befestigungspunkt des Gurtes an der dem Fahrzeugsitz benachbarten Fahrzeugtür befestigt wird und der Gurt mit einer Aufrollvorrichtung und einer zugeordneten, im Rückhaltefall eingreifenden Sperrvorrichtung ausgerüstet wird.

Bei Frontalaufprall-Versuchen von Fahrzeugen mit derartigen Khierückhalteelementen sind nun sehr gute Verzögerungs- bzw. Belastungswerte für den Unterkörper des Fahrzeuginsassen erzielt worden, insbesondere dann, wenn der Fahrzeuginsasse eine gerade Sitzposition mit in Fahrtrichtung ausgerichteten Oberschenkeln einnahm. Weisen dagegen die Oberschenkel des Fahrzeuginsassen im Moment des Unfalles einen Winkel zur Fahrtrichtung auf, sei es nun, daß sie zur Seite geschwenkt oder übereinandergeschlagen werden, so ergeben sich erhebliche Verletzungsrisiken, insbesondere im Bereich der Hüftgelenke. Werden beispielsweise die Oberschenkel zu weit nach innen eingeschlagen, wie dies beim Übereinanderschlagen der Beine automatisch erfolgt, so ergibt sich eine sehr ungünstige Erat'usinleityng vom Oberschenkel in das Becken, die zu Luxationen, Teilbrüehen der Kugelpfanne, Kugelabrissen und dergleichen führen kann. Bei einem Verstellen der Oberschenkel nach'außen kommt es dagegen zu einem zu starken Uach-Vorn-Rutsehen des Unterkörpers, so daß der Ober-

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körper unter dem Schrägschultergurt hindurchrutscht ("SUBIIARINIITG") und von diesem nicht mehr richtig zurückgehalten werden kann.

Die der Erfindung augrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, "bei einer mit einem Knierückhalteelement ausgerüsteten Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug die durch ungünstige Ober'schenkelstellungen verursachte Verletzungsgefahr möglichst zu vermeiden und daß Knierückhalt eelement so auszubilden, daß im Rückhaltefall die Oberschenkel des Fahrzeuginsassen sich in einer für die Krafteinleitung anatomisch günstigen Stellung zu den Hüftgelenken befinden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dä3 das Knierückhalteelement an der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Stirnseite eine solche auf die Stellung der Oberschenkel des Fahrzeuginsassen einwirkende Formgebung aufweist, daß bei einem Rückhaltefall die von dem Knierückhalteelement abgestützten Oberschenkel im wesentlichen in Fahrtrichtung ausgerichtet sind. Die von der Erfindung vorgeschlagene Formgebung an der Stirnseite des Knierückhalteelementes verhindert also, daß die Knie des Fahrzeuginsassen eine für die Krafteinleitung ungünstige Stellung einnehmen; sie zwingt diese vielmehr in eine Richtung, die für die Belastung anatomisch günstig ist und somit eine weitgehend verletzungsfreie Krafteinleitung in die Hüftgelenke gewährleistet.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei dann, wenn bei einem sich im wesentlichen qnex zur Fahrtrichtung erstreckenden, trägerförmigen Knierückhalteelement auf der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Stirnseite muldenförmige Aussparungen zur Aufnahme der Knie des Fahrzeuginsassen vorgesehen sind. Diese muldenförmigen Aussparungen dienen dabei dazu, unter Einhaltung eines gewissen, allerding verhältnismäßig engen Spielraums für die Knie des Fahrzetiginsassen diesen bei einem Rückhaltefall eine definierte, anatomisch günstige Stellung aufzuzwingen. Dazu können die seitlichen Begrenzungswände der muldenförmigen Aussparungen unter einem derartigen Winkel zur Fahrtrichtung verlaufen, daß die Aussparungen sich aua Fahrzeuginsassen hin erweitern. Dies sichert den Knien des

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Fahrzeuginsassen, die im normalen Betriebszustand einen gewissen Abstand zur der Aufprallfläche des Knierückhalteelementes einhalten, einen verhältnismäßig großen Bewegungsspielraum. Im Rückhaltefall dienen dagegen die schrägen Begrenzungswände dazu, die Knie des Fahrzeuginsassen zu führen und in die günstige, gewünschte Stellung auszurichten.

