PL224064B1

PL224064B1 - Children restraint system transported in vehicles when the side impact occurs

Info

Publication number: PL224064B1
Application number: PL399144A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Muszyński; Artur Muszyński; Paweł Skoniecki; Karol Zielonka; Paweł Trzaska
Original assignee: Przemysłowy Inst Motoryzacji
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2016-11-30
Also published as: PL399144A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie przytrzymujące dzieci przewożone w pojazdach samochodowych podczas uderzenia w bok pojazdu mające zastosowanie w pojazdach wyposażonych w system mocowania fotelików dla dzieci na siedzeniach pojazdów ISOFIX. Urządzenie zmniejsza obciążenia dynamiczne działające na przewożone dziecko (w foteliku samochodowym) podczas wypadku drogowego, w czasie którego ma miejsce uderzenie w bok pojazdu.The subject of the invention is a restraint system for children transported in motor vehicles during a side impact, used in vehicles equipped with a system for securing child seats to ISOFIX vehicle seats. The device reduces the dynamic loads acting on the transported child (in a car seat) during a road accident in which a side impact occurs.

Znane są z amerykańskiego opisu patentowego nr US 2004/01786669 A1 rozwiązania, w których wprowadzono możliwość przesuwu siedziska w kierunku poprzecznym do osi wzdłużnej pojazdu. Urządzenie według tego opisu patentowego ma na celu poprawę funkcjonalności i łatwości użytkowania fotelika samochodowego. Urządzenie nie zwiększa bezpieczeństwa przewożonego w foteliku dziecka. W czasie kiedy pojazd jeszcze nie porusza się i jest przygotowywany do jazdy, dzięki wprowadzeniu wynalazku, osobie dorosłej, po odblokowaniu mechanizmu przesuwu bocznego, łatwiej jest zamocować poprawnie dziecko w foteliku. Po zamocowaniu dziecka siedzisko fotelika musi wrócić do pierwotnej pozycji i zostać trwale, niezawodnie w tej pozycji zablokowane. W czasie podróży a także w czasie wypadku drogowego siedzisko fotelika bezwzględnie pozostaje w pozycji zablokowanej.There are known from the American patent description No. US 2004/01786669 A1 solutions in which the possibility of sliding the seat in the direction transverse to the longitudinal axis of the vehicle is introduced. The device of this patent specification aims to improve the functionality and ease of use of the car seat. The device does not increase the safety of a child carried in the seat. At the time when the vehicle is not yet moving and is ready for travel, thanks to the invention, an adult, after unlocking the side-shift mechanism, it is easier to fix the child correctly in the seat. After fixing the child, the seat cushion must return to its original position and be permanently and reliably locked in this position. During the journey and in the event of a road accident, the seat cushion remains in the locked position.

Znane są również rozwiązania zwiększające poziom zabezpieczenia dziecka dla zderzenia bocznego, ale ich skuteczność nie jest potwierdzana wynikami niezależnych testów. Proponowane rozwiązania dotyczą przede wszystkim zwiększenia sztywności i odpowiedniego wyprofilowania konstrukcji boków fotelika.There are also known solutions to increase the level of child protection for a side impact, but their effectiveness has not been confirmed by the results of independent tests. The proposed solutions relate primarily to increasing the stiffness and appropriate profiling of the structure of the sides of the seat.

Urządzenie przytrzymujące dzieci przewożone w pojazdach samochodowych podczas uderzenia w bok pojazdu według wynalazku, przystosowane do montażu z systemem ISOFIX wyposażone w mechanizm przesuwu bocznego, charakteryzuje się tym, że przesuwne siedzisko za pośrednictwem uchwytów łączących połączonych suwliwie z obudową mechanizmu przesuwu bocznego i podlegających działaniu elementu/elementów blokujących oraz elementu/elementów rozpraszających energię związanych z obudową mechanizmu przesuwu bocznego połączone jest suwliwie z podstawą. Podstawa jest sztywnie połączona z obudową mechanizmu przesuwu bocznego oraz z zaczepami systemu ISOFIX. Mechanizm przesuwu bocznego posiada element/elementy blokujące oraz element/elementy rozpraszające energię zabudowane w taki sposób, że przesuw siedziska jest możliwy po zerwaniu/odblokowaniu elementów blokujących przy jednoczesnej deformacji elementów rozpraszających energię.According to the invention, the child restraint system for children transported in motor vehicles during a side-impact collision, adapted for installation with the ISOFIX system, equipped with a side-shift mechanism, is characterized by the fact that the sliding seat by means of connecting handles slidably connected with the housing of the side-shift mechanism and the locking elements and the energy dissipation element (s) associated with the housing of the sideshift mechanism slidably coupled to the base. The base is rigidly connected to the side shift housing and to the ISOFIX attachments. The side shift mechanism has locking element (s) and energy dissipation element (s) built in such a way that seat travel is possible after the locking elements are broken / unlocked with simultaneous deformation of the energy dissipation elements.

