DE4233155C2 - Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Sicherheitseinrichtungen sind in einer Vielzahl von Ausführungs­ formen bekannt. Teilweise handelt es sich hierbei um Zusatzgeräte, wie Gurte, aufblasbare Airbags etc., die im Fahrzeug eingebaut sind oder es handelt sich um spezielle Konstruktionen des Fahrzeugs selbst, die als Sicherheitsmaßnahmen in Bezug auf einen Aufprallschutz angesehen werden. Zu den letzteren zählt die vorliegende Erfindung.

Durch die DE 21 19 556 beispielsweise ist ein Sicherheitsfahrgestell eines Kraftfahrzeugs bekannt geworden, bei dem während eines Aufpralls der die Sitze tragende Karosseriebodenteil mittels zweier kreissektorförmiger Führungskurvenschienen durch die Aufprallkraft von ihrer Arretierung gelöst wird und nach dem Schaukelstuhlprinzip die Sitze geführt aus der horizontalen Aufprallebene schwingen läßt. Eine solche Ausführungsform erfordert eine wesentlich aufwendigere Grundkonstruktion und diffizilere Fertigung, wie dies bei allen Schienenführungen erforderlich ist.

Durch die DE 18 00 321 ist eine ähnliche Konzeption bekannt geworden, hier wird nicht nur der die Sitze tragende Karosseriebodenteil kurven­ förmig bewegt, sondern hier wird die Karosserie des gesamten Passagier­ raumes relativ zum motor- und fahrwerktragenden Chassis geführt und kur­ venförmig vom Aufprallpunkt weggehoben. Auch hier ist der Konstruk­ tions- und Fertigungsaufwand sehr hoch und die Erfolgsaussichten gering, da auch hier beim Crash auch gleichzeitig mit einer Formveränderung der Führungsschienen zu rechnen ist, die dann jegliche Ausschwenkbewegung des Kabinenteils verhindert. Allerdings wird hier eine Maßnahme offen­ bart, mit der die vorwärtsgerichtete Bewegungsenergie beim Aufprall dazu ausgenützt wird, um die horizontale Energie- bzw. Bewegungsrichtung in eine nach oben gerichtete Schwenkrichtung zu lenken.

Durch die DE 23 53 051 ist eine Vorrichtung bekannt, die bei einer un­ fallbedingten Verschiebung des Fahrzeugsitzes die Aufprallenergie absor­ biert. Es ist aber nicht, eine Körperentlastung so durchzuführen, daß der Körper in seiner ursprünglichen Position bleibt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheits­ einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine weitgehende Entlastung des menschlichen Körpers von der Aufprallenergie gewährlei­ stet und keine tiefgreifende Änderung der Grundfahrzeugskonzeption er­ fordert.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen ge­ löst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert. Die Figuren der Zeichnung ergänzen diese Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel am Beispiel eines Fahrer- oder Mitfahrersitzes im Schnitt quer zur Fahrtrichtung,

Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 längs zur Fahrtrichtung,

Fig. 3a-f verschiedene Phasen der erfindungswesentlichen Teile während ihrer Wirkung,

Fig. 4 eine Draufsicht eines Pkw-Fahrzeugs in schematischer Darstel­ lung mit diversen Zusatzeinrichtungen,

Fig. 5 eine Ansicht eines Fahrzeuges mit eingebauter Sicherheitsein­ richtung für Personen und Fracht in schematischer Darstellung.

Am Beispiel eines Fahrer- oder Mitfahrersitzes gemäß der in den Fig. 1 und 2 skizzierten Ausführungsform sei Aufbau und Funktion der vorge­ schlagenen Sicherheitseinrichtung erläutert. Der jeweilige, auf Schienen 2, 3 geführte Sitz 8 ist entsprechend der Größe des Fahrers wie üblich in seiner Entfernung vom Armaturenbrett einstellbar und generell mit ei­ ner an sich bekannten, von Aufprall-Sensoren 11 gesteuerten Auslöseeinheit 12 in Wirkverbindung gekoppelt.

Der Sitz selbst besteht aus einem mit dem KFZ 1 über die Schienen 2, 3 fest verbundenen Unterteil 4 sowie einem darauf in Fahrtrichtung auf Schienen 4a und 4b geführten Oberteil 5, das den Sitz trägt. Durch einen Arretierungsbolzen 7, der in eine entsprechende Ausnehmung des Oberteils 5 hineinragt, sind Ober- und Unterteil 5 bzw. 4 im Normalfall form­ schlüssig miteinander verbunden.

Der Arretierungsbolzen 7 kann mit einem Elektromagneten 7a gegen die Wirkung einer Feder 7b nach unten gezogen werden und somit die relative Bewegung zwischen Oberteil 5 und Unterteil 4 entlang der Schienen 4a bzw. 4b, also in der bzw. entgegen der Fahrtrichtung freigeben. Für seitliche Aufprallfälle muß die erfindungsgemäße Einrichtung entspre­ chend modifiziert sein.