Zweckmäßigerxireise ist für jedes Knie des Fahrzeuginsassen jeweils eine muldenförmige Aussparung vorgesehen. Bei einer anderen Ausführüngsform, die sich durch größere Bewegungsfreiheit für die Knie des Fahrzeuginsassen auszeichnet, ist jeweils eine gemeinsame Aussparung für beide Knie des Fahrzeuginsassen vorgesehen.

Die von der Erfindung vorgesehene Formgebung an der Stirnseite des Knierückhalteelements kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß einzelne, auf das trägerförmige Knierückhalteelement aufgesetzte, vorzugsweise aus Hartschaumstoff be-stehende Polsterkörper vorgesehen sind, zwischen denen die muldenförmigen Aussparungen verbleiben.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß an den Fahrzeugtüren in Höhe der Oberschenkel zu den Aussparungen des Knierückhalt eelements hinweisende Führungskörper für die den Türen benachbarten Oberschenkel des Fahrzeuginsassen vorgesehen sind. Diese Maßnahme sichert eine weitere vorteilhafte Führung der Oberschenkel des Fahrzeuginsassen und verhindert, daß die der Fahrzeugtür zugewandten Beine der Insassen etwa in die zwischen dem Knierückhalteelement und der Tür gebildete Ecke geraten, wo sie eine sehr ungünstige Stellung aufweisen. Daher sollen die Außenkonturen dieser Führungskörper bei geschlossenen Fahrzeugtüren im Verlauf der äußeren Bogrenzungswände der iauldGnforai&ftn Aussparung liegen, d. h. die Führungsflächen der Führungskörper und die seitlichen Begrenzungsflächen der Aussparungen sollen absatzlos ineinander übergehen.

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Weitere Torteile and die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in einem in der Zei chnung gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Barstellungsweise in

Figur 1 eine Prinzipskizze des menschlichen Beckenbereiches zur Erläuterung einer anatomisch günstigen Krafteinleitung von den Oberschenkeln in'das Becken,

Figur 2 einen Ausschnitt aus einem Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeuginsassen, der unter anderem durch ein Knierückhalteelement gemäß der Erfindung gesichert ist und

Figur 5 eine Ansicht von oben auf diesen Fahrzeugausschnitt

mit dem Fahrzeuginsassen und dem Knierückhalteelement gemäß der Erfindung.

In der Figur 1 stellt 1 das in einer Ansicht von vorn gezeigte Becken dar, während mit 2 die in den Hüftgeletikpfannen gelagerten Oberschenkel darstellen. In der Zeichnung sind zwei unterschiedliche Stellungen der Oberschenkel angedeutet, wobei mit ausgezogenen Linien die anatomisch günstige Stellung gezeigt ist, bei der die vom Oberschenkel aufgenommenen Kräfte sehr günstig und gefahrlos in das Backen eingeleitet werden. Bei der mit strichpunktierten Linien angedeuteten Stellung des Oberschenkels verläuft dagegen die vom Oberschenkel übertragene Kraft etwa parallel zur Beckenkontur, so daß die Gefahr besteht, daß der Oberschenkel mit seinem Kugelgelenk aus der -verhältnismäßig flachen Hüftgslenkpfanne herausspringt. Bei dieser ungünstigen Krafteinleitung köruisn auch andere Vex'letzungen wie b.-3ispielsvrei3e Teilbrüche der Pfanne oder Kugelabrisse auftreten.

Bei einem sitzenden Fahrzeuginsassen ergibt sich die mit ausgezogenen Linien, dargestellte günstige Stellung der Oberschenkel dann, wenn die Beine gerade aixsgeri.cat;3t sind, d, h. in einem Fahrzeug im wesent-

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lichen in Fahrtrichtung zeigen. Erfolgt in dieser Stellung ein Aufprall der Knie auf ein Knierückhalteelement, so werden die dabei entstehenden Kräfte, soweit sie zulässige ¥erte nicht überschreiten, weitgehend gefahrlos in das Becken des Fahrzeuginsassen eingeleitet.

Weisen dagegen einer oder beide Oberschenkel die mit strichpunktierten Linien angedeutete Stellung auf, was beispielsweise beim Übereinanderschlagen der Beine der Fall ist, dann können sich bei dem Aufprall der Knie auf das Knierückhalteelement durch die ungünstige Krafteinleitung die oben erwähnten schweren Verletzungen einstellen.

