DE69821513T2

DE69821513T2 - Kissenvorrichtung für sich bewegenden personen

Info

Publication number: DE69821513T2
Application number: DE69821513T
Authority: DE
Inventors: L. Dean KAMEN; R. Robert AMBROGI; C. Christopher LANGENFELD; B. Stanley SMITH; Adam Epstein
Original assignee: Deka Products LP
Current assignee: Deka Products LP
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2018-11-03
Also published as: AU1380999A; JP2008110760A; JP4210430B2; ATE258859T1; KR100582971B1; CN1102513C; CN1276760A; MY120776A; AU747738B2; KR20010031719A; EP1027233A1; EP1027233B1; NZ503678A; WO1999022966A1; BR9813925A; CA2305731C; JP2001521856A; US6386576B1; CA2305731A1; TW396118B

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein einsetzbares Kissen und insbesondere auf ein einsetzbares Kissen zum Verhindern einer Verletzung des Passagiers eines Personenfahrzeugs.
Hintergrund der Erfindung
Bei dem Entwurf von Fahrzeugen kann Stabilität für Manövrierbarkeit eingebüßt werden und bei bestimmten Fahrzeugen kann aufgrund des Entwurfs ein bestimmter Grad an Stabilität fehlen. Fahrzeuge eines solchen Entwurfs sind anfällig für Kippen, egal ob aufgrund eines Zusammenstosses, eines mechanischen Fehlers, plötzlicher Kurven auf Steigungen, Bedienpersonfehler oder einem Antreffen einer Oberflächenunregelmäßigkeit, die ein Stabilisierungsmechanismus nicht überwinden kann. Unter diesen Umständen müssen der Insasse oder Inhalte des Fahrzeugs geschützt werden, so daß eine Verletzung oder eine Beschädigung nicht aus einer Antriebskraft des Insassen oder der Inhalte hin zum Boden resultiert.
Es sind Verfahren bekannt zum Absorbieren oder Ablenken kinetischer Energie, die der Bewegung eines Fahrzeugs eigen ist, um sicherzustellen, daß dieselbe nicht in eine Antriebskraft des Insassen des Fahrzeugs in einen Festkörper, wie z. B. den Boden, umgewandelt wird. Allgemeine Beispiele sind Stoßdämpfer an Autos, die eine kinetische Energie in ein Zusammendrücken von Metall umwandeln, und Airbags, die die mechanische Energie des Autopassagiers in die Komprimierung und Wiederverteilung von Gas in einem Beutel koppeln, bevor genug Zeit abgelaufen ist, daß die Körper der Passagiere auf das Lenkrad oder die Windschutzscheibe des Autos treffen und eine ernsthafte Verletzung entsteht.
Bei Automobilen werden pyrochemische Einrichtungen verwendet, um den Airbag aufzublasen. Pyrochemische Einrichtungen sind in der Lage, den Airbag äußerst schnell aufzublasen, sind aber relativ teuer und verwenden häufig toxische Chemikalien. Andere Nachteile umfassen die Anforderung eines speziellen Trainings und Werkzeuge für Wartung und Austausch, und die Gefahr eines Einsatzes mit übermäßiger und verletzungserzeugender Kraft. Bei einem nichtgeschlossenen Fahrzeug, wie z. B. einem Rollstuhl, ist das gewaltsame Aufblasen eines Airbags durch eine pyrochemische Einrichtung unpraktisch, unsicher und unnötig. Es sind andere Einrichtungen bekannt, um die kinetische Energie zu verwenden, die in einer Teilkomponente des Fahrzeugs vorhanden ist, um einen Blasebalg oder ein anderes Kissen aufzublasen, um die Fahrzeuginsassen im Fall eines frontalen Zusammenstosses zu schützen.