Das Oberteil 5 des Sitzes ist mit zwei Fortsätzen 5a bzw. 5b versehen, die an zwei Aktivierungselementen 6a und 6d sowie an zwei Dämpfungsele­ mente 6b und 6c anliegen, die ihrerseits gegen entsprechende Fortsätze des Unterteiles 4 abgestützt sind. Dabei ist entsprechend den Fig. 3a bis 3f jeweils ein Dämpfungselement 6c und ein Aktivierungselement 6a in Fahrtrichtung und ein Dämpfungselement 6b und ein Aktivierungselement 6d in Gegenrichtung ausgerichtet.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Bei einem Aufprall, der von den Sensoren 11 festgestellt wird und eine vorgegebene Verzögerung überschreitet, wird innerhalb etwa 3/100 sec von der Auslöseeinheit 12 über den Elektromagneten 7a der Arretierungsbolzen gelöst. Der Sitz 8 fährt, impulsartig angestoßen durch das Aktivierungs­ element 6d, wie in Fig. 3b dargestellt, von den Schienen 4a und 4b ge­ führt in Fahrtrichtung A. Dabei wird die Bewegung durch die Kompression des Dämpfungselementes 6c abgebremst, bis der Sitz 8 am Anschlag seine Bewegung beendet. Anschließend erfolgt durch Entspannung der Feder 6c eine rückläufige Bewegung, falls noch nötig, ein rücklaufender Impuls, angestoßen durch das Aktivierungselement 6a, die wiederum durch Kompression des Dämpfungselementes 6b abgebremst wird und läuft dann in seine Ausgangsstellung (Arretierbolzenstellung) zurück (vgl. Fig. 3a bis 3c).

Die Vorrichtung wirkt in beiden Fahrtrichtungen, also auch bei einem auffahrenden Fahrzeug (vgl. Fig. 3d bis 3f) entgegen Fahrtrichtung A in Richtung B, sowie auch bei Seltenaufprall.

Fig. 4 veranschaulicht die Anordnung entsprechender Sitze in einem Fahr­ zeug. Wesentlich ist auch, daß die üblichen Sicherheitsgurte 10 nicht mehr am Fahrzeugrahmen befestigt sind, sondern am jeweiligen Sitz, um die hier vorgeschlagene Ausgleichsbewegung durchführen zu können. Aus der vorgenannten Figur ist auch die Anordnung der Sensoren 11 ersicht­ lich, sowie diejenige des Auslösemechanismus 12. Zusätzlich sind Airbags 13 angeordnet.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer gegen Aufprall wirkenden Si­ cherheitseinrichtung skizziert, die Personen und das geladene Gut schützt. Hierzu wird das Gut auf eine Palette 20 gestellt und dort in üblicher Weise fixiert (beispielsweise wie bei der Luftfracht im Lade­ raum des Flugzeugs, im Laderaum eines LKW(-Anhängers) oder eines Eisen­ bahnwaggons). Diese Palette ist - bei dem skizzierten Ausführungsbeispiel - mit einem Förderband 21 kombiniert, das in eine entsprechende Verzahnung 20a eingreift, welches sich über Umlenkrollen 22 bewegt. Tre­ ten nun durch die Aufprallenergie Bewegungskräfte in Pfeilrichtung A auf bzw. durch impulsartige Aktivierung, so werden diese über Zahnräder, Rollen, Ketten, Raupen, Reifen, Räder o. ä. 20a auf das Förderband 21 übertragen und bewegen dieses in Pfeilrichtung B, so daß sich die Kräfte und Gegenkräfte gegenseitig aufheben. Selbstverständlich sind auch in diesem Falle Dämpfungseinrichtungen 23 für beide Bewegungsrichtungen er­ forderlich. Dieses System läßt sich beliebig spezifizieren und ist prak­ tisch für alle Verkehrssysteme konzipierbar.

Claims (6)

1. Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge als Aufprallschutz für In­ sassen und Last, womit die Energie einer durch einen Aufprall ausgelö­ sten Verschiebung eines Fahrzeugsitzes absorbiert wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) daß die durch die Kollision erzeugten Energien zur Auslösung einer Ausgleichsbeschleunigung innerhalb eines Dämpfungsausgleichweges in allen Richtungen der Ebene herangezogen werden, wobei die Bewegungs- und Gegenbewegungsstrecken nahezu gleich sind,
• b) daß hierfür am Umfang der Fahrzeugskaros­ serie Sensoren (11) angeordnet sind, die mit einem Auslösemechanismus (12) so in Wirkverbindung stehen, daß eine Reaktionszeit des Sicher­ heitssystems von höchstens 3/100 sec gewährleistet ist,
• c) daß die impulsartigen Beschleunigungs- und Dämpfungselemente (6a, 6d, 6b, 6c) hierbei mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektromechanisch oder pyrotech­ nisch aktiviert werden.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus (12) bezüglich der zu dämpfenden Masse über eine bestimmte Ausgleichsstrecke von ca. 30 cm bewegt wird.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der jeweilige Sitz (8) auf dem Oberteil (5) eines zwei­ teiligen Sitzträgers befestigt ist, der auf einem Unterteil (4) von Schienen (4a, 4b) geführt in Fahrtrichtung verschiebbar gelagert ist und daß zum Abbremsen und Umkehren der Bewegung Aktivierungselemente (6a, 6d) und Dämpfungselemente (6b, 6c) angeordnet sind, wobei Ober- und Un­ terteil (4, 5) des Sitzträgers durch einen Arretierungsbolzen (7) gegen­ einander verriegelt sind.

4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Palette mit geladenem Gut (20) mit einem Förderband (21), das in eine Verzahnung (20a) an der Palette (20) eingreift und über Umlenkrollen (22) bewegt wird, und mit Aktivierungs- und Dämpfungs­ elementen (23) so in Wirkverbindung steht, daß die Aufprallenergie durch impulsartige Aktivierung die Bewegungskräfte zur Aufprallrichtung in Be­ wegungskräfte zur Aufprallgegenrichtung umgekehrt wird, sich also die Kräfte und Gegenkräfte gegenseitig aufheben.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß am jeweiligen Sitz (8) neben Sicherheitsgurten (10) zusätzlich Airbags (13) angeordnet sind.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung über den Sitz (8) hinaus auch die Bodenplatte mit der ebenen Bewegung einschließt.