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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen leicht ausstoßbaren Sitz
sowie einen endo-skelettalen Sicherheitsbalken für den Schutz bei Unfällen.
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In
der Vergangenheit war die Sicherheit von Insassen nicht immer die
Priorität
bei der Ausgestaltung eines Personenfahrzeugs. Im Laufe der Entwicklung
der Kraftfahrzeugbaus entwickelte sich die Struktur von einer Karosserie,
welche die mechanischen Komponenten des Fahrzeugs zusammenhielt, hin
zu einer Struktur, der nun eine Fahrgastzelle oder Sitze für die Insassen
hinzugefügt
wurden. Die Ausgestaltung der Struktur war für das Zusammenhalten der arbeitenden
Komponenten des Fahrzeugs zu dieser Zeit ein entscheidender Aspekt.
Später
in der jüngsten
Vergangenheit bis in die heutige Gegenwart, waren exo-skelettale
Ausgestaltungen vorherrschendes Paradigma. Dabei wurden „Schalen" konstruiert, um
sowohl die mechanischen Komponenten als auch die Insassen in sich
aufzunehmen. Während der
vergangenen Jahre jedoch wurden Überlegungen
bezüglich
der Sicherheit der Insassen zu einem Thema von höchster Wichtigkeit. Fahrzeugbauer – insbesondere
Autobauer – haben
sich dieser Aufgabe auf bewundernswerte Weise gestellt, indem sie unzählige Vorrichtungen
und Zusatzgeräte
in das Schalenparadigma hinein integrierten, um Risiken im Falle
von Zusammenstößen zu minimieren.
Derartige Vorrichtungen schließen
Rückhaltevorrichtungen
wie Sicherheitsgurte und schützende
Airbags ein. Jedoch hat das Schalenparadigma seine Grenzen. Es liegt
in der Natur der Sache, dass Schalenstrukturen eine hohe Abscher-
und Biegefestigkeit erfordern, um Druckbelastungen bei einem Aufprall
standhalten zu können,
was dazu führt,
dass größere Masse
oder höheres
Gewicht des Fahrzeugs notwendig werden. Dies wiederum wirkt sich
auf Kosten und Energieeffizienz des Fahrzeugs aus. Diese Faktoren
führen
oft zu Kompromissen, was die strukturelle Steifigkeit der Schale
betrifft. Die vorliegende Erfindung bezweckt das Bereitstellen einer
Strukturausgestaltung für Kraftfahrzeuge,
um dieses Problem anzugehen.
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Ein ähnliches
Problem ist das des Komforts der Insassen in der Entwicklung von
Personenfahrzeugen aus von Tieren gezogenen Kutschen. In der Geschichte
des Kraftfahrzeugbaus war es stets so, dass Insassen in das Fahrzeug
einsteigen mussten, um sich in die Reise- oder Betriebsstellung
zu begeben. Dies kann vor allem für ältere und behinderte Menschen
schwierig sein, sowie für
Kleinkinder und kleine Kinder (die in spezielle Sicherheitsautositzen gesetzt
werden müssen).
Ein zweiter Aspekt stellt bevorzugt ein neues Paradigma für Personenfahrzeuge bereit,
das es Insassen ermöglicht,
mit Hilfe von ausstoßbaren
Sitzes einfach ein- und auszusteigen.
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Zudem
versucht die Erfindung, die aus diesem Wandel in der Strukturausgestaltung
resultierenden Synergieeffekte zu unterstreichen, die in den zwei
Aspekten enthalten sind, und stellt eine bevorzugte beispielhafte
Ausführungsform
bereit.
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DE-A-4
212 091 bezieht sich auf eine Autositzbefestigung, die eine Gleiteinrichtung
mit geformten Führungsschienen
einschließt,
um den oberen Teil der Sitzbefestigung seitwärts zu bewegen. Die seitliche
Bewegung wird durch eine Arretierung blockiert, die durch einen
seitlichen Aufprall infolge einer Quetschung der Fahrzeugseite betätigt wird.
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US-A-5
000 509 bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
das einen stoßresistenten,
wenig deformierbaren Karosserieteil und eine neben dem wenig deformierbaren
Karosserieteil liegende, mit der Karosserie verbundene Stützstruktur
umfasst. Die Aufprallenergie eines seitlichen Aufpralls kann durch
Verbindung des wenig deformierbaren Karosserieteils mit der Stützstruktur
durch das Fahrzeug hindurch transportiert werden.
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US-A-3
071 407 bezieht sich auf einen Fahrzeugrücksitz, der transversal zur
Achse eines Kraftfahrzeugs bewegt werden kann, wobei der gesamte Sitz
sich außerhalb
der normalen Seitenwände
des Fahrzeugkörpers
befindet.
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US-A-2
758 872 bezieht sich auf einen seitlich bewegbaren Sitz, der durch
eine Karosserie hindurch zu den Türen eines Fahrzeugs hin und
her bewegt werden kann.
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GB-A-2300
391 bezieht sich auf ein Fahrzeugsicherheitssystem, das einen Sitz
und eine Sitzbefestigung mit starr befestigten Stoßdämpfern einschließt, um Stöße durch
einen frontalen, hinteren oder seitlichen Aufprall zu dämpfen. Der
Sitz hat schwenkbare Kopfstützen,
aber der Sitz ist fest und bewegt sich nicht, um das Einsteigen
zu ermöglichen.
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US-A-5
464 266 bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, in dem Aufprallelemente
auf Teilen der Seiten der Karosserie bereitgestellt werden, die
dazu dienen, die querverlaufende Steifigkeit des Fahrzeugs zu erhöhen, indem
sie die Aufprallsenergie aufnehmen und die Kraft des Zusammenstoßes auf die
Fahrzeugbodenstruktur übertragen.
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US-A-4
995 659 bezieht sich auf einen Stoßdämpfer für ein Auto, der eine Vielzahl
von röhrenförmigen Luftblättern, in
die Druckluft aus Heliumgas gefüllt
ist, umfasst. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in einem dazu in Beziehung stehenden Aspekt eine
Fahrzeugstruktur bereitgestellt, wie sie in Anspruch 1 definiert
ist. In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren,
wie in Anspruch 47 definiert, bereitgestellt.
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Bevorzugte
Merkmale werden in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt das Bereitstellen einer neuen strukturellen
Ausgestaltung von neuen Personenfahrzeugen mit zwei zueinander in
Beziehung stehenden Aspekten. Der erste dieser Aspekte ist die endo-skelettale
Struktur für
eine Personenkraftfahrzeug-Ausgestaltung, deren Hauptmerkmal es
ist, dass sie Insassen bei einem seitlichen Aufprall in einem Zusammenstoß Schutz
bietet, was durch die Verwendung eines inneren Rahmens statt durch
eine Schalenstruktur geschieht. Der zweite Aspekt ist die Struktur
des leicht ausstoßbaren
Sitzes für
Kraftfahrzeuge, die in Bezug auf Nützlichkeit und Sicherheit von
Wert ist, was das Einsteigen in das Fahrzeug betrifft.
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Während die
Bewegung eines Kraftfahrzeugs in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gesteuert werden
kann, gibt es wenig oder geringe Steuerung der Bewegung eines Kraftfahrzeugs
in die seitliche Richtung. Aus diesem Grund sind Insassen bei seitlichen
Zusammenstößen sehr
verwundbar, während ausgeklügelte Fahrzeugsgeschwindigkeitssteuerungen
und andere Innovationen für
den Schutz der Insassen bei Zusammenstößen von vorne oder von hinten
entworfen werden. Diese Erfindung versucht, diese Notwendigkeit
anzugehen, wobei zugleich eine strukturelle Ausgestaltung bereitgestellt
wird, die ein leichtes Einsteigen in das Fahrzeug ermöglicht.
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Mehrere
abhängige
Ansprüche
bestimmen die unabhängigen
Ansprüche
genauer. Zudem wird im Beschreibungsteil eine bevorzugte Ausführungsform
offenbart, um synergetisch die strukturellen Merkmale beider Aspekte
auszudrücken,
mit mehreren Teilen der Vorrichtung, die eine zweifache Aufgabe
in der Ausführungsform
erfüllen,
wodurch die Synergien dieser zueinander in Beziehung stehenden Aspekte
sowie der Wert der Erfindung veranschaulicht werden.
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Mit
dieser Erfindung wird zum ersten Mal versucht, das Augenmerk der
strukturellen Ausgestaltung von Personenkraftfahrzeugen auf die
Schlüsselinteressen
der Insassen zu richten -Sicherheit und Komfort durch eine Ausgestaltung,
die diesem Bedürfnis,
das für
das mechanische Funktionieren des Fahrzeugs zweitrangig ist, entgegenkommt.