Die US 5052065 , die den naheliegendsten Stand der Technik gemäß dem Gegenstand aus Anspruch 1 bildet, beschreibt ein Luftkissen für einen Rollstuhl, der einen Kanister aus komprimiertem Gas als einen Aufblasmechanismus verwendet.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird bei einem ihrer Ausführungsbeispiele ein einsetzbarer Kissenmechanismus zum Schützen des Passagiers eines Personenfahrzeugs gemäß Anspruch 1 geschaffen. Der Kissenmechanismus weist ein Kissen zum Absorbieren von Energie auf, das eine Innenoberfläche aufweist, und ist mit dem Fahrzeug auf eine solche Weise gekoppelt, um ein Aufblasen des Kissens nach außen hin von dem Fahrzeug zu ermöglichen. Der Kissenmechanismus weist ferner einen Betätiger auf, der die gespeicherte Energie auf eine solche Weise löst, um Luft von der Außen seite des Kissens innerhalb die Innenoberfläche des Kissens einzubringen. Bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung weist das Kissen ferner ein Energiereservoir zum Speichern von Energie zum Aufblasen des Kissens auf, und zumindest eine Öffnung zum Aktivieren eines Luftflusses von der Außenseite des Kissens hin zu der Innenoberfläche des Kissens. Das Ventil schränkt den Luftfluß derart ein, daß Luft nur in der Richtung von außerhalb des Kissens zu der Innenoberfläche des Kissens fließen kann.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Energiereservoir eine Feder zum Speichern mechanischer Energie umfassen, und die Feder kann ein komprimierbares Bauglied sein. Bei weiteren alternativen Ausführungsbeispielen kann das einsetzbare Kissen mit dem Fahrzeug gekoppelt sein, um ein Aufblasen des Kissens nach hinten, nach vorne oder zur Seite des Fahrzeugs zu ermöglichen. Bei wiederum weiteren alternativen Ausführungsbeispielen umfaßt das Kissen ein Ventil zum Aktivieren eines Luftflusses von außerhalb des Kissens nach innen zu der Innenoberfläche des Kissens, eine Mehrzahl von Blasen zum Einschränken einer seitlichen Bewegung des Passagiers, eine Luftantriebsvorrichtung zum Antreiben von Luft von außerhalb des Kissens in die Innenoberfläche des Kissens und einen Absauger, der zum Erhöhen des Gasvolumens von außerhalb des Kissens angepaßt ist, das in die Innenoberfläche des Kissens eingebracht wird. Das Kissen kann ferner einen Verriegelungsmechanismus aufweisen, der auf das Unterdrucksetzen des Kissens hin gelöst werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist einfacher verständlich durch Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs vom Rollstuhltyp ist, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet, bei dem ein einsetzbares Kissen in einer verstauten Position gezeigt ist.
2 eine Seitenansicht des Fahrzeugs vom Rollstuhltyp aus 1 ist, bei dem das einsetzbare Kissen in einer teilweise eingesetzten nach hinten gewandten Position gezeigt ist.
3 eine Seitenansicht des Fahrzeugs vom Rollstuhltyp aus 1 ist, bei der das einsetzbare Kissen in einer eingesetzten nach hinten gewandten Position gezeigt ist.
4 eine Seitenansicht des Fahrzeugs vom Rollstuhltyp aus 1 ist, bei dem das einsetzbare Kissen vor einem Kontakt mit dem Boden gezeigt ist.
5 eine Seitenansicht des Fahrzeugs vom Rollstuhltyp aus 1 ist, bei dem das einsetzbare Kissen in Kontakt mit dem Boden gezeigt ist.
6 eine perspektivische Ansicht des einsetzbaren Kissens ist, gezeigt in einer verstauten Position.
7 eine perspektivische Ansicht des einsetzbaren Kissens gezeigt in einer eingesetzten Position ist.
8 eine auseinandergezogene Frontansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung gezeigt in einer eingesetzten Position ist.
9 eine Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, die einen Rück wärtsstoßdämpfer in einer teilweise eingesetzten Position zeigt.
10A eine Frontansicht des Fahrzeugs vom Rollstuhltyp aus 1 ist.
10B eine Frontansicht des Fahrzeugs vom Rollstuhltyp aus 1 ist, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet, wobei ein einsetzbares Kissen in einer teilweise eingesetzten zur Seite zeigenden Position gezeigt ist.
10C eine Frontansicht des Fahrzeugs vom Rollstuhltyp aus 1 ist, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet, bei dem ein einsetzbares Kissen in einer vollständig eingesetzten zur Seite zeigenden Position gezeigt ist.
