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Querverweis auf zugehörige Patente
(Patentanmeldungen)
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Es
wird auf die folgenden zugeordneten älteren Patente (bzw. anhängigen Patentanmeldungen)
verwiesen.
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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
und insbesondere ein Fahrzeuginsassenschutzsystem zum Schutz des
Fahrzeuginsassen vor dem Aufprall einer Seitenkollision.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
den letzten Jahren sind zum Ziel der Verbesserung des Schutzes des
Insassen eines motorisierten Fahrzeugs von dem Aufprall einer Seitenkollision
verschiedene Fahrzeugkarosseriestrukturen vorgeschlagen worden,
welche die Verzögerung
des Fahrgastraums minimieren und verhindern, dass die Verformung
der Fahrzeugkarosserie den Fahrgastraum erreicht, indem der Deformationsmodus
des Teils (Knautschzone) der Fahrzeugkarosserie außer des
Fahrgastraums geregelt wird (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 7-101354.) Gemäß einer
derartigen herkömmlichen
Fahrzeugkarosseriestruktur kann die Knautschzone zum Absorbieren
des Aufpralls einer Frontalkollision durch die Länge des Motorraums bereitgestellt
werden, aber die Knautschzone zum Absorbieren des Aufpralls einer
Seitenkollision kann durch die Dicke der Tür nicht ausreichend bereitgestellt
werden. Daher ist eine Verstärkungsstrebe
innerhalb der Tür
bereitgestellt wirden, um als eine Maßnahme bei einer Seitenkollision
zu verhindern, dass die Deformation der Tür den Fahrgastraum beeinflusst.
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Da
allerdings eine derartige herkömmliche
Maßnahme
bei einer Seitenkollision auf der Verhinderung der Deformation der
Tür basiert,
um zu verhindern, dass die Tür
in den Fahrgastraum eindringt, vermindert sie zwangsläufig die
Absorption des auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Aufpralls, und
kann nicht ausreichend verhindern, dass sich der Fahrzeuginsasse
unter der auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Beschleunigung zu
der Tür
hin bewegt.
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Das
Dokument
DE 195 16
013 A1 offenbart ein Schutzsystem für ein Fahrzeug bei Seitenkollisionen, wobei
die Sitze seitlich bewegbar auf einem Boden gelagert sind und ein
Kollisionsbalken an der Innenseite einer Fahrzeugtür angebracht
ist, so dass während
einer Seitenkollision, wenn die Tür deformiert wird, der Kollisionsbalken
ein an dem Sitz angebrachtes Kollisionslast-Eingabeelement berührt, so
dass der Sitz seitlich zur Mitte des Fahrzeugs hin gedrückt wird.
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Da
allerdings das Kollisionslast-Eingabeelement von dem an der Innenseite
der Tür
angebrachten Kollisionsbalken berührt wird, wird der Sitz nur
dann seitlich bewegt, wenn die Fahrzeugtür bereits deformiert und in
den Fahrgastraum gedrückt
ist. Daher kann ein Zusammenstoß des
Fahrzeuginsassen mit der Fahrzeugtürplatte bzw. dem Fahrzeugtürelement
auftreten, was möglicherweise
zu Verletzungen des Fahrzeuginsassen führt.
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Kurzer Überblick über die
Erfindung
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Im
Hinblick auf derartige Probleme des Standes der Technik, ist es
eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
bereitzustellen, das zum Zeitpunkt einer Seitenkollision den Aufprall
des Fahrzeuginsassen vorteilhaft steuern kann.
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Eine
zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
bereitzustellen, welches verhindert, dass der Fahrzeuginsasse zum
Zeitpunkt einer Seitenkollision mit der Tür zusammenstößt.