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Im
folgenden werden die angehängten Zeichnungen
beschrieben. Diese Zeichnungen tragen zur Veranschaulichung der
Erfindung bei, aber beabsichtigen nicht die Bereitstellung einer
ausschließlichen
Gruppe von Ausführungsformen
der Erfindung.
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1A zeigt
die Struktur im ersten Aspekt. Der endo-skelettale Rahmen wird gebildet
durch die zentralen Elemente und eventuell dem Fahrzeugboden (3).
Seitliche Steifigkeit wird durch die Elemente des Sicherheitsbalkens
bereitgestellt, die entweder Teil des Gleitmechanismus (4, 5)
sein können
oder nicht. Aufprallschutz wird durch die Seitenaufprallstoßdämpfer (4)
bereitgestellt, die äußere Airbags (11)
einschließen
können,
welche wiederum Perforationsschilde (10) erfordern können. Die
normale Situation wird in der Illustration 1 gezeigt und die Aufprallsituation
in II. 1B zeigt den leicht ausstoßbaren Sitz
mit endo-skelettalem Sicherheitsbalken für den Schutz bei Unfällen mit
der Positionierung der Insassen. Hier steht Nummer 9 für den Schutzschild
und die äußeren Airbags.
Nummer 14 steht für
die Stoßdämpfer und
den Gleitbalken (4) und die Handausstoßgleitschiene (5)
in der blockierten Stellung. Nummer 6 ist ein Sicherheitshilfsrahmen,
der auf der Ausstoßgleitschiene
angebracht ist und der in der Betriebsstellung mit der Ausstoßgleitschiene
in einer Stellung blockiert ist. In anderen Ausführungsformen kann dieser Sicherheitsrahmen
ein Teil der festen Struktur sein, wobei die äußeren Enden des Rahmens in
die Stoßdämpfer und
den Schutzschild greifen. Nummer 7 zeigt den Fahrzeugsitz und Nummer 3
den zentralen Karosserierahmen.
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1C zeigt
die Wirkung des Aufpralls in 1B. Im
Falle eines Aufpralls, wodurch Beschleunigungen entstehen, denen
der menschliche Körper trotz
der Stoßdämpfer nicht
standhalten kann, wird der Sitz auf der Aufprallsseite (7)
von der Ausstoßgleitschiene
(4, 5) getrennt, und die Ausstoßgleitschiene
und der Sicherheitshilfsrahmen (6), zusammen mit dem Stoßdämpfer (14)
und dem Schutzschild (9) auf der anderen Seite werden entblockiert
und beide Sitze können
so weit ausgestoßen
werden, dass Quetschverletzungen verhindert werden. Die meiste Stoßkraft wird.
von den zusammengedrückten
Stoßdämpfern (14),
der Gleitschiene (4, 5) und dem Sicherheitsrahmen
(6) sowie den Hauptkarosserieelementen des Fahrzeugs Nummer
3 abgefangen.
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2A zeigt
die „Sicherheitszonen", welche die Ausgestaltung
des Fahrzeugs vorsieht. Diese Sicherheitszonen (15) zielen
auf die Profile der Insassen. Andere Bereiche haben minimalen Schutz,
um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren.
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2B zeigt
eine Ausführungsform
der Sitze. Eine Schnittzeichnung der seitlichen Ansicht und eine
Draufsicht des Sitzes werden mit einem Mehrpunkt-Sicherheitsgurt
ausgestattet, der einzigartig an dieser Erfindung ist.
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Nummern
16 stehen für
die Befestigungshaken für
den Mehrpunkt-Sicherheitsgurt. Die Befestigung auf der Innenseite
kann mit Scharnieren versehen sein, so dass sie sich nach oben öffnet, während die
Befestigung auf der Außenseite
in der Betriebsstellung blockiert werden kann. Sie kann auch auf den
festen Teilen des Fahrzeugs angebracht werden, so dass der Sitz
unter den Gurt hineingleitet und dort einrastet.
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Nummer
17 ist der Mehrpunkt-Sicherheitsgurt, der aus einen halbstarren
Material sein kann, wodurch der gesamte Oberkörper bei einem Frontalaufprall
gestützt
wird.
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Merkmale
des Sitzes können
an den Körper angepasste
Armlehnen (18) und einen Körperhohlraum (19)
einschließen.
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3A ist
eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform.
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3B & C zeigen die
Schnittzeichnung der Vorderansicht der strukturellen Ausgestaltung
dieser Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform.
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Die
Karosserie des Fahrzeugs Nummer 1 und Nummer 2 wird zusammen mit
einer Ausführungsform
der Vorrichtung in einer schematischen Schnittzeichnung sowohl in
der Befestigungsstellung als auch in der Betriebsstellung gezeigt.
Die Figur „B" zeigt die Vorrichtung
in der ausgefahrenen Stellung. Die Figur „C" zeigt die Betriebsstellung. Insbesondere
zeigen diese Figuren den Ausstoßmechanismus, der
eine Gleitschienenstruktur Nummern 4 und 5 in 3B & C sein kann,
auf der ein Fahrzeugsitz – Nummer
7 in 3B & C – angebracht
sein kann.
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Nummer
3 steht für
das Hauptstrukturelement des skelettalen Rahmens. Nummer 4 ist die
untere Gleitschiene für
den leicht ausstoßbaren
Sitz – der
Gleitrahmen, Nummer 5 ist die obere Gleitschiene des leicht ausstoßbaren Sitzes – die Ausstoßgleitschiene.
In der Betriebsstellung gleiten diese zusammen und der Sicherheitsrahmen – alternativ
kann der Sicherheitsrahmen ein festes Element des skelettalen Rahmens
sein, der in der Betriebsstellung in den Stoßdämpfer und den Schutzschild
einrastet. Nummer 6 rastet in den skelettalen Rahmen mit der Arretiervorrichtung – Nummern
13 ein. Der Sitz – Nummer 7 – ist für den Komfort
an den Körper
angepasst und hat alle Bewegungs- und Einstellungsfähigkeiten
eines herkömmlichen
Fahrzeugsitzes in der Betriebsstellung. Er ist mit der Ausstoßgleitschiene
durch Vorrichtungen für
das Abtrennen bei einem Aufprall Nummer 8 verbunden. Diese Vorrichtungen
für das Abtrennen
können
in einigen Ausführungsformen
als sekundäre
Gleitschienen ausgestaltet sein, die, wenn sie bei einem Aufprall
abgetrennt werden, die Sitze und Insassen aus dem Wagen ausstoßen. Die Stoßdämpfer – Nummer
14 – sind
mit der Ausstoßgleitschiene
und dem Sicherheitsrahmen auf einer Seite und dem Schutzschild – Nummer
9 – verbunden.
Die äußeren Airbags
sitzen zwischen dem Schutzschild und dem Perforationsschild – Nummer 10 – und werden
mit den Geschwindigkeitsdetektoren – Nummer 12 – aktiviert.
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Die
endo-skelettale Struktur ist eine Innovation, die ein neues Paradigma
in der Ausgestaltung des Automobils und anderen Personenwagen einführt, wobei
ein von Sicherheitsaspekten geleiteter „endo-skelettaler" (innerskelettaler)
Rahmen statt der heute verwendeten „exo-skelettalen" oder auf Schalen
basierten Karosserie verwendet wird. In der Natur der letzteren
liegt es, dass sie weniger widerstandsfähig sind, wenn sie unter Druckbelastung
stehen, die bei Zusammenstößen auftritt.
Die Ausgestaltung unterscheidet sich von Automobilausgestaltungen
früherer
Zeiten dadurch, dass die skelettalen Strukturen sicherheitsorientiert
sind, statt das Hauptgewicht auf das mechanische Funktionieren des
Fahrzeugs zu legen. Es ist zu beachten, dass die endo-skelettale Ausgestaltung
die Entwicklung in den strukturellen Prioritäten bei höher entwickelten Organismen
aufgreift. Der Aspekt des leicht ausstoßbaren Sitzes (zweiter Aspekt)
stellt einen ergonomisch nützlichen, einfachen
und komfortablen Ansatz für
das Einsteigen in Kraftfahrzeuge und das Aussteigen aus Kraftfahrzeugen.
Die Autositze werden mit Hilfe von Gleitschienen oder Ausfahrarmen
nach außerhalb
der Karosserie des Fahrzeugs ausgefahren, sodass das Ein- und Aussteigen
erleichtert wird, und auf Wunsch in die Betriebs- oder Reisestellung gebracht. Zudem stellt
dies im Falle von seitlichen Zusammenstößen den Mechanismus für den Ausstoß der Insassen
bereit, falls dies notwendig ist, um Quetschverletzungen zu vermeiden.
Der leicht ausstoßbare
Sitz ist besonders geeignet für
Automobile und kleinere Personenfahrzeuge. Sein Nutzwert unter diesem
Gesichtspunkt ist besonders groß für ältere Personen,
behinderte Menschen und Kleinkinder.