10D eine Frontansicht des Fahrzeugs vom Rollstuhltyp aus 1 ist, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet, bei dem ein einsetzbares Kissen in Kontakt mit dem Boden gezeigt ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Bezug nehmend nun auf 1 bis 5, in denen gleiche Elemente durch identische Bezugszeichen bezeichnet werden, ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs vom Rollstuhltyp gezeigt, allgemein bezeichnet durch Bezugszeichen 10, in progressiven Stufen einer Rückwärtskippbewegung. Während die Erfindung an viele Typen von Fahrzeugen anwendbar ist, wird das Fahrzeug vom Personenrollstuhltyp ausschließlich als ein Beispiel bei der vorliegenden Beschreibung verwendet. Ein bestimmtes Beispiel eines solchen Fahrzeugs ist in dem U.S.-Patent Nr. 5,701,965 beschrieben, erteilt am 30. Dezember 1997. Unter besonderer Bezugnahme auf 1 ist das Fahrzeug 10 gestützt auf einem Paar von seitlich angeordneten Rädern 12 gezeigt, die Bodenkontakt für das Fahrzeug 10 schaffen. Der einsetzbare Kissenmechanismus, der der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird durch Bezugszeichen 14 bezeichnet und ist in 1 in einer verstauten Position gezeigt, angebracht an dem Scharnier 16 an der Sitzanordnung 18. Im Fall, daß das Fahrzeug 10 einer schnellen Beschleunigung unterzogen wird, im Hinblick auf die Räder, in einer Rückwärtsrichtung 20, wird es nötig, den Passagier 22 vor einer Verletzung aufgrund des Rückwärtskippens des Fahrzeugs zu schützen. Auf ähnliche Weise kann es notwendig sein, den Passagier 22 vor einer Verletzung aufgrund eines Zusammenstosses oder eines Kippens entweder in einer Vorwärts- oder einer Seitwärtsrichtung zu schützen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind einer oder mehrere einsetzbare Kissenmechanismen 14 an dem Fahrzeug 10 angebracht.
In 1 sind strukturelle Bauglieder 24 und 26 des einsetzbaren Kissenmechanismus 14 in einer eingezogenen Position benachbart zueinander gezeigt. Die strukturellen Bauglieder 24 und 26 sind aus einem steifen Material hergestellt, wie z. B. Material, und werden gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zusammengehalten, während einer Routineoperation des Fahrzeugs 10, gegen eine Federkraft, die dazu neigt, dieselben um das Scharnier 16 zu trennen. Die Federkraft kann z. B. durch einen spulenförmig geformten Streifen eines Federmaterials geliefert werden, das innerhalb des Scharniers 16 enthalten ist, oder wie anderweitig in der mechanischen Technik bekannt ist. Die Potentialenergie der komprimierten Feder ist nur ein Beispiel eines Energiereservoirs, das zum Einsetzen des Kissenmechanismus verwendet wird. Bei einem andern bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Vorrat aus komprimiertem Gas, wie z. B. Luft, als ein Reservoir sowohl für Energie als auch Gas für das Aufblasen des einsetzbaren Kissenmechanismus bereitgestellt.
Die erste Stufe eines Rückwärtskippens, verursacht durch eine Beschleunigungskraft entlang der Richtung 20, ist gezeigt und wird nun Bezug nehmend auf 2 beschrieben. Wenn eine Neigung oder eine Neigungsrate erfaßt wird, entweder durch die Steuerung (nicht gezeigt), die Positionswinkel der Räder 12 und Drehmomente an den Radantriebsmotoren (nicht gezeigt) überwacht, oder anderweitig durch einen von vielen Neigungssensoren, die in der Technik bekannt sind, wird der Einsatz des Kissenmechanismus 14 initiiert und die Federkraft wird gelöst, um die strukturellen Bauglieder 24 und 26 um das Scharnier 16 zu trennen. Andere strukturelle Bauglieder können bereitgestellt werden. Dies wiederum verursacht, daß das Kissen 28 aufgefaltet und mit Luft gefüllt wird. Luft tritt in das Kissen 28 aus der Umgebungsatmosphäre oder aus einem Behälter mit komprimiertem Gas über eine Reihe von Ventilen 40 (gezeigt in 8) ein. Ein Gebläse 32 (gezeigt in 8) kann verwendet werden, um Luft in das Kissen 28 zu drängen, während es als ein Druckregler während eines Ablassens wirkt, durch Helfen, den Druck in dem Kissen 28 beizubehalten, aber Ermöglichen, daß ein wesentlicher Luftbetrag aus dem Kissen entkommt, wodurch eine Verdrängung erzeugt wird, die kinetische Energie verbraucht. Zusätzlich dazu kann der Druck in dem Kissen 28, der durch das Aufblasen erzeugt wird, verwendet werden, um eine Verriegelung 27 zu lösen, wie z. B. eine magnetische Verriegelung, die das Kissen 8 in einer gefalteten Konfiguration hält. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden zwei Klappventile verwendet. Die Energie, die erforderlich ist, um das Kissen 28 aufzublasen, wird durch den Luftfluß durch die Ventile 40 geregelt.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Kissen 28 anfänglich unter einem Innenvakuum gehalten. Das Erfassen einer Neigung oder einer Neigungsrate liefert das Lösen eines Verriegelungsmechanismus, wie z. B. der Verriegelung 27, was ein Öffnen der Ventile 40 während einer normalen Operation des Fahrzeugs verhindert.