Celem wynalazku jest zwiększenie bezpieczeństwa dzieci przewożonych w pojazdach samochodowych w czasie wypadku drogowego, w czasie którego ma miejsce uderzenie w bok pojazdu. Zastosowanie wynalazku nie zmniejsza skuteczności zabezpieczenia dziecka w czasie zderzenia czołowego pojazdu. Dla osiągnięcia celu skonstruowano urządzenie przytrzymujące dziecko w pojeździe, które w czasie działania wymuszenia bocznego pozwala na kontrolowany przesuw siedziska fotelika i dzięki temu wartości obciążeń dynamicznych działających na ciało dziecka ulegają zmniejszeniu. W czasie normalnej eksploatacji/jazdy siedzisko pozostaje w pozycji zablokowanej. Przewożone dziecko a także osoby wykorzystujące fotelik nie mają możliwości odblokowania możliwości przesuwu siedziska fotelika (blokady nie są widoczne a ich zwolnienie nie jest możliwe). Zerwanie blokad następuje tylko w przypadku uderzenia w bok pojazdu (innego pojazdu lub obiektu) i to z intensywnością przekraczającą określone graniczne wartości (podobnie do inicjacji działania poduszki powietrznej). Dzięki wprowadzeniu wynalazku można znacząco obniżyć wartości obciążeń dynamicznych oddziałujących na ciało dziecka w czasie wypadku. Urządzenie według wynalazku nie poprawia funkcjonalności i łatwości użytkowania fotelika samochodowego.The aim of the invention is to increase the safety of children transported in motor vehicles in the event of a road accident in which a side impact occurs. The use of the invention does not reduce the effectiveness of securing a child in a frontal vehicle collision. In order to achieve this goal, a device restraining the child in the vehicle was constructed, which, during the action of the side force, allows for a controlled movement of the seat of the seat and thus the values of dynamic loads acting on the child's body are reduced. During normal use / driving, the seat remains in the locked position. The transported child and people using the seat cannot unlock the possibility of moving the seat (the locks are not visible and their release is not possible). The locks are broken only in the event of an impact to the side of the vehicle (another vehicle or object) and with the intensity exceeding the specified limit values (similar to the initiation of the airbag operation). Due to the introduction of the invention, it is possible to significantly reduce the values of dynamic loads acting on the child's body during an accident. The device according to the invention does not improve the functionality and ease of use of the car seat.

Urządzenie przytrzymujące dziecko w pojeździe według wynalazku przeznaczone jest dla przewożenia dzieci w pojazdach samochodowych wyposażonych w system mocowania fotelików dziecięcych na siedzeniach samochodowych ISOFIX. Siedzisko urządzenia przytrzymującego według wynalazku jest skonstruowane w taki sposób, aby zabezpieczyć potrzebną sztywność, energochłonność i kształt jego boków. Dodatkowo, co najważniejsze, urządzenie przytrzymujące wyposażone jest w mechanizm, który pozwala na przemieszczanie się siedziska fotelika w stosunku do punktów mocowania ISOFIX w kierunku poprzecznym do osi wzdłużnej pojazdu. Mocowanie urządzenia w pojeździe jest jednoznaczne i zapewnia możliwość przesuwu siedziska tylko w kierunku środka pojazdu, niezależnie, z której strony pojazdu zamocowano urządzenie. Mechanizm przesuwu siedziska zablokowany jest elementem blokującym o odpowiednio dobranej wytrzymałości na zrywanie (odblokowanie). Po przekroczeniu wartości progowej siły działającej na element blokujący (wynikającej z sił bezPL 224 064 B1 władności działających na elementy urządzenia w czasie zderzenia bocznego) następuje zerwanie elementu blokującego (lub jego odblokowanie) i siedzisko fotelika może przesuwać się w kierunku poprzecznym do osi wzdłużnej pojazdu. Mechanizm przesuwu siedziska fotelika wyposażony jest dodatkowo w element pochłaniający energię o odpowiednio dobranej charakterystyce, który ulega kontrolowanej deformacji w czasie przesuwu siedziska. Zastosowanie elementu pochłaniającego energię w mechanizmie przesuwu pozwala na rozproszenie niewielkiej części energii kinetycznej obiektów uczestniczących w zderzeniu, a także wydłuża czas przesuwu siedziska fotelika na dostępnym (ograniczonym konstrukcją mechanizmu) odcinku.The vehicle child restraint device according to the invention is intended for transporting children in motor vehicles equipped with a system for attaching child seats to ISOFIX car seats. The seat of the holding device according to the invention is designed in such a way as to provide the necessary stiffness, energy consumption and shape of its sides. Additionally, and most importantly, the restraint system is equipped with a mechanism that allows the seat cushion to move in relation to the ISOFIX anchorage points in a direction transverse to the longitudinal axis of the vehicle. The mounting of the device in the vehicle is unambiguous and allows the seat to be moved only towards the center of the vehicle, regardless of which side of the vehicle the device is mounted on. The seat sliding mechanism is blocked by a locking element with an appropriately selected breaking strength (unlocking). When the threshold value of the force acting on the locking element (resulting from the inertial forces acting on the elements of the device during a side impact) is exceeded, the locking element breaks (or is unlocked) and the seat cushion may move in a direction transverse to the longitudinal axis of the vehicle. The seat's sliding mechanism is additionally equipped with an energy-absorbing element with appropriately selected characteristics, which undergoes controlled deformation during the movement of the seat. The use of an energy absorbing element in the sliding mechanism allows to dissipate a small part of the kinetic energy of the objects participating in the collision, and also extends the travel time of the seat in the available section (limited by the mechanism structure).

Działanie wynalazku jest różne dla dwóch przypadków uderzenia bocznego w pojazd:The operation of the invention is different for two vehicle side impacts:

- od strony, po której na siedzeniu tylnym zamocowane jest urządzenie przytrzymujące,- on the side where the rear seat restraint is attached,

- od strony przeciwnej do strony, po której na siedzeniu tylnym zamocowane jest urządzenie przytrzymujące.- on the side opposite to the side where the restraint is attached to the rear seat.

W przypadku uderzenia bocznego w stronę pojazdu bardziej odległą od miejsca zamocowania fotelika skuteczność działania wynalazku jest większa. Po odblokowaniu, w wyniku działania sił bezwładności, możliwości bocznego przesuwu siedziska, dziecko razem z siedziskiem przemieszcza się w kierunku środka pojazdu. Wartość obciążeń dynamicznych działających w tym czasie na ciało dziecka kontrolowana jest poprzez odpowiedni dobór zgniatanego (lub rozciąganego) elementu rozpraszającego energię. Po zakończeniu fazy przesuwu siedzisko o odpowiednio wyprofilowanych bokach, wykonane z materiału rozpraszającego energię, współpracując z integralnymi pasami bezpieczeństwa, oddziałuje na ciało dziecka w sposób, który pozwala rozproszyć pozostałą w układzie dziecko-siedzisko energię kinetyczną i ograniczyć wartość obciążeń dynamicznych działających na ciało dziecka a także ograniczyć możliwość niekontrolowanego przemieszczania się głowy dziecka. Dzięki takiemu rozwiązaniu w czasie zderzenia bocznego (w porównaniu ze standardowymi konstrukcjami urządzeń przytrzymujących) dziecko doświadcza mniejszych obciążeń dynamicznych i mniejsze jest prawdopodobieństwo zetknięcia ciała dziecka z elementami deformowanego nadwozia pojazdu.The invention is more effective in the event of a side impact towards the vehicle further away from the seat mounting location. After unlocking, as a result of inertia forces, the possibility of lateral movement of the seat, the child, together with the seat, moves towards the center of the vehicle. The value of dynamic loads acting on the child's body at that time is controlled by appropriate selection of the compressed (or stretched) energy-dissipating element. After the end of the sliding phase, the seat with appropriately profiled sides, made of an energy-dissipating material, cooperating with integral seat belts, affects the child's body in a way that allows the remaining kinetic energy in the child-seat system to dissipate and reduce the value of dynamic loads acting on the child's body. also limit the possibility of uncontrolled movement of the child's head. Thanks to this solution, during a side impact (compared to standard structures of restraints), the child experiences lower dynamic loads and the child's body is less likely to come into contact with elements of the deformed vehicle body.