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Insbesondere
sind diese beiden Aspekte verbunden durch die Tatsache, dass bedeutende
Synergie-Effekte in ihrer kombinierten Ausführungsform bestehen. Da bei
Verwendung des Paradigmas der leichten Ausstoßbarkeit zusammen mit der endo-skelettalen
Struktur viele strukturelle Elemente für beide Zwecke verwendet werden,
wird bequemes Einsteigen in das Kraftfahrzeug ermöglicht und
das Verletzungsrisiko für
Fahrer und Insassen bei seitlichen Zusammenstößen in allen Kraftfahrzeugtypen reduziert.
Während
die Bewegung eines Kraftfahrzeugs in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gesteuert werden
kann, gibt es wenig oder geringe Steuerung der Bewegung eines Kraftfahrzeugs
in die seitliche Richtung. Aus diesem Grund sind Insassen bei seitlichen
Zusammenstößen sehr
verwundbar, während andererseits
ausgeklügelte
Fahrzeugsgeschwindigkeitssteuerungen und andere Innovationen für den Schutz
der Insassen bei Zusammenstößen von
vorne oder von hinten entworfen werden. Diese Erfindung versucht,
diese Notwendigkeit anzugehen, wobei zugleich ein leichtes Einsteigen
in das Fahrzeug ermöglicht
wird.
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Der
erste Aspekt (siehe 1A) stellt ein neues Paradigma
für die
Ausgestaltung von Fahrzeugstrukturen bereit – die endo-skelettale Sicherheitsstruktur
oder innere skelettale Struktur. Hierbei sind die inneren Strukturelemente
in erster Linie für die
Sicherheit der Insassen konzipiert und bilden zusammen eine schützende Struktur,
insbesondere im Falle eines seitlichen Aufpralls. Die Ausgestaltung der
Struktur überträgt den Aufprall
bei Zusammenstößen direkt über zusammendrückbare Elemente und
zusammendrückbare
Stoßdämpfer der
Struktur auf Komponenten des Fahrzeugs mit hoher Masse und schützt dadurch
die Insassen. Die Struktur verwendet Elemente, die eher unter Druckbelastung
als unter Abscherbelastung stehen, wodurch die Verwendung leichterer
Materialien ermöglicht
wird, die bei einem Aufprall denselben Kräften standhalten müssen wie
herkömmliche
Ausgestaltungen. In vielen Ausführungsformen
werden herkömmliche
Stoßdämpfer und
Airbags in Verbindung mit den starren Elementen unter Druck verwendet,
welche die Energie eines Aufpralls aufnehmen. In einigen Ausführungsformen
können
die Stoßdämpfer und
Airbags proaktiv ausgelöst
werden (mit Hilfe von strategisch platzierten Sensoren) oder reaktiv
wie in herkömmlichen
Ausgestaltungen.
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Alles
in allem wird dadurch höhere
Sicherheit für
die Insassen bei gleichem Fahrzeuggewicht bereitgestellt.
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Die
endo-skelettale Sicherheitsstruktur für die Ausgestaltung von Personenfahrzeugen
ermittelt gezielte „Aufprallzonen" (siehe 2A),
wo Insassen geschädigt
werden könnten
und stellt einen Weg bereit, über
den die Energie eines solchen Aufpralls direkt über starre und stoßdämpfende
Elemente mit Druckfestigkeit auf die Komponenten des Fahrzeugs mit
hoher Masse übertragen
wird, wodurch die Passagiere vor dem Aufprall und der Druckbelastung derartiger
Zusammenstöße geschützt werden
können.
Die Insassen werden, obwohl sie ein Teil der trägen Masse des Fahrzeugs sind,
von der Übertragung der
Energie auf den Rest des Fahrzeugs ausgenommen. Die Energieübertragung
findet durch strukturelle Elemente unter Druckbelastung in der skelettalen Struktur
statt. In den meisten Ausführungsformen
beinhaltet die Ausgestaltung Stoßdämpfer, die an Stellen angebracht
sind, wo es wahrscheinlich ist, dass ein die Insassen schädigender
Aufprall auftritt. Stoßdämpfer können in
einigen Ausführungsformen
proaktiv sein (mit geeigneten seitlichen Sensoren für Geschwindigkeit
und Abstand) oder reaktiv (wie in der herkömmlichen Ausgestaltung).
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Die
Ausgestaltung der Struktur zielt auf die Sicherheit der Insassen
bei seitlichen Zusammenstößen oder
bei einem seitlichen Aufprall ab. Die Struktur hat die folgenden
Eigenschaften:
- A. Sie zielt auf potentielle
Aufprallzonen bei seitlichen Zusammenstößen oder bei einem seitlichen Aufprall
ab, welche die Sicherheit der Insassen gefährden könnten (wie in 2A)
- B. Sie beinhaltet eine skelettale Struktur, die Druckbelastungen
tragende Elemente bereitstellt, die sowohl starr als auch stoßdämpfend sind,
welche die im obigen Absatz ermittelten Aufprallzonen schützen (siehe 1A,
B)
- C. Sie erreicht eine strukturell minimale (in Bezug auf das
Gewicht) Ausgestaltung, um die Sicherheitszielsetzungen des vorhergehenden
Absatzes zu erfüllen,
wodurch die Fahrzeugmasse möglicherweise
durch Karosserieschalenmaterialien von geringerem Gewicht minimiert
wird. Strukturelle Steifigkeit wird durch die gegebene Ausgestaltung
von Komponenten, die Druckbelastungen tragen, erreicht statt durch
Schalenstrukturen, die Scher- oder Biegbelastungen standhalten müssen. Dies
kann zu einem geringeren Gewicht der Materialien bei der Herstellung führen, was
zu potentiell geringeren Kosten und Energieverbrauch des Fahrzeugs
führt.
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Der
zweite Aspekt stellt ein neues Paradigma für das Einsteigen in ein Kraftfahrzeug
bereit. Der herkömmliche
Ansatz für
das Ein- und Aussteigen in und aus ein/em zeitgenössischen
Kraftfahrzeug bedeutet, über
eine Tür
in das Fahrzeug zu gelangen und sich dann selbst in einem festen
Sitz zu positionieren (derartige Sitze erlauben eingeschränkte Vorwärts- und
Rückwärtsanpassungen
aber keine bedeutsame seitliche Bewegung). Dieser Aspekt. Der Ausstoßmechanismus
lässt den
Sitz aus dem Fahrzeug heraus gleiten oder fahren, wodurch es möglich wird,
sich bequem in den Sitz zu setzen und danach in die Reise- oder
Betriebsstellung bewegt zu werden, entweder automatisch oder mit
minimalem manuellen Einsatz. Das umgekehrte Verfahren wird beim
Aussteigen aus dem Fahrzeug angewendet. Die Struktur erlaubt die
Ausgestaltung von Fahrzeugsitzen, die den Insassen an allen Seiten
stützen
(einschließlich
an der Ausstiegsseite). Dies ist in herkömmlichen Kraftfahrzeugen nicht
verfügbar.
Zudem vereinfacht dies die Ausstattung des Sitzes mit starren Schutzgleitschienen,
die den Insassen bei einem Zusammenstoß schützen. Die Fahrzeugtür kann ein Teil
der integrierten Vorrichtung oder Struktur sein oder nicht.
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Die
folgende Beschreibung einer Ausführungsform
stellt nützliche
Eigenschaften der beiden Aspekte bereit – den Ausstoßmechanismus,
zusammen mit dem Sicherheitsmerkmal der endo-skelettalen Sicherheitsstruktur
und andere bevorzugte Merkmale. Abweichungen von dieser Beschreibung
in einer Ausführungsform
sind möglich.
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Die
Vorrichtung beinhaltet Stoßdämpfer am äußeren Ende
jedes Ausstoßbalkens,
die mit der starren Struktur der Ausstoßbalkengleitschiene verbunden
sind (mit dem Fahrgestell arretiert, wenn das Fahrzeug in Bewegung
ist). Die äußere Seite
des Stoßdämpfers (Schutzschild)
bedeckt einen großen Teil
des Seitenprofils des Insassen und kann sogar über den Insassen ausgefahren
werden als ein (fester oder einklappbarer) „Sicherheitskäfig". In einigen Ausführungsformen
kann dieser Schutzschild mit Scharnieren versehen werden, damit
ein Aussteigen aus dem Fahrzeug ohne den Ausstoßmechanismus möglich ist.
Der Sitz ist auf der Ausstoßbalkengleitschiene
angebracht und wird im Falle eines Aufpralls mechanisch abgetrennt.
Diese Gleitschiene stellt auch das endo-skelettale Element bereit,
das den Insassen schützt.