Zur Vermeidung derartiger Verletzungen wird von der Erfindung ein Knierückhalteelement vorgeschlagen, das auf der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Seite eine besondere Formgebung aufweist, die für eine definierte und vom anatomischen Standpunkt aus günstige Oberschenkel-Stellung sorgt* In den Figuren 2 und $ ist ein derartiges Knierück-

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halteelement als Teil/'der Zurückhaltung des Insassen eines Kraftfahrzeuges dienenden Sicherheitseinrichtung in einer Seiten- und einer Draufsicht gezeigt. Dabei ist mit 3 das Dach des Fahrzeuges, mit 4 die Frontscheibe und mit 5 ©in Teil des Armaturenbrettes bezeichnet. 6 stellt eine neben einem Fahrzeugsitz "J liegende Fahrzeugtür dar, während 8 einen auf dem Fahrzeugsitz 7 sitzenden Fahrzeuginsassen bezeichnet. Zur Sicherung des Fahrzeuginsassen ist ein als Schrägschultergurt ausgeführter Zweipunktgurt 9 vorgesehen, der den Oberkörper des Fahrzeuginsassen bei einem Unfall zurückhält, während der Unterkörper des Fahrzeuginsassen von einem unterhalb des Armaturenbrettes 5 angeordneten, energieverzehrend nachgiebigen Knierückhalteelement 10 abgestützt wird. Der Schrägschultergurt 9 ist bei dem hier gezeigten Beispiel mit einer automatisch arbeitenden Aufwickelvorrichtung und einer dieser zugeordneten, bei einem Unfall eingreifenden bGkannten Gurt sperrvorrichtung ausgerüstet und mit soiruia in der liahe der Schulter des Fahrzeuginsassen liegenden Befestigungspunkt 12 an der dem Fahrzeugsitz 7 benachbarten Fahrzeugtür 6 befestigt. Auf diese Weise ergibt sich ein einfaches,'passives Sicherheitssystem zur Rückhaltung des Fahrzeuginsassen, also ein System, das ohne Zutun des Fahrzeuginsassen selbsttätig mit dem Schließen der Fahrzeugtür seine

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Rückhaltestellung einnimmt und "bein Öffnen der Fahrzeugtür einen freien Zugang zu dem Fahrzeugsitz ermöglicht. Mit 13 ist ein/aem Gurt eingeschaltetes, sogenanntes ITotschloß "bezeichnet, das lediglich dann den Gurt lösen soll, wenn beispielsweise die Aufwickelvorrichtung blockiert ist oder nach, einem Unfall die Fahrzeugtür nicht mehr geöffnet werden kann. Wie näher aus der Figur 3 hervorgeht, weist das unterhalb des Armaturenbrettes 5 fest an dem Fahrzeug angebrachte Knierückhalteelement 10 an der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Stirnseite muldenförmige Aussparungen 14 zur Aufnahme der Knie des Fahrzeuginsassen 8 auf. Biese muldenförmigen Aussparungen 14 weisen schrägjrer lauf ende Begrenzungswände 15 auf, so daß sich die Aussparungen 15 zum Fahrzeuginsassen hin erweitern. Die schrägen Be-. grenzungswände dienen dabei dazu, die Knie des Fahrzeuginsassen 8, die im Hbrmalfall einen gewissen Abstand zu der Aufprallfläche des Knierückhalteelements 10 einhalten, im Rückhaltefall so zu führen, daß die Oberschenkel in der Endstellung im wesentlichen in Fahrtrichtung ausgerichtet sind und somit die in der Figur 1 mit ausgezogenen Linien gezeigte, für die Krafteinleitung günstige Stellung einnehmen. Darüber hinaus gewährleistet die Erweiterung der Aussparungen 14 in der Normalstellung der Knie diesen einen verhältnismäßig großen Bewegungsspielraum.

In der Zeichnung ist nun eine Ausführung des Knierückhalteelementes 10 gezeigt, bei dem für jede Knie des Fahrzeuginsassen 8 eine gesonderte muldenförmige Aussparung,14 vorgesehen ist. Die beiden Aussparungen für die Beine eines jeden Fahrzeuginsassen sind also durch eine höckerförmige Trennwand 16 getrennt, die ein tjbereinanderschlagen der Beine in jedem Fall verhindert. Es wäre jedoch auch denkbar, diese höckerförmige Trennwand 16 wegzulassen und dann eine für beide Beine des Fahrzeuginsassen gemeinsame Aussparung I4 an dem Knierückhalteelemeixt vorzusehen. Dies würde eine etwas größere Bewegungsfreiheit für die Beine der Fahrseu&ijisassen ergeben.