Bezug nehmend nun auf 3 ist ein vollständig aufgeblasenes Kissen 28 gezeigt, und die strukturellen Bauglieder 24 und 26 sind vollständig um das Scharnier 16 getrennt. 4 zeigt das Fahrzeug 10 in einem weiteren Zustand einer Rückwärtsneigung hin zu dem Boden, in dem das Kissen 28 eingesetzt ist, um die Aufprallkraft zu absorbieren, und der Passagier 22 durch die Sitzanordnung 18 und die Kopfstütze 30 gestützt wird. 5 zeigt das zurückgekippte Fahrzeug 10, mit dem Kissen 28 in Kontakt mit dem Boden, das die Aufprallenergie absorbiert hat, durch Komprimieren und Umverteilen der Luft, die in dem Kissen 28 enthalten ist. Ein Austreten von Luft aus dem Inneren des Kissens 28 wird durch ein vollständiges oder teilweises Schließen der Ventile 40 geregelt (gezeigt in 8).
6 zeigt die Anbringung des einsetzbaren Kissenmechanismus 14 an einer Sitzanordnung 18 an dem Scharnier 16. Der einsetzbare Kissenmechanismus 14 ist hier in seiner verstauten Position gezeigt. Ein elektrisches Gebläse 32, das bei einem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, drängt Luft in das Kissen 28, wenn eine spezifizierte Neigung oder Neigungsrate erfaßt wird, und das Aufblasen des Kissens 28 wird initiiert, um ein schnelleres Aufblasen zu ermöglichen als durch die Ventile 40 geliefert wird (gezeigt in 8). Der einsetzbare Kissenmechanismus 14 ist in seinem eingesetzten Zustand in 7 gezeigt.
Bezug nehmend nun auf 8 ist der einsetzbare Kissenmechanismus 14 in seinem eingesetzten Zustand gezeigt, was die Position von Klappventilen 40 und Gebläse 32 zeigt.
9 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Rückwärtsstoßdämpfer 42 angebracht an die Sitzanordnung 18 gezeigt ist. Der Rückwärtsstoßdämpfer 42 ist ein einsetzbarer Mechanismus, der auf dieselbe Weise arbeitet, wie oben im Hinblick auf den einsetzbaren Kissenmechanismus 14 beschrieben wurde. Der Rückwärtsstoß dämpfer 42 enthält eine oder mehrere Federvorrichtungen (nicht gezeigt), die einen Blasebalg ausdehnen, wenn ein bevorstehendes Kippen erfaßt wird, um eine zusätzliche Absorption von Energie und einen Schutz für den Passagier 22 zu liefern, entweder statt oder zusätzlich zu der Absorption von Energie, die durch den einsetzbaren Kissenmechanismus 14 geliefert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel, das in 9 gezeigt ist, ist der einsetzbare Kissenmechanismus 14 angebracht an die Sitzanordnung 18 an dem Scharnier 16 gezeigt.