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Eine
dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeuginsassenschutzsystem
bereitzustellen, welches in einen begrenzten verfügbaren Raum
um den Sitz des Fahrzeuginsassen eingefügt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
derartige Aufgaben durch Bereitstellen eines Fahrzeuginsassenschutzsystems
gelöst
werden, umfassend einen Sitz, an dem ein Sicherheitsgurt zum Zurückhalten
eines Fahrzeuginsassen angebracht ist, wobei der Sitz seitlich bewegbar
auf einem Boden gelagert ist; und ein Kollisionslast-Eingabeelement,
das eine höhere
Steifigkeit als die Fahrzeugkarosserie aufweist, wobei das Kollisionslast-Eingabeelement mit
dem Sitz verbunden ist und ein Ende aufweist, das sich zu einem
Teil erstreckt, welches einem Längsträger benachbart
ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsgurt zwei Enden
aufweist, die an dem Sitz angebracht sind; das Kollisionslast-Eingabeelement
ein Innenende aufweist, das an dem Sitz angebracht ist, und ein
Außenende,
das an einem Seitenteil der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, wodurch
ein Aufprall von einer Seitenkollision im Wesentlichen direkt übertragen
wird; und Bremsmittel zum Übertragen
einer Reaktionslast auf den Sitz, nachdem dieser sich um einen bestimmten
Abstand zum mittleren Teil der Fahrzeugkarosserie hin bewegt hat,
vorgesehen sind.
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Daher
bewirkt das Kollisionslast-Eingabeelement, das eine höhere Steifigkeit
als die Fahrzeugkarosserie aufweist, dass während einer frühen Phase
der Fahrzeugkollision die Beschleunigung des Sitzes vor der auf
die Fahrzeugkarosserie wirkenden Beschleunigung ansteigt. Danach
wird während
einer mittleren Phase der Fahrzeugkollision durch die Bremsmittel
die Geschwindigkeit (Beschleunigung/Verzögerung) des Sitzes an die der
Fahrzeugkarosserie angeglichen. Dies steuert vorteilhaft den maximalen
Pegel der auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Beschleunigung. Der
maximale Pegel der Beschleunigung bestimmt den Verletzungsgrad,
welchen der Fahrzeuginsasse zum Zeitpunkt einer Fahrzeug-Seitenkollision
erleidet. Ferner bewegt sich der Sitz zu dem mittleren Teil der
Fahrzeugkarosserie hin oder weg von der Türplatte, bevor die Seitenplatte
der Fahrzeugkarosserie in den Fahrgastraum gedrückt wird, so dass ein vergrößerter Abstand
zwischen dem Fahrzeuginsassen und der Fahrzeugkarosserie erzeugt
wird. Dies verhindert Verletzungen des Fahrzeuginsassen, die durch
den Zusammenstoß mit
der in den Fahrgastraum eindringenden Fahrzeugtürplatte verursacht werden könnten.
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Das
Kollisionslast-Eingabeelement kann ein Innenende aufweisen, das
an dem Sitz angebracht ist, und ein Außenende, das an einem seitlichen
Teil der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, wie beispielsweise einem
dem Längsträger benachbarten
Teil, wobei ein Aufprall von einer Seitenkollision im Wesentlichen
direkt übertragen
wird. Für
einen vorteilhaft gesteuerten Einsatz des Kollisionslast-Eingabeelements
kann dieses unter Verwendung eines Gleitlagers verschiebbar an der
oberen oder unteren Fläche
des Bodens gelagert sein.
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Der
Sitz ist vorzugsweise mit einem Zurückhalteelement versehen, um
den Fahrzeuginsassen davon zurückzuhalten,
dass dieser sich bezogen auf den Sitz seitlich nach außen bewegt,
so dass der Fahrzeuginsasse fest im Sitz gehalten werden kann und
den gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgelegten Zeitverlauf der Beschleunigung erfahren kann.
Das Zurückhalteelement
kann einen Achselgurt umfassen, der um einen oberen Teil des Fahrzeuginsassen
geführt
ist und/oder eine Verlängerung
einer Rückenlehne,
die sich von einem Außenende
der Rückenlehne
nach vorne erstreckt.
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Die
Bremsmittel können
aus einem Kraftstellglied bestehen, aber bestehen vorzugsweise aus
einem Element, das angepasst ist, eine gesteuerte Deformation durch
einen Teil des Sitzes durchzuführen,
wenn sich dieser zu dem mittleren Teil der Fahrzeugkarosserie hin
bewegt. Ein derartiges Element stellt die erforderliche Bremswirkung
auf eine kostengünstigere
und einfachere Art und Weise bereit.
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Um
die notwendige Bewegung des Fahrzeugsitzes zum Zeitpunkt einer Seitenkollision
zu erreichen, ohne die bestehende Anordnung zum Einstellen des Fahrzeugsitzes
nach vorne und nach hinten zu stören, kann
der Sitz von dem Boden mittels einer seitlich verlaufenden Schiene
gelagert sein, welche wiederum von einer in Längsrichtung verlaufenden Schiene
geführt
ist, die für
eine Verstellung des Sitzes nach vorne und nach hinten an dem Boden
angebracht ist. In diesem Fall kann das Kraftstellglied an dem Boden
angebracht sein, wenn sein Arbeitsende über eine Kopplung zum Aufnehmen
der Verstellung des Sitzes nach vorne und nach hinten mit dem Sitz
verbunden ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Nun
wird die vorliegende Erfindung im Folgenden unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
schematische Vorderansicht ist, welche den Aufbau eines die vorliegende
Erfindung verkörpernden
Fahrzeuginsassenschutzsystems zeigt;
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2 eine
schematische Seitenansicht ist, die den Aufbau des die vorliegende
Erfindung verkörpernden
Fahrzeuginsassenschutzsystems zeigt;
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3 eine
Ansicht ähnlich 1 ist,
welche eine frühe
Phase des Betriebs des Systems der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine
Ansicht ähnlich 1 ist,
welche eine mittlere Phase des Betriebs des Systems der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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5 eine
Ansicht ähnlich 1 ist,
welche eine Schlussphase des Betriebs des Systems der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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6 eine
perspektivische Ansicht einer alternativen Anordnung für den Sitz
ist; und
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7 eine
horizontale Schnittansicht der Rückenlehne
des in 6 illustrierten Sitzes ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1 und 2 zeigen
ein Fahrzeuginsassenschutzsystem für eine Fahrzeug-Seitenkollision,
welches die vorliegende Erfindung verkörpert. Dieses Fahrzeuginsassenschutzsystem
umfasst einen Sitz 2, der mit einem Sicherheitsgurt zum
Zurückhalten
eines in dem Sitz sitzenden Fahrzeuginsassen 1, einem Paar
von seitlichen Gleitschienen 3 zum Lagern des Sitzes auf
eine seitlich verschiebbare Art und Weise, einem Kollisionslast-Eingabebalken 6,
der an einem unteren Teil des Sitzes angebracht ist und über ein
Gleitlager 5 seitlich verschiebbar durch eine untere Fläche des
Bodens 4 gelagert ist, und einer zusammendrückbaren
Röhre 7 für eine Bremswirkung
ausgestattet ist, welche gegenüber
einer Innenendfläche
des Kollisionslast-Eingabebalkens 6 vorgesehen
ist und eine Lücke
definiert, die eine vorbestimmte Abmessung (A) aufweist.
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Die
seitlichen Gleitschienen 3 sind direkt mit der unteren
Fläche
des Sitzes 2 verbunden und sind mit einem geeigneten Zurückhaltemechanismus
(in der Zeichnung nicht gezeigt) versehen, um den Sitz 2 normalerweise
unbeweglich in einer Anfangsposition zurückzuhalten.
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Die
seitlichen Gleitschienen 3 sind über ein Paar von Längs-Gleitschienen 8 oberhalb
des Bodens gelagert, welche mit einer geeigneten Arretieranordnung
zum Einstellen der Position des Sitzes 2 in einer Vor- und
Rückrichtung
gemäß dem Körperbau
des Fahrzeuginsassen oder nach Belieben des Fahrzeuginsassen versehen
sind. Die Längs-Gleitschienen 8 dieser
Ausführungsform
bestehen aus einer an sich bekannten herkömmlichen Anordnung und sind
fest am Boden 4 angebracht.
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Der
Kollisionslast-Eingabebalken 6 verläuft zwischen einem mittleren
unteren Teil des Sitzes 2 und der Innenfläche des
Längsträgers 9 und
ein Seitenstoßfänger 10 ist
am äußeren Ende
des Kollisionslast-Eingabebalkens 6 angebracht.
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Ein
Längsbalken 11,
welcher einen T-förmigen
Querschnitt aufweist, ist integral mit der unteren Fläche des
Sitzes 2 verbunden und steht in Eingriff mit einem U-förmigen Zurückhalteteil 12,
welches integral mit dem Ausgabeende der Kolbenstange 5c verbunden
ist, so dass diese Anordnung die Vor-und-Zurück-Einstellfunktion für den Sitz 2 nicht
stört.
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Die
zusammendrückbare
Röhre 7 ist
beispielsweise aus einer dünnwandigen
Stahlröhre
hergestellt, und ist mit einem Basisende versehen, das fest an der
oberen Fläche
des Bodens 4 angebracht ist. Die Eigenschaften und Abmessungen
der zusammendrückbaren
Röhre 7 sind
derart bestimmt, dass die zusammendrückbare Röhre 7 plastisch deformiert
wird und eine vorbestimmte Reaktionslast erzeugt, wenn sie von dem inneren
Ende des Kollisionslast-Eingabebalkens 6 (Zurückhalteteil 12)
getroffen wird.
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Der
Sitz 2 ist mit einem an der Rückenlehne 2b neben
der Tür
angebrachten äußeren Schulteranker 13,
einem zwischen dem äußeren Schulteranker 13 und
einer an dem Sitzboden neben dem mittleren Teil der Fahrzeugkarosserie
angebrachten Schnalle 14 verlaufenden Schultergurt 15,
einem an der Rückenlehne 2b neben
dem mittleren Teil der Fahrzeugkarosserie angebrachten inneren Schulteranker 16,
einem zwischen dem inneren Schulteranker 16 und der Schnalle 14 verlaufenden
Achselgurt 17, einem an dem Sitzboden neben der Tür angebrachten
Retraktor 18 und einem zwischen dem Retraktor 18 und
der Schnalle 14 verlaufenden Beckengurt 19 versehen.
Der Schultergurt 15 und der Beckengurt 19 haben
die Funktion, den oberen Teil des Fahrzeuginsassen 1 gegen
die Verzögerung
des Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt einer Frontalkollision auf ähnliche
Art und Weise wie ein herkömmlicher
Dreipunkt-Sicherheitsgurt zurückzuhalten,
und der Achselgurt 17 hat hauptsächlich die Funktion, den oberen
Teil des Fahrzeuginsassen gegen die Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie
zum Zeitpunkt einer Seitenkollision zurückzuhalten.
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Die
Betriebsweise der illustrierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 bis 5 beschrieben.
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Wenn
eine Seite einer Fahrzeugkarosserie (Tür) B von einem anderen Fahrzeug
E getroffen wird, erzeugt die kinetische Energie des anderen Fahrzeugs
eine seitliche Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie B in der Fahrtrichtung
D des anderen Fahrzeugs E (siehe 3). Gleichzeitig
wirkt eine Kollisionslast auf den an dem äußeren Ende des Kollisionslast-Eingabebalkens 6 angebrachten
Seitenstoßfänger 10 (siehe 3). Die
Deformation des Kollisionslast-Eingabebalkens 6, welcher
eine höhere
Steifigkeit als die Fahrzeugkarosserie B aufweist, bewirkt, dass
sich der Kollisionslast-Eingabebalken 6 seitlich zu dem
mittleren Teil der Fahrzeugkarosserie B hin bewegt, und zwar mit
einer größeren Beschleunigung
als die Fahrzeugkarosserie B, welche die Kollisionslast absorbiert,
während
sie deformiert wird. Die Bewegung nach innen des Kollisionslast-Eingabebalkens 6 beschleunigt
den Sitz 2 seitlich nach innen, welcher im Wesentlichen
direkt mit dem Kollisionslast-Eingabebalken 6 verbunden
ist, zusammen mit dem Kollisionslast-Eingabebalken 6 (siehe 4).
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Dabei
wird die Beschleunigung nach innen des Fahrzeuginsassen 1 in
dem Sitz 2 aufgrund dessen eigener Trägheit etwas verzögert relativ
zu dem Sitz, welcher zur Mitte der Fahrzeugkarosserie hin beschleunigt
wird. Es wird aber eine Spannung in dem Achselgurt 17 erzeugt,
der um den oberen Teil des Fahrzeuginsassen geführt ist, und der Achselgurt 17 hält den oberen
Teil des Fahrzeuginsassen davon zurück, dass er sich zur Tür hin bewegt.
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Wenn
das kollidierende Fahrzeug E sich weiter in die Fahrzeugkarosserie
B hinein bewegt, bewegt sich der Sitz 2 weiter zum mittleren
Teil der Fahrzeugkarosserie hin, indem er von dem Kollisionslast-Eingabebalken 6 gedrückt wird,
und das innere Ende des Kollisionslast-Eingabebalkens 6 liegt
schließlich
am freien Ende der zusammendrückbaren
Röhre 7 an.
Die Anlage des inneren Endes des Kollisionslast-Eingabebalkens 6,
der sich zusammen mit dem Sitz 2 nach innen zum mittleren
Teil der Fahrzeugkarosserie hin bewegt, bewirkt eine plastische
Deformation der zusammendrückbaren
Röhre 7 und
die resultierende Reaktionslast bewirkt eine Verzögerung des
Sitzes 2 oder eine Kraft, die entgegen der Fahrtrichtung
D des Fahrzeugs E gerichtet ist (siehe 5).
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Daher
werden die Spannungseigenschaften des Achselgurts 17, die
Belastungseigenschaften der zusammendrückbaren Röhre 7 und die Abmessung
der Lücke
(A) derart bestimmt, dass der Sitz 2 verzögert wird, wenn
er sich zu dem mittleren Teil der Fahrzeugkarosserie hin bewegt
und nach Beendigung der Bewegung des Sitzes fällt die Geschwindigkeit (Verzögerung)
des Fahrzeuginsassen mit der Geschwindigkeit (Verzögerung)
der Fahrzeugkarosserie B zusammen.
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Sobald
der Deformationshub der zusammendrückbaren Röhre 7 ausgeschöpft worden
ist und die Bewegung des Sitzes 2 zu dem mittleren Teil
der Fahrzeugkarosserie hin beendet ist, kann die Deformation der Tür und des
Längsträgers fortgesetzt
werden, da diese von dem kollidierenden Fahrzeug E gedrückt werden, aber
da der Fahrzeuginsasse 1 integral mit dem Sitz 2 und
der Fahrzeugkarosserie B gehalten wird, kann die auf den Fahrzeuginsassen
wirkende Beschleunigung ausreichend niedrig gehalten werden, wenn
der Fahrzeugaufbau derart ausgelegt ist, dass die von der Fahrzeugkarosserie
B erzeugte Reaktionslast bis kurz bevor das Fahrzeug zum vollständigen Stillstand
kommt konstant bleibt. Da ferner der Sitz 2 bereits zu
einer Position neben dem mittleren Teil der Fahrzeugkarosserie bewegt
worden ist, bevor die Deformation der Tür in den Fahrgastraum anfängt, und
ein relativ breiter Abstand zwischen dem Fahrzeuginsassen und der
Innenfläche der
Tür bereitgestellt
ist, können
Verletzungen des Fahrzeuginsassen, welche von der Kollision mit
der Tür
verursacht sein könnten,
wesentlich verringert werden. Für
das Prinzip des Steuerns/Regelns der maximalen Beschleunigung, welche
auf den Fahrzeuginsassen wirkt, wird auf die oben genannten älteren Patente
(bzw. Patentanmeldungen) verwiesen, welche auf eine Anordnung zum
Verringern des Aufpralls des Fahrzeuginsassen bei einer Frontalkollision
gerichtet sind.
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Als
ein Mittel zum Zurückhalten
der seitlichen Bewegung des Fahrzeuginsassen kann, anstelle der Verwendung
eines Achselgurts 17, die Rückenlehne 2b mit einer
Verlängerung 2c versehen
sein, die davon nach vorne verläuft,
um von der Seite um die Schulter des Fahrzeuginsassen 1 zu
reichen, wie in 6 und 7 gezeigt.
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Daher
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung der zum Zeitpunkt einer Fahrzeugkollision auf den Fahrzeuginsassen
wirkende Aufprall wesentlich verringert werden, indem der Sitz,
an dem der Fahrzeuginsasse zurückgehalten
wird, während
einer frühen
Phase der Kollision in der Fahrtrichtung des entgegenkommenden Fahrzeugs
beschleunigt wird, und indem der Sitz während einer mittleren Phase
der Kollision verzögert wird,
um die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Fahrzeugkarosserie
und dem Fahrzeuginsassen zu verringern. Dies leistet, zusammen mit
der Vergrößerung des
Abstands zwischen der Tür
und dem Fahrzeuginsassen durch Bewegen des Sitzes zu dem mittleren
Teil der Fahrzeugkarosserie hin, um zu verhindern, dass der Fahrzeuginsasse
die Tür
trifft, einen wesentlichen Beitrag zum Verbessern des Schutzes des
Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt einer Seitenkollision.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Hilfe einer bevorzugten Ausführungsform
derselben beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann offensichtlich,
dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich
sind, ohne den in den angehängten
Ansprüchen
definierten Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