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Eine weitere Verbesserung für die Führung der Beine der Fahrzeuginsassen wird durch einen in den Figuren 2 und 3 mit 17 "bezeichneten Führungskörper erreicht, der an der Fahrzeugtür 6 in Höhe der Oberschenkel des Fahrzeuginsassen angebracht ist und dessen in den Fahrzeuginnenraum weisende Kontur so ausgebildet ist, daß sie im Verlauf der äußersten Begrenzungswand 15 der muldenförmigen Aussparung 14 liegt. Dies bedeutet, daß der Führungskörper 17 in jedem Fall dafür sorgt, daß dercter Fahrzeugtür 6 zugewandte Oberschenkel des Fahrzeuginsassen bei einem Unfall in die ihm zugeordnete Aussparung 14 gelenkt wird,/der er eine für die Krafteinleitung günstige Stellung hat.

Üblicherweise bestehen die Knierückhalteelemente aus. einem quer zur Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Blechträger 18 mit bei spielsweise kastenförmigem oder TI-förmigem Querschnitt, der auf der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Aufprailseite zur Vermeidung von Verletzungen an scharfen Kanten und dergleichen mit einer beispielsweise aus Hartschaumstoff bestehenden Polsterschicht 19 beschichtet ist. Beim Aufprall der Knie des Fahrzeuginsassen gibt dann der Blechträger 18 unter Querschnittsverformung definiert nach, wobei durch die Deformation ein großer Teil der Aufprallenergie verbraucht wird und die als Reaktionskraft auf die Oberschenkel des Fahrzeuginsassen ausgeübte Rückhaltekraft bestimmte zulässige Belastungswerte nicht überschreitet.

Die von der Erfindung vorgeschlagene Formgebung an der Aufprallseite des Knierückhalteelements 10 kann nun dadurch herbeigeführt werden, daß die auf den Träger 18 aufzubringende Polsterschicht in entsprechender Weise ausgeformt ist, oder inxdem auf dem Träger 18 einzelne beispielsweise aus Hartschaumstoff bestehende Polsterkörper mit entsprechenden, die Aussparungen ergebenden Abständen aufgscetct verdan.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem im Bereich der Knie der Fahrzeuginsassen an dem Fahrzeug angebrachten, energieverzehrend nachgiebigen Knierückhalte element, dadurch gekennzeichnet, daß das Knierückhalteelement (1O) an der dem Fahrzeuginsassen (8) zugewandten Stirnseite eine solche auf die Stellung der Oberschenkel des Fahrzeuginsassen einwirkende Formgebung aufweist, daß bei einem Rückhaltefall die von dem Knierückhalteelement abgestützten Oberschenkel im wesentlichen in Fahrtrichtung ausgerichtet sind.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Knierückhalteelement (1O) auf der dem Fahrzeuginsassen zugewandten Stirnseite muldenförmige Aussparungen (14) zur Aufnahme der Knie des Fahrzeuginsassen (8) aufweist.

3· Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Begrenzungswände (15) der muldenförmigen Aussparungen (14) unter einem derartigen Winkel schräg zur Fahrtrichtung verlaufen, daß die Aussparungen sich zum Fahrzeuginsassen, hin erweitern.

4« Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Knie des Insassen jeweils eine muldenförmige Aussparung (14) vorgesehen ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennseichnet, daß eine gemeinsame Aussparung für beide Knie des Fahrzeuginsässen vorgesehen ist.

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6. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5» gekennzeichnet durch einzelne, auf das trägerförmige Knierückhalteelement aufgesetzte, vorzugsweise aus Hartschaumstoff bestehende Polsterkörper, zwischen denen die muldenförmigen Aussparungen (14) verbleiben.

7· Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1- 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Fahrzeugtüren (6) in Höhe der Oberschenkel des Fahrzeuginsassen (8) zu den Aussparungen (14) des Knierückhalteelements (ίο) hinweisende Führungskörper (I7) für die den Türen benachbarten Oberschenkel der Fahrzeuginsassen vorgesehen sind.

8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenen Fahrzeugtüren (6) die Außenkonturen der an diesen angebrachten Führungskörper (17) im Verlauf der äußeren Begrenzungswände (15) de^ muldenförmigen Aussparungen (14) liegen.

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