Diese zweifache Rolle reduziert die erforderliche Masse des Fahrzeugs,
um diese Funktionen zu erfüllen.
Die Funktion der Fahrzeugtür
ist in den meisten Ausführungsformen
auf einen „Perforationsschild" (wie unten erwähnt), ihren
kosmetischen Wert in der Ausgestaltung des Fahrzeugs und die Schutzfunktion
vor Wettereinflüssen
reduziert. Seitliche Geschwindigkeits- und Abstandsdetektoren können auf
dem Perforationsschild (und dem Sicherheitsschild) angebracht werden,
um mögliche
seitliche Zusammenstöße festzustellen
und äußere Airbags
zu aktivieren. Derartige Airbags können zwischen dem Sicherheitsschild
und dem Perforationsschild angebracht werden. Da der Ausstoßmechanismus
dadurch schützt,
dass er Druckbelastungen durch die Ausstoßgleitschiene, den Gleitrahmen
und den Sicherheitshilfsrahmen standhält statt durch Widerstand gegenüber einer
Scherbelastung wie in Schalenstrukturen in herkömmlichen Autokarosserien, können leichte
Materialien als Ersatz für
die Kraftelemente in der Fahrzeugausgestaltung verwendet werden.
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Das
folgende stellt eine detaillierte Beschreibung einiger der Komponenten
dieser Ausführungsform
dar.
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Der Gleitrahmen
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Der
Gleitrahmen hat eine zweifache Eigenschaft: Er stellt einen nützlichen
Ansatz für
das Ein- und Aussteigen in und aus Kraftfahrzeuge/n bereit, und
er schützt
bei einem seitlichen Aufprall oder seitlichen Zusammenstößen durch
seine Widerstandskraft unter Druckbelastung. Der Gleitrahmen stützt den
Ausstoßrahmen,
welcher sich seitlich frei bewegen kann.
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Ausstoßgleitschiene
und Sicherheitshilfsrahmen
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Die
Gleitschiene sorgt für
die seitliche Bewegung des Sitzes beim Ein- und Aussteigen in das/aus dem
Fahrzeug. Sie kann in Verbindung mit Achsenlager- oder Rollenmechanismen
verwendet werden. Zusätzlich
stellt sie in der blockierten Stellung die zweifache Funktion des
Seitenaufprallschutzes bereit. Dieser Schutz wird erhöht durch
einen Sicherheitshilfsrahmen. Wie oben erwähnt, kann der Sicherheitsrahmen
auch ein festes Element der skelettalen Struktur sein, das in der
Betriebsstellung mit den Stoßdämpfern und
dem Schutzschild fixiert ist, welcher auf der Ausstoßgleitschiene
möglicherweise hinter
dem Fahrzeugsitz angebracht ist, in der Betriebsstellung ist er
mit dem Rahmen fixiert wie die Gleitschiene.
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Aufwurfsitz
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Komfortmerkmale
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Der
leicht ausstoßbare
Sitz hat sämtliche
Bewegungs- und Polsterungsmerkmale herkömmlicher Fahrzeugsitze. Jedoch
kann er zusätzlich
dem Körper
angepasst sein, um integrierten Schutz der Lenden und seitlichen
Schutz an beiden Körperseiten
bereit zu stellen – ein
Merkmal, das in herkömmlichen Sitzen
nicht möglich
ist, da bei solchen Ausgestaltungen freier Zugang auf der Türseite erforderlich
ist. In herkömmlichen
Ausgestaltungen stellt die Türfläche die
einzige Stütze
an der äußeren Seitenfläche dar, welche
für gewöhnlich auf
Armlehnen beschränkt sind.
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Die
kostengünstigere
Ausführungsform
kann nur den unteren Sitz mit den ausfahrbaren Lendenseitenstützen aufweisen,
während
bei teureren Ausführungsformen
der gesamte Sitz ausfahrbar ist.
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Die „individuellen
an den Körper
angepassten Sitze",
die an jeden Insassen individuell angepasst sind, können mit
Einfassungseinsätzen
ausgestaltet sein, welche den gesamten Unterkörper in dem leicht ausstoßbaren Sitz
einfassen. Ähnlich
können
Kindersitze so ausgestaltet sein, dass sie Kinder schützen (siehe
unten). Änderungen
dieser Struktur können
vorgenommen werden.
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Sicherheitsmerkmale
des Sitzes
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Mechanisches
Trennen
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Der
Sitz wird mechanisch von der Ausstoßgleitschiene zu dem Zweck
des Aufprallschutzes getrennt. Während
der ausgekuppelte Sitz unter normalen Betriebsbedingungen starr
von der blockierten Gleitschiene gestützt wird, wird durch bedeutsame Stöße – denen
der menschliche Körper
normalerweise nicht standhalten könnte – die Gleitschiene von dem
Sitz getrennt, sodass die Gleitschiene die Aufprallenergie auf die
Hauptstrukturelemente des Fahrzeugs übertragen kann, wobei die Sitze
sich unabhängig
bewegen können,
was zu Ausstoßen
auf der anderen Fahrzeugseite (weg von dem Aufprall) führen kann.
Die Vorrichtungen für
das Abtrennen des Sitzes können
als sekundäre
Gleitschienen auf der Ausstoßgleitschiene
ausgebildet sein.
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Mehrpunkt-Sicherheitsgurt
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Der
leicht ausstoßbare
Sitz kann herkömmliche
Sicherheitspunkte oder Mehrpunkt-Sicherheitsgurte
aufweisen, die nach dem Befestigen über dem Schoß schließen. Dieser
kann manuell mit einer Scharnierstruktur, die über dem Schoß schließt geschlossen
werden, oder kann Teil der festen Verankerung des leicht ausstoßbaren Sitzes
sein, sodass der Sitz sich selbst unter dem Gurt positioniert und diesen
schließt.
Der Gurt kann aus einem biegbaren aber halbstarren Material (wie
etwa hochfestes Nylon) sein, um bei einem Frontalzusammenstoß zu stützen.
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Ausstoßgleitschienenstütze
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Bei
größeren Fahrzeugen,
die mehr als einen Sitz auf einer Gleitschiene haben und bei denen eine
längere
Bewegung außerhalb
des Fahrzeugs erforderlich ist, kann die Fahrzeugtür mit hinteren Scharnieren
versehen sein und die Gleitschiene stützen.
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Seitlicher
Abstand für
einen einzelnen leicht ausstoßbaren
Sitz
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Der
Abstand des Austoßsitzes
zur Fahrzeugseite wird in der ausgefahrenen Stellung für gewöhnlich in
der Spanne zwischen ungefähr
20 Inch bis 30 Inch liegen. Dies könnte wesentlich weniger sein
als der für
das Öffnen
einer herkömmlichen
Autotür
erforderliche Abstand. Die ist besonders nützlich für das Parken an Stellen mit
eingeschränktem
Abstand.
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Stoßdämpfer des leicht ausstoßbaren Sitzes
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Der
Stoßdämpfer stellt
die Energieaufnahmefähigkeit
zwischen der trägen
Masse des Fahrzeugs und dem aufprallenden Körper bei einem seitlichen Aufprall
bereit. Er kann an der Ausstoßgleitschiene
angebracht werden, wobei die äußere Seite in
den Schutzschild einrastet oder an ihn befestigt ist (unten). Zusätzlich rastet
der Stoßdämpfer in
der Betriebsstellung in den Gleitrahmen ein. 3B & C Nummern 13.
Insbesondere rastet das innere Ende der Ausstoßgleitschiene während des
Betriebes in den Fahrzeugrahmen ein.
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Ausstoßschutzschild
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Dies
ist der Aufprallschild, der direkt mit dem Stoßdämpfer verbunden ist. In den
meisten Ausführungsformen
bedeckt er einen Großteil
des Seitenprofils des Insassen. Optional kann die Oberfläche des
Schutzschildes ausgehängt
werden, sodass für Ausführungen,
die herkömmliche
Türen aufweisen ein
Besteigen des Sitzes ohne Ausfahren oder Ausgleiten des leicht ausstoßbaren Sitzes
möglich
ist.
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Ausstoßperforationsschild
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Dieses
stellt Perforationsschutz gegen scharfkantige Gegenstände bei
einem Zusammenstoß bereit,
sowohl für
den Insassen als auch für
den äußeren Airbag
(unten) Er dürfte
in den meisten Ausführungsformen
die Fahrzeugtür
oder die äußere Verkleidung
davon sein.
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Die Mehrfachfunktionen
der Autotür
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Wie
oben erwähnt,
haben einige Ausführungsformen
mehrere Funktionen für
die Tür.