W przypadku drugim, kiedy uderzenie następuje od strony, po której siedzi dziecko wynalazek umożliwia uniknięcie poważnych obrażeń ciała wynikających z kontaktu z elementami deformowanego nadwozia pojazdu. W tym przypadku mechanizm przesuwu pozwala na przemieszczenie dziecka ze strefy największego zagrożenia.In the second case, when the impact occurs from the side on which the child is seated, the invention makes it possible to avoid serious injuries resulting from contact with parts of the deformed vehicle body. In this case, the sliding mechanism allows the child to be moved from the zone of greatest danger.

Dla „uderzenia bocznego” poszukiwanie skutecznych rozwiązań urządzeń ochronnych jest znacznie trudniejsze w porównaniu z zagadnieniami występującymi w zderzeniu czołowym i tylnym. Strefa dopuszczalna deformacji uderzonego w bok samochodu jest nieporównywalnie mniejsza od strefy przy uderzeniu czołowym lub tylnym. ”Głębokość” wgniecenia struktury nadwozia w środku uderzenia wynosi średnio ok. 15 cm a może dochodzić do 25 cm. Wynika stąd, że również praca deformacji struktury nadwozia jest stosunkowo niewielka a zatem i niewielka ilość energii kinetycznej uderzającego pojazdu może być zamieniona na pracę odkształcenia. Dlatego też obciążenia dynamiczne działające na przewożone w pojeździe osoby mogą być stosunkowo duże. Dodatkowo istnieje możliwość bezpośredniego zetknięcia się głowy i boku pasażera (kierowcy) z odkształcanymi elementami ściany bocznej, która na skutek uderzenia bocznego ulega deformacji, co z kolei może być przyczyną poważnych, niebezpiecznych urazów. Aktualnie podejmowane przez producentów samochodów próby poprawienia bezpieczeństwa osób uczestniczących w zderzeniu bocznym pojazdów polegają przede wszystkim na wprowadzaniu wzmocnień w strukturze bocznej nadwozia pojazdu. Dotyczą one słupka międzydrzwiowego oraz drzwi. Słupek ma powiększony wskaźnik wytrzymałości na zginanie a w drzwiach mocowany jest poprzeczny ceownik. Zmiany te powodują większą sztywność ściany bocznej nadwozia. Wzmocnienia w tych elementach wywołują, w czasie zderzenia załamanie belki górnej i progowej otworu drzwiowego. W efekcie końcowym uzyskuje się niewielkie oddalenie się zniekształconego słupka od głowy i ramienia pasażera. W wyposażeniu wnętrza proponuje się urządzenie ochronne w postaci bocznych poduszek gazowych, specjalnych pasów bezpieczeństwa. Elementy powyższe są przedmiotem prac badawczo rozwojowych. Ochronie dzieci przed skutkami zderzenia bocznego poświęcano, jak dotychczas, znacznie mniej uwagi, niż zapobieganiu możliwości odniesienia obrażeń przez osoby dorosłe znajdujące się wewnątrz samochodu. Tymczasem nieproporcjonalnie duża i ciężka głowa, słaby kręgosłup, oraz prawie poziome połączenie stawów w górnej części szyi dziecka powodują, że możliwe jest wystąpienie poważnych obrażeń przy zadziałaniu nawet niewielkiego opóźnienia podczas wypadku drogowego.For the "side impact", the search for effective solutions of protective devices is much more difficult compared to the issues occurring in the frontal and rear collisions. The admissible zone for side impact deformation is incomparably smaller than the zone for frontal or rear impact. The "depth" of the body structure indentation in the center of the impact is on average approx. 15 cm and may reach up to 25 cm. It follows that also the work of deformation of the body structure is relatively small and thus a small amount of kinetic energy of the impacting vehicle can be converted into work of deformation. Therefore, the dynamic loads acting on the persons transported in the vehicle may be relatively high. Additionally, there is a possibility of direct contact of the head and side of the passenger (driver) with the deformed elements of the sidewall, which deforms as a result of a side impact, which in turn may cause serious, dangerous injuries. Currently, car manufacturers' attempts to improve the safety of people involved in a side impact of vehicles mainly consist in introducing reinforcements in the side structure of the vehicle body. They apply to the inter-door pillar and the door. The post has an increased bending strength index and a transverse C-profile is attached to the door. These changes make the side wall of the body more rigid. In the event of a collision, the reinforcements in these elements cause the upper beam and the sill of the door opening to collapse. The end result is a slight distance of the deformed pillar from the passenger's head and shoulder. The interior includes a protective device in the form of gas sidebags, special seat belts. The above elements are the subject of research and development works. Protecting children from the effects of a side impact collision has so far received much less attention than preventing injury to adults inside the car. Meanwhile, a disproportionately large and heavy head, a weak spine, and an almost horizontal connection of the joints in the upper part of the child's neck make it possible for serious injuries to occur even with a slight delay in a road accident.

Konstrukcje obecnie proponowanych urządzeń przytrzymujących dzieci w pojazdach w stosunkowo niewielkim stopniu uwzględniają zagrożenia występujące w czasie uderzenia bocznego. WynikaThe design of the currently proposed child restraint systems in vehicles takes relatively little account of the side impact hazards. It follows

PL 224 064 B1 to z faktu, że obecnie obowiązujące wymagania homologacyjne dla urządzeń przytrzymujących dzieci w pojazdach (wymagania, które musi spełniać urządzenie, aby mogło być stosowane w pojazdach i sprzedawane na rynku) zdefiniowane są tylko na podstawie parametrów zarejestrowanych w czasie testu zderzenia czołowego pojazdu. Uwzględnienie testów zderzenia bocznego w procesie homologacji urządzeń przytrzymujących planowane jest w najbliższej przyszłości.This is due to the fact that the current approval requirements for child restraint systems in vehicles (requirements that a device must meet in order to be used in vehicles and sold on the market) are defined only on the basis of the parameters recorded during the frontal impact test. vehicle. The inclusion of side impact tests in the approval process of restraints is planned for the near future.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok ogólny urządzenia, a fig. 2 - widok schematyczny podstawy.The subject of the invention is presented in an exemplary embodiment in a schematic drawing, in which fig. 1 shows a general view of the device, and fig. 2 - a schematic view of the base.

Siedzisko 1 ma odpowiednio wyprofilowane boki wykonane z materiału rozpraszającego energię. Konstrukcja siedziska zapewnia odpowiednią sztywność i kształt jego boków, co pozwala w sposób kontrolowany ograniczyć możliwość przemieszczania się ciała dziecka względem siedziska w kierunku poprzecznym do osi pojazdu. Siedzisko związane jest w sposób sztywny z uchwytami łączącymi 5 mechanizmu przesuwu bocznego 3. Zaczepy systemu mocowania ISOFIX 7 związane są w sposób sztywny z podstawą 2 oraz obudową mechanizmu przesuwu bocznego 3. Mechanizm przesuwu bocznego 3 jest blokowany elementami blokującymi 4 i posiada element/elementy rozpraszające energię 6. Uchwyty łączące 5 mechanizmu przesuwu bocznego 3 po zerwaniu/odblokowaniu elementów blokujących 4 mogą przesuwać się względem obudowy mechanizmu przesuwu bocznego 3 deformując elementy rozpraszające energię 6. Tym samym siedzisko 1 związane w sposób sztywny z uchwytami łączącymi 5 mechanizmu przesuwu bocznego 3 może przesuwać się względem podstawy 2 związanej sztywno z obudową mechanizmu przesuwu bocznego 3 i zaczepami systemu ISOFIX 7, w kierunku poprzecznym do osi wzdłużnej pojazdu po zerwaniu/odblokowaniu elementów blokujących 4 i z jednoczesną deformacją elementu/elementów rozpraszających energię 6 wiążących uchwyty łączące 5 z obudową mechanizmu przesuwu bocznego 3.The seat 1 has suitably profiled sides made of energy-dissipating material. The structure of the seat ensures adequate