Bezug nehmend nun auf 10A–10D, in denen Frontansichten des Fahrzeugs 10 vom Rollstuhltyp gezeigt sind, sind diese wiederum als Beispiele gezeigt, obwohl andere Fahrzeuge innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden Ansprüche liegen. Unter besonderer Bezugnahme auf 10A ist ein Passagier 22 sitzend in dem Fahrzeug 10 während einer normalen Operation des Fahrzeugs gezeigt. Die Anfangsstufe eines Seitwärtskippens, wie sie durch eine Oberflächenunregelmäßigkeit verursacht werden könnte, ist gezeigt und wird nun Bezug nehmend auf 10B beschrieben. Wenn eine Neigung oder eine Neigungsrate auf eine der oben beschriebenen Weisen im Hinblick auf eine Rückwärtsneigung erfaßt wird, wird der Einsatz des Kissenmechanismus initiiert und das Energiereservoir wird betätigt, um zu verursachen, daß das Kissen 28 um die Achse 16 aufgefaltet wird. Luft oder ein anderes Gas wird entweder in das Volumen innerhalb der Innenoberfläche des Kissens 28 gedrängt oder gezogen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Ansauger (nicht gezeigt) verwendet, um ein zusätzliches Gasvolumen einzulagern, wie z. B. Umgebungsluft, um das sich ausdehnende Kissen 28 schneller zu füllen. 10C zeigt den Kissenmechanismus 14 vollständig aufgeblasen. 10D zeigt das Fahrzeug 10 vollständig zur Seite gekippt, wobei das Kissen 28 in Kontakt mit dem Boden ist und die Aufprallenergie durch Komprimieren und Umverteilen der Luft oder eines anderen Gases absorbiert hat, das innerhalb des Kissens 28 enthalten ist.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen ausschließlich exemplarisch sein und zahlreiche Abweichungen und Modifikationen sind für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich. Alle derartigen Abänderungen und Modifikationen sollen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegen, wie sie durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Ein einsetzbarer Kissenmechanismus zum Schützen eines Passagiers eines nicht geschlossenen Personenfahrzeugs (10), derart gekennzeichnet, daß der einsetzbare Kissenmechanismus (14) folgende Merkmale aufweist: (a) ein Kissen (20) zum Absorbieren von Energie, das eine Innenoberfläche aufweist, die mit dem Fahrzeug auf eine solche Weise gekoppelt ist, um ein Aufblasen des Kissens nach außen hin von dem Fahrzeug (10) zu ermöglichen; (b) weiter gekennzeichnet dadurch, daß es einen Betätiger (27, 32, 40) aufweist, zum Auslösen der Einbringung eines Gases von der Umgebungsatmosphäre außerhalb des Kissens in die Innenoberfläche des Kissens.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß Anspruch 1, wobei derselbe ferner ein Energiereservoir zum Speichern von Energie zum Aufblasen des Kissens aufweist.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß Anspruch 2, bei dem das Energiereservoir zumindest eine Feder zum Speichern mechanischer Energie umfaßt, die ein zusammendrückbares Bauglied sein kann.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Kissen (28) mit dem Fahrzeug (10) gekoppelt ist, um ein Aufblasen des Kissens hinter dem Fahrzeug zu ermöglichen.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Kissen (28) mit dem Fahrzeug (10) gekoppelt ist, um ein Aufblasen des Kissens vor dem Fahrzeug zu ermöglichen.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Kissen (28) mit dem Fahrzeug (10) gekoppelt ist, um ein Aufblasen des Kissens seitwärts von dem Fahrzeug zu ermöglichen.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Kissen (28) zumindest eine Öffnung (32, 40) aufweist, um einen Luftfluß von außerhalb des Kissens in die Innenoberfläche des Kissens zu ermöglichen, wobei die zumindest eine Öffnung vorzugsweise ein Ventil ist.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Kissen (28) eine Mehrzahl von Blasen aufweist, zum Einschränken einer seitlichen Bewegung des Passagiers.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei derselbe ferner eine Luftantriebsvorrichtung (32) aufweist, zum Antreiben von Luft von außerhalb des Kissens in die Innenoberfläche des Kissens.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Betätiger die Einbringung eines Gases von außerhalb des Kissens in die Innenoberfläche des Kissens auslöst, ansprechend auf zumindest eine aus der spezifizierten Neigung und einer spezifizierten Neigungsrate des Personenfahrzeugs.
Ein einsetzbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Betätiger einen Verriegelungsmechanismus (27) aufweist, zum Zurückhalten des Kissens (28) in einem nicht verwendeten Zustand, vorzugsweise eine magnetische Verriegelung, und bei dem der Verriegelungsmechanismus (27) auf ein unter Druck setzen des Kissens (28) hin gelöst werden kann.
Ein verwendbarer Kissenmechanismus gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, derart gekennzeichnet, daß der verwendbare Kissenmechanismus ferner folgendes aufweist: einen Lüfter (27) zum Einbringen von Gas von außerhalb des Kissens in die Innenoberfläche des Kissens.