Erstens dient sie als Perforationsschild für den Aufprallschutz. Zweitens
als Stütze
für die
Ausstoßgleitschiene,
falls dies notwendig ist insbesondere für größere Fahrzeuge, drittens erfüllt sie
ihre herkömmliche Schutzfunktion
gegen Wetter- und Umwelteinflüsse, und
schließlich
dient sie als Befestigung für
Seitenaufprallgeschwindigkeits- und Entfernungsdetektoren. Zur Bereitstellung
von mehreren Funktionen kann die Tür doppelte Verkleidungen aufweisen,
insbesondere für
die Funktion als Perforationsschild und die Gleitschienenstützfunktion.
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Die
Tür kann
so ausgestaltet sein, dass sie die Ausstoßgleitschiene besonders bei
größeren Fahrzeugen
mit mehreren Sitzen auf jeder Ausstoßgleitschiene stützt. Ein
hinteres Scharnier verhindert eine Behinderung des Insassen beim
Einsteigen in das Fahrzeug und beim Aussteigen aus dem Fahrzeug.
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Die
Tür kann
als Befestigung für
Seitenaufprallgeschwindigkeitsdetektoren dienen. Dieses Sicherheitsmerkmal
stellt eine Frühwarnung
für das Auslösen der äußeren Seitenaufprallairbags
bereit. Die Tür
hat seitliche Geschwindigkeits- und Abstandsdetektoren (möglicherweise
Infrarotdetektoren) für
das Erkennen einer seitlichen, nahen Geschwindigkeit, um die externen
Airbags aus dem Schutzschild für
den Schutz von Fahrzeug und Insassen auszulösen.
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Skelettale
Ausstoßarretierung
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Mechanisches
Verbinden mit dem Fahrzeug
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Die
meisten Ausführungsformen
weisen eine feste mechanische Verbindung der Ausstoßgleitschiene
mit dem Hauptstrukturrahmen des Fahrzeugs während dem Fahrzeugbetrieb auf.
Dieser ist mit dem Fahrgestell und den Komponenten des Fahrzeug
mit hoher Masse verbunden, um die Aufprallenergie zu übertragen.
-
Zündschloss
-
Während des
Betriebs des Fahrzeugs sollten der Sicherheitsrahmen und die Ausstoßschiene
eingeklappt und verbunden sein. Das Zündschloss kann in einigen Ausführungsformen
benutzt werden, um dies sicherzustellen.
-
Sicherheitskäfig
-
In
einigen Ausführungsformen
kann der Ausstoßschutzschild
einee feste oder zusammenklappbare „Sicherheitskäfigstruktur" haben, die den Insassen
in einer vertikalen Ebene umgibt, wodurch der Insasse in einer Überrollsituation
geschützt
ist. Der Sicherheitskäfig
kann einfach ein zusammenklappbarer Überrollbügel sein.
-
Innere Seitenaufprallairbags
-
Einige
Ausführungsformen
können
innere Seitenaufprallairbags aufweisen, die sich bei einem Aufprall
nach oben „entfalten", -wodurch der Körper des
Insassen geschützt
wird.
-
Kindersitzbefestigung
-
Mit
Hilfe eines einfachen Einsatzes in den Sitz können Kleinkinder und kleine
Kinder sicher in den Sitz gesetzt werden. Der Mehrpunkt-Sicherheitsgurt
kann auch eine Befestigung ausweisen, die Kleinkinder und kleine
Kinder besser stützt.
-
BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORM
-
Diese
Ausführungsform
profitiert von den Synergie-Effekten, die eine Verwendung beider
Aspekte mit sich bringt. Zahlreiche Variationen dieser Ausführungsform
sind möglich.
Gängige
Personenkraftfahrzeuge verwenden Türen mit Scharnieren für das Ein-
und Aussteigen der Insassen und separate befestigte Sitze (keine
Seitwärtsbewegung)
in der Fahrgastzelle des Personenkraftwagens für die Insassen, während diese
in dem Fahrzeug fahren. Zudem haben solche Kraftfahrzeuge nicht üblicherweise
eine Ausgestaltung, die einen hohen Wert auf Seitenaufprallschutzvorrichtungen
legt, von dem Aufprallschutz der Seitentür und möglicherweise inneren Seitenaufprallairbags
abgesehen. Diese Ausführungsform – der Ausstoßbalken
für den
Schutz bei Unfällen – erfüllt die
zweifache Aufgabe als Ausstoßvorrichtung
mit der endo-skelettalen Struktur, die bequemes Einsteigen in Kraftfahrzeuge
ermöglicht,
und stellt Sicherheitseigenschaften bei Verwendung der endo-skelettalen
Struktur, wie hier beschrieben, bereit. Die Elemente dieser Ausführungsform
sind wie folgt:
-
1.1 Der Gleitrahmen und
die Ausstoßgleitschiene
-
Der
Gleitrahmen – Nummer
4 in 3, erfüllt die zweifache Aufgabe eines
Strukturelements, das Druckfestigkeit bereitstellt sowie auch als
Stütze
für die
Ausstoßgleitschiene.
-
Die
Ausstoßgleitschiene – Nummer
5 in 3B und C, gleitet über den Gleitrahmen und ist
in der Betriebsstellung an der Hauptkarosserie des Fahrzeugs Nummer
3 in 3B und C befestigt. In dieser Stellung stellt
sie ebenfalls strukturelle Stärke unter
Druckbelastung bereit. Die Ausstoßgleitschiene stützt den
Sitz (Nummer 7 in 3B und C) durch Befestigungen
(Nummern 8 in 3), die im Moment des
Aufpralls getrennt werden. Eine sekundäre Gleitausgestaltung der Vorrichtung
für das
Abtrennen des Sitzes erleichtert das Gleiten des Sitzes über den Ausstoßgleitrahmen.
-
In
einigen Ausführungsformen
kann der Gleitrahmen/die Ausstoßgleitschiene
mehrere Elemente mit mehreren Sätzen
von Gleitschienen und/oder Rollenlagern aufweisen.
-
In
einigen Ausführungsformen
kann der Gleitrahmen/die Ausstoßgleitschiene
mehrere Elemente aufweisen, die in der Betriebsstellung zusammenklappen.
-
1.2 Der leicht ausstoßbare Sitz
-
Der
leicht ausstoßbare
Sitz für
den Insassen – Nummer
7 in 3B und C, ist durch Vorrichtungen für das Abtrennen
des Sitzes (Nummern 8 in 3B und
C) fest auf der Ausstoßgleitschiene
angebracht. Im Moment des Aufpralls trennen die Vorrichtungen für das Abtrennen
des Sitzes den Sitz ab, um eine beschränkte seitliche Bewegung oder
das Gleiten auf der Ausstoßgleitschiene
(weg von der Stelle des Aufpralls) zu ermöglichen.
-
In
einigen Variationen, kann der leicht ausstoßbare Sitz so ausgestaltet
sein, dass er Bewegung in mehrere Richtungen und Stellungsanpassungen
für den
Komfort aufweist wie bei herkömmlichen
Kraftfahrzeugsitzen mit Mechanismen, die auf den Vorrichtungen für das Abtrennen
des Sitzes angebracht sind.
-
1.3 Sitzrahmen zur Vermeidung
von Quetschverletzungen
-
Der
leicht ausstoßbare
Sitz kann in einigen Ausführungsformen
so konstruiert sein, dass beide Seiten des Fahrzeugssitzes verstärkt sind,
um Quetschverletzungen an Insassen bei Zusammenstößen zu vermeiden.
-
1.4 Das Ausstoßmerkmal
-
Einige
Ausführungsformen
können
das Ausstoßmerkmal
aufweisen, das bei einem Aufprall auf einer Seite das Entblockieren
der Gleitschiene auf der anderen Seite ermöglicht sowie die eingeschränkte Bewegung
der Sitze auf den Vorrichtungen für das Abtrennen des Sitzes,
sodass die Sitze in einem eingeschränkten Maße herausgleiten können, wodurch
das Einschließen
der Insassen bei einem Zusammenstoß verhindert wird und die maximale Beschleunigung,
welche die Insassen bei einem Aufprall erfahren, minimiert wird.
Zudem verringert dieses Merkmal die Wahrscheinlichkeit, dass die
Fahrzeugkarosserie bei einem Aufprall die Insassen zerquetscht.
-
1.5 Der Sicherheitsrahmen
-
Einige
Ausführungsformen
können
den Sicherheitsrahmen aufweisen – Nummer 6 in 3B und
C, ein Strukturelement, dass Druckfestigkeit bereitstellt. Es ist
auf der Ausstoßgleitschiene
angebracht und ist in der Betriebsstellung mit dem Fahrzeugrahmen
(Nummer 3 in 3B und C) verbunden. Der Stoßdämpfer (siehe
unten) ist auf seinem äußeren Ende
angebracht.
-
1.6 Der Stoßdämpfer
-
Einige
Ausführungsformen
können
den Stoßdämpfer – Nummer
14 in 3B und C aufweisen, der am Ende
des Gleitbalkens und des Sicherheitsbalkens angebracht ist und den
Schutzschild stützen
kann.
-
1.7 Der Schutzschild
-
Einige
Ausführungsformen
können
einen Schutzschild aufweisen – Nummer
9 in 3B und C, dieser stellt die Abdeckung eines Großteils des Seitenprofils
des Insassen für
den Aufprallschutz bei verschiedenen Kontaktpunkten bei einem Aufprall bereit.
-
1.8 Der äußere Airbag
-
Einige
Ausführungsformen
können
den äußeren Airbag – Nummer
11 in 3B und C – aufweisen, der proaktiv mit
Geschwindigkeits-/Abstandssensoren auf der Seite des Fahrzeugs ausgelöst werden
kann (Nummern 12 in 3B und C). Diese Airbags verringern
die maximale Beschleunigung der Insassen bei einem Aufprall.
-
1.9 Der Perforationsschild
-
Einige
Ausführungsformen
können
den Perforationsschild beinhalten, der eine dünne Verkleidung an der Außenseite
des Fahrzeugs ist, welche den externen Airbag vor Perforation schützt und
die kosmetischen Funktionen der Außenseite des Fahrzeugs erfüllt. Geschwindigkeits-/Abstandsensoren können auf
diesen Perforationsschilden angebracht werden.
-
1.10 Die skelettale Arretierung
-
Einige
Ausführungsformen
können
die skelettalen Arretierungen – Nummern
13 in 3B und C aufweisen, welche den
Arretierungsmechanismus für
die Ausstoßgleitschiene,
den Sicherheitsrahmen und den Gleitrahmen bereitstellen.
-
1.11 Sicherheitskäfig
-
Einige
Ausführungsformen
können
Verlängerungstücke des
Schutzschildes aufweisen, die sich über den Insassen erstrecken,
sodass diese Verlängerungsstücke in der
Betriebsstellung einen Balken über
das Fahrzeug bilden, um bei einem Seitenaufprall mehr Kraft bereitzustellen.
-
1.12 An den Körper angepasster
Sitz mit Mehrfachelementen
-
Eine
einzigartige Eigenschaft der Ausstoßstruktur ist, dass sie einen
ergonomischen Fahrzeugsitz bereitstellt, der den Unterkörper auf
beiden Seiten sowie von hinten und unten wie in herkömmlichen Sitzen
stützt.
Der an den Körper
angepasste Sitz mit Mehrfachelementen kann individuell angepasst
werden, um an den Unterkörper angepasst
zu sein (entweder mit manuellen Einsätzen oder mit computergesteuerten
Elementen, die für
jeden Insassen voreingestellt werden können).
-
In
einigen Ausführungsformen
können
derartige an den Körper
angepasste Sitze mit Mehrfachelementen eine seitliche Stütze zusätzlich zu
der von herkömmlichen
Fahrzeugsitzen bereitgestellten bieten. Dies ist von besonderem
Nutzen für
die Verringerung von Ermüdungserscheinungen
des Fahrers auf gewundenen Straßen
und unebenem Gelände.
-
1.13 Schwerkraftgleitantrieb
(Manuelle Gleitschiene)
-
Als
Alternative zu einem elektrischen Gleitantrieb für den leicht ausstoßbaren Sitz
kann ein Schwerkraftgleitantrieb verwendet werden. Jede dieser Ausführungsformen
kann hauptsächlich
in Abhängigkeit
von Kosten- und Gewichtsfaktoren verwendet werden.
-
Der
Schwerkraftgleitantrieb funktioniert wie folgt:
Die Gleitschiene
hat zwei Neigungen – die „Betriebsneigung" und die „Lastneigung" Die Betriebsneigung weist
eine leichte Aufwärtsneigung
von der Mitte des Fahrzeugs aus auf. Dies ist die Neigung der Gleitschiene,
die während
des Fahrzeugbetriebes in dieser Stellung fixiert wird. Das Gewicht
des Insassen zieht den Insassen zur Betriebsstellung in der Betriebsneigung
hin, trotz des Widerstandes der „Lastfeder", die unten definiert wird. Es gilt
zu beachten, dass die Neigung in Beziehung steht mit dem Gleitmechanismus
der in einigen Ausführungsformen
ein Rollenmechanismus sein wird. Sie steht nicht in Beziehung zu
der Neigung des Gleitrahmens oder der Ausstoßgleitschiene. Diese wären normalerweise
in der Betriebsstellung horizontal, um den Aufprallwiderstand zu
erhöhen.
-
Die
Lastneigung weist eine leichte Neigung nach unten auf, sodass das
Gewicht des Insassen den Sitz heraus gleiten lässt und die Gleitschiene zur ausgefahrenen
Stellung.
-
Es
gibt einen „Öffnen" – Knopf, – Griff oder andere Vorrichtung
außerhalb
und innerhalb des Fahrzeugs für
jeden Insassen, wie in herkömmlichen Personenkraftwagen.
Diese werden mit den Ausdrücken „Innen – Öffnen" – Knopf und „Außen – Öffnen" – Knopf bezeichnet.
-
Fall A (mit einem Insassen
auf dem Sitz):
-
Die
Gleitschiene bewegt sich aus der Betriebsstellung, wenn der Innen – Öffnen – Knopf
betätigt
wird und wird in der Lastneigung arretiert und der Sitz gleitet
heraus und ermöglicht
so den Insassen das Aussteigen. Im Moment des Aussteigens führt die
Wegnahme des Gewichts des Insassen von der Gleitschiene zu einem
Anheben und Einrasten der Gleitschiene in der Betriebsneigung. Wenn
der neue Insasse auf dem Sitz Platz nimmt, dann lässt das Körpergewicht
dieses Insassen den Sitz und die Gleitschiene in die Betriebsstellung
gleiten. Steigt keine Person ein, so kann der leere Sitz mit Hilfe
der Schwerkraft in die Betriebsstellung gleiten. Ein Federmechanismus
verzögert
diese Bewegung, so dass in dem Moment, wo das Hineingleiten einfach ist,
es nicht automatisch geschieht.
-
Fall B (mit keinem Insassen
auf dem Sitz):
-
Um
sich auf den Sitz zu setzen, wird der Außen – Öffnen – Knopf betätigt. Dadurch wird die Gleitschiene
mit Hilfe der Federmechanismus herausgezogen. Die Gleitschiene wird
während
dieser Bewegung in der Betriebsneigung sein, jedoch erleichtert die
Wirkung der Feder die Bewegung der Gleitschiene in die ausgefahrene
Stellung, da keinem Gewicht des Insassen entgegengewirkt werden
muss.
-
Zu
beachten gilt, dass der Außen – Öffnen – Knopf
die Befestigung für
die Absenkung der Gleitschiene in die Einsteigneigung nicht löst, während hingegen
der Innen – Öffnen – Knopf
dies tut.
-
Die
verschiedenen Aspekte und Ausführungsformen
können
wie folgt zusammengefasst werden:
-
ERSTER ASPEKT
-
In
der gängigen
Personenfahrzeugbauweise wird das „Schalen"- oder „exoskelettale" Paradigma angewendet,
das Insassen bei seitlichen Zusammenstößen eingeschränkten Schutz
bietet als Ergebnis von oft unzureichender Steifigkeit und Festigkeit
unter Scher- oder Biegbelastung, während die endo-skelettale Sicherheitsstruktur
einen besseren Schutz der Insassen bei Einsparungen von Fahrzeugmasse
bietet, mit einer Struktur, die:
- 1. Auf „Aufprallzonen" abzielt, die für die Insassensicherheit
bei seitlichen Zusammenstößen oder
einem seitlichen Aufprall relevant sind, mit Strukturelementen,
die unter Druckbelastung stehen. Aufprallzonen sind so festgelegt,
dass sie große
Teile des Seiten- oder seitlichen Profils der Insassen bedecken,
von außerhalb
des Fahrzeugs aus gesehen. Siehe 2A Nummer
15.
- 2. komprimierbare Last tragende Strukturelemente verwendet,
welche die Aufprallkraft und Energie auf die Hauptmasse des Fahrzeugs überträgt, wodurch
die Insassen trotz der Tatsache, dass sie sich nahe an der Aufprallstelle
befinden, umgangen werden.
- 3. bei ausreichend hohen Aufprallkräften den Fahrzeugsitz von den
strukturelle Elementen, welche die Aufprallkraft tragen, trennt,
wodurch bei einem Aufprall die maximale Beschleunigung, welche die
Insassen erfahren, und/oder die Wahrscheinlichkeit von Quetschverletzungen
an besagten Insassen minimiert wird.
- 4. das Karosseriegewicht des Fahrzeugs minimiert durch Minimierung
des Karosseriegewichts des Fahrzeugs außerhalb der besagten Aufprallzonen.
- 5. in einigen Ausführungsformen
aktive und/oder passive Stoßdämpfer beinhaltet
einschließlich möglicherweise äußerer Airbags,
die auf der Außenseite
der hier definierten Struktur angebracht sind, um die Energie des
Aufpralls aufzunehmen und den Aufprall auf den Rahmen und die Hauptkarosserie
des Fahrzeugs zu übertragen.
Die Airbags können
im Falle eines Zusammenstoßes proaktiv
ausgelöst
werden mit Hilfe von Geschwindigkeitsund Abstandssensoren, die auf
der Seite des Fahrzeugs angebracht sind.
-
ZWEITER ASPEKT
-
Die
gängige
Ausgestaltung von Personenwagen beinhaltet Sitze, die keine seitliche
Bewegung oder Rotation erlauben. Eine derartige Beschränkung macht
das Einsteigen und Aussteigen in das und aus dem Fahrzeug schwierig,
insbesondere für ältere Menschen
und für
Personen, die Kleinkinder in spezielle Sicherheitssitze in das Fahrzeug
setzen. Zudem erhöht
bei seitlichen Zusammenstößen diese eingeschränkte Bewegungsfreiheit
die Wahrscheinlichkeit von Quetschverletzungen und stellt keinen Mechanismus
für das
Verringern der Körperbeschleunigung
bei einem Aufprall unabhängig
von der Beschleunigung, welche die Fahrzeugkarosserie erfährt, bereit.
Der leicht ausstoßbare
Sitz stellt eine Struktur bereit, die ein bequemes Ein – und Aussteigen
in das und aus dem Personenfahrzeug erlaubt. Zudem stellt er einen
Ausstoßmechanismus
bereit, der im Falle von seitlichen Zusammenstößen aktiviert werden kann.
In derartigen Situationen könnte
diese Struktur Quetschverletzungen verhindern und Beschleunigungsgrade
vermeiden, denen der menschliche Körper nicht standhalten könnte.
-
Der
leicht ausstoßbare
Sitz stellt eine Struktur bereit, die einen oder mehr Fahrzeugsitze
auf einer seitlichen Gleitschiene anbringt, einen Ausfahr- oder
Drehmechanismus, der es den Insassen erlaubt, ihre Sitze entweder
manuell oder automatisch aus der Betriebsstellung für das Fahren
in die ausgefahrene Stellung, die eine gewisse Entfernung zur Karosserie
des Fahrzeugs hat, jedoch neben dieser liegt, sodass ein einfaches
Einsteigen/Aussteigen durch Wechseln von der sitzenden in die stehende Position
und umgekehrt möglich
ist. Dabei wird das Fahrzeug bestiegen durch Stehen neben dem Fahrzeug
und anschließendes
Hineinsetzen in den Sitz, danach wird der leicht ausstoßbare Sitz
eingezogen und befindet sich dann in der Fahrstellung. Umgekehrt
wird für
das Aussteigen des Mitfahrers oder Fahrers der leicht ausstoßbare ausgefahren
und die jeweilige Person steht einfach neben dem Fahrzeug auf der
Erde auf. Dies stellt einen neuen Ansatz zur Verhinderung von Verdrehung
des Körpers
beim Ein- und Aussteigen in und aus Personenwagen – ein Faktor
der insbesondere für ältere und
behinderte Mitfahrer und Fahrer und Personen, die Kleinkinder in „Kindersitzen" in derartigen Fahrzeugen
unterbringen, von Bedeutung ist.
-
Im
Falle eines seitlichen Zusammenstoßes kann der leicht ausstoßbare Sitz
abgetrennt werden, sodass die Autositze von dem Aufprall weg gleiten können, sodass
die Hauptstoßkraft
des Aufpralls von der Fahrzeugkarosserie und anderen Fahrzeugkomponenten
getragen wird.
-
Bevorzugtes Merkmal 1:
Stauchfester SITZRAHMEN
-
Der
leicht ausstoßbare
Sitz ist bevorzugt so konstruiert, dass beide Seiten des Sitzes
verstärkt sind,
um Quetschverletzungen an Insassen bei Zusammenstößen zu vermeiden. 'Herkömmliche
Fahrzeugsitze haben diese Fähigkeit
nicht, da die Einstiegsseite des Sitzes für das Einsteigen offen sein muss.
-
Bevorzugtes Merkmal 2: „DAS AUSSTOßMERKMAL"
-
Das
Ausstoßmerkmal" ermöglicht bevorzugt bei
einem Aufprall an eine Seite, das Entblockieren der Ausstoßgleitschiene
auf der anderen Seite des Fahrzeugs und das Abtrennen der sekundären Gleitschiene/Vorrichtung
für das
Abtrennen des Sitzes auf der Aufprallseite, sodass eine eingeschränkte Bewegung
der Sitze möglich
ist, wodurch sie in geeigneter Weise heraus gleiten können, um
ein Einklemmen von Insassen zu vermeiden und dass die maximale Beschleunigung,
welche die Insassen bei einem Aufprall erfahren, minimiert wird.
Zudem reduziert dieses Merkmal die Wahrscheinlichkeit, dass die
Fahrzeugkarosserie bei einem Aufprall die Insassen zerquetscht.
-
Bevorzugtes Merkmal 3:
DER SICHERHEITSBALKEN
-
Der
bevorzugt bereitgestellte Sicherheitsbalken – Nummer 6 in 3B und
C, ist ein Strukturelement, das Druckfestigkeit bereitstellt. Er
wird entweder auf die Ausstoßgleitschiene
angebracht und in der Betriebsstellung mit dem Rahmen des Fahrzeugs verbunden
(Nummer drei in 3B und C) mit dem an ihm am äußeren Ende
befestigten Stoßdämpfer und
Schutzschild, oder es wird auf dem festen skelettalen Rahmen angebracht
und ist in der Betriebsstellung mit den Stoßdämpfern und dem Schutzschild verbunden.
In einigen Ausführungsformen
kann der Sicherheitsbalken hinter dem Fahrzeugsitz befestigt sein.
-
Bevorzugtes Merkmal 4:
DER STOßDÄMPFER
-
Der
Stoßdämpfer – Nummer
14 in 3B und C – ist bevorzugt am Ende der
Ausstoßgleitschiene
und dem Sicherheitsrahmen befestigt und kann einen Schutzschild
stützen.
-
Bevorzugtes Merkmal 5:
DER SCHUTZSCHILD
-
Ein
Schutzschild – Nummer
9 in 3B und C – stellt
bevorzugt die Verkleidung für
einen Großteil des
Seitenprofils des Insassen bereit, um Aufprallschutz an verschiedenen
möglichen
Kontaktpunkten bei einem Aufprall bereitzustellen. Besagter Schutzschild
kann in einigen Fällen
mit Scharnieren versehen sein, sodass ein Aussteigen ohne Betätigung des
leicht ausstoßbaren
Sitzes möglich
ist.
-
Bevorzugtes Merkmal 6:
DER ÄUßERE AIRBAG
-
Der
bevorzugt bereitgestellte äußere Airbag – Nummer
11 in 3B, C, kann im Moment des Aufpralls
oder davor ausgelöst
werden. Diese Airbags verringern die maximale Beschleunigung der
Insassen (und des Fahrzeugs) bei einem Aufprall.
-
Bevorzugtes Merkmal 7:
PROAKTIVE SEITLCHE AUFPRALLSENSOREN
-
Proaktive
Geschwindigkeits- und Abstandsensoren werden bevorzugt in die Fahrzeugseite
eingebaut (Nummern 12 in 3B, C),
sodass ein bevorstehender Aufprall ermittelt werden kann, um die Airbags
in Anspruch 8 auszulösen.
-
Bevorzugtes Merkmal 8:
DER PERFORATIONSSCHILD
-
Der
bevorzugt bereitgestellte Perforationsschild ist eine dünne Haut,
die sich außerhalb
des Fahrzeugs befindet und den äußeren Airbag
vor Perforation schützt
sowie die kosmetischen Funktionen des Fahrzeugs bereitstellt. Geschwindigkeits-/Abstandssensoren
können
auf diesen Perforationsschilden angebracht werden.
-
Bevorzugtes Merkmal 9:
DIE SKELETTALE ARRETIERUNG
-
Die
skelettale Arretierung – Nummer
13 in 3B und C stellen bevorzugt den
Arretierungsmechanismus für
die Ausstoßgleitschiene,
den Sicherheitsrahmen und den Gleitrahmen sowie die anderen festen
Elemente des Fahrzeugkörpers.
-
Einige
Ausführungsformen
können
ein „Zündschloss" verwenden, damit
eine Öffnung
der skelettalen Arretierung während
des Fahrzeugbetriebs verhindert wird. Eine derartige Arretierung kann
bedingt inaktiviert werden um die Einführung des bevorzugten Merkmals
4 zu ermöglichen,
falls gewünscht.
-
Bevorzugtes Merkmal 10:
SICHERHEITSKÄFIG
-
Verlängerungen
des Schutzschildes erstrecken sich bevorzugt über den Insassen, sodass diese Verlängerungen
in der Betriebsstellung einen Balken über das Fahrzeugoberteil bilden,
um weitere Festigkeit bei einem seitlichen Aufprall bereitzustellen.
-
Bevorzugtes Merkmal 11:
AN DEN KÖRPER
ANGEPASSTER MEHRFACHELEMENTSITZ
-
Ein
an den Körper
angepasster Mehrfachelementsitz wird bevorzugt bereitgestellt. Ein
einzigartiges Merkmal der Ausstoßstruktur ist, dass sie einen ergonomischen
Fahrzeugsitz bereitstellt, der den Unterkörper auf beiden Seiten sowie
von hinten und unten wie in herkömmlichen
Sitzen stützt.
Der an den Körper
angepasste Sitz mit Mehrfachelementen kann individuell angepasst
werden, um an den Unterkörper
angepasst zu sein (entweder mit manuellen Einsätzen oder mit computergesteuerten
Elementen, die für
jeden Insassen voreingestellt werden können).
-
In
einigen Ausführungsformen
können
derartige an den Körper
angepasste Sitze mit Mehrfachelementen eine seitliche Stütze zusätzlich zu
der von herkömmlichen
Fahrzeugsitzen bereitgestellten bieten. Dies ist von besonderem
Nutzen für
die Verringerung von Ermüdungserscheinungen
des Fahrers auf gewundenen Straßen
und unebenem Gelände.
-
Bevorzugtes Merkmal 12:
HALBSTARRER MEHRPUNKT-SICHERHEITSGURT
-
Ein
Mehrpunkt-Sicherheitsgurt für
Insassen wird bevorzugt bereitgestellt. Der Mehrpunkt-Sicherheitsgurt
kann so ausgebildet sein, dass er über dem Schoß geschlossen
wird, nachdem der Insasse eingestiegen ist. Dieser kann manuell
mit einer Scharnierstruktur, die über dem Schoß geschlossen
wird, geschlossen werden oder kann Teil der festen Verankerung des
leicht ausstoßbaren
Sitzes sein, sodass der Sitz sich selbst unter dem Gurt positioniert
und diesen schließt.
Der Gurt kann aus einem biegbaren, aber halbstarren Material (wie
etwa hochfestes Nylon) sein, um bei einem Frontalzusammenstoß zu stützen.
-
Ein
einzigartiges Merkmal dieses Mehrpunkt-Sicherheitsgurts im Vergleich
zu herkömmlichen
Sicherheitsgurten ist, dass der Mehrpunkt-Sicherheitsgurt derart
angebracht werden kann, dass er den Insassen im normalen Betrieb
nicht berührt, aber
bei einem Aufprall außergewöhnlichen
Schutz bietet. Die in 2B gezeigte Ausführungsform
zeigt wie der Mehrpunkt-Sicherheitsgurt die Körpervorderseite mit einer mit
Scharnieren versehenen Befestigung an der Innenseite des Sitzes
bedeckt und eine Arretierungsvorrichtung an der äußeren Seite des Sitzes.
-
Ein
weiteres einzigartiges Merkmal dieses Mehrpunkt-Sicherheitsgurts
ist, dass er sich über
den Oberkörper
erstrecken kann und so nicht die Notwendigkeit eines Frontalzusammenstoß-Airbags
für den Schutz
des Insassen besteht.
-
Bevorzugtes Merkmal 13:
SITZEINSÄTZE
FÜR INDIVIDUELLE
ANPASSUNG/KINDERSITZ
-
Einsätze für die Sitze
für individuelle
Insassen können
bereitgestellt werden. Eine derartige individuelle Anpassung kann
für Kinder
sein.
-
Bevorzugtes Merkmal 14:
TÜRSTÜTZE FÜR AUSSTOßGLEITSCHIENE/GLEITRAHMEN
-
Eine
mit hinteren Scharnieren versehene Tür, welche die Ausstoßgleitschiene
stützt
und, in einigen Ausführungsformen,
ein ausfahrbares Teilstück,
werden bevorzugt bereitgestellt. Dies ist insbesondere nützlich für Ausstoßgleitschienen,
die mehrere Sitze in größeren Fahrzeugen
aufweisen.
-
Bevorzugtes Merkmal 15:
DER SCHWERKRAFTGLEITANTRIEB (MANUELLE GLEITSCHIENE
-
Der
Schwerkraftgleitantrieb kann bevorzugt für manuelle Betätigung des
leicht ausstoßbaren
Sitzes mit Sicherheitsbalken verwendet werden. Mehrere Variationen
des folgenden sind möglich.
-
Der
Schwerkraftgleitantrieb funktioniert wie folgt:
Die Gleitschiene
hat zwei Neigungen – die „Betriebsneigung" und die „Lastneigung" Die Betriebsneigung weist
eine leichte Aufwärtsneigung
von der Mitte des Fahrzeugs aus auf. Dies ist die Neigung der Gleitschiene,
die während
des Fahrzeugbetrieb in dieser Stellung fest gestellt wird. Das Gewicht
des Insassen zieht den Insassen zur Betriebsstellung in der Betriebsneigung
hin, trotz des Widerstandes der „Lastfeder", die unten definiert wird. Es gilt
zu beachten, dass die Neigung in Beziehung steht mit dem Gleitmechanismus,
der in einigen Ausführungsformen
ein Rollenmechanismus ist. Sie steht nicht in Beziehung zu der Neigung
des Gleitrahmens oder der Ausstoßgleitschiene. Diese wären normalerweise
in der Betriebsstellung horizontal, um den Aufprallwiderstand zu
erhöhen.
-
Die
Lastneigung weist eine leichte Neigung nach unten auf, sodass das
Gewicht des Insassen den Sitz heraus gleiten lässt und die Gleitschiene zur ausgefahrenen
Stellung.
-
Es
gibt einen „Öffnen" – Knopf, Griff oder andere
Vorrichtung außerhalb
und innerhalb des Fahrzeugs für
jeden Insassen, so wie in herkömmlichen Personenkraftwagen.
Diese werden mit den Ausdrücken „Innen – Öffnen" – Knopf und „Außen – Öffnen" – Knopf bezeichnet.
-
Fall A (mit einem Insassen
auf dem Sitz):
-
Die
Gleitschiene bewegt sich aus der Betriebsstellung, wenn der Innen – Öffnen – Knopf
betätigt
wird und wird in der Lastneigung arretiert und der Sitz gleitet
heraus und ermöglicht
so den Insassen das Aussteigen. Im Moment des Aussteigens führt die
Wegnahme des Gewichts des Insassen von der Gleitschiene zu einem
Anheben und Einrasten der Gleitschiene in der Betriebsneigung. Wenn
der neue Insasse auf dem Sitz Platz nimmt, dann lässt das Körpergewicht
dieses Insassen den Sitz und die Gleitschiene in die Betriebsstellung
gleiten. Steigt keine Person ein, so kann der leere Sitz mit Hilfe
der Schwerkraft in die Betriebsstellung gleiten. Ein Federmechanismus
verzögert
diese Bewegung, so dass in dem Moment, wo das Hineingleiten einfach ist,
es nicht automatisch geschieht.
-
Fall B (mit keinem Insassen
auf dem Sitz):
-
Um
sich auf den Sitz zu setzen, wird der Außen – Öffnen – Knopf betätigt. Dadurch wird die Gleitschiene
mit Hilfe der Federmechanismus herausgezogen. Die Gleitschiene wird
während
dieser Bewegung in der Betriebsneigung sein, jedoch erleichtert die
Wirkung der Feder die Bewegung der Gleitschiene in die ausgefahrene
Stellung, da keinem Gewicht des Insassen entgegengewirkt werden
muss.
-
Zu
beachten gilt, dass der Außen – Öffnen – Knopf
die Befestigung für
die Absenkung der Gleitschiene in die Einsteigneigung nicht löst, während hingegen
der Innen – Öffnen – Knopf
dies tut.
-
Es
gilt zu beachten, dass die vorliegende Erfindung oben ausschließlich exemplarisch
beschrieben wurde und Modifizierungen im Detail innerhalb des Schutzumfangs
der Erfindung vorgenommen werden können, wie in den angehängten Ansprüchen diskutiert.
-
Bezugsziffern,
die in den Ansprüchen
erscheinen, dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen keine
einschränkende
Wirkung auf den Schutzumfang der Ansprüche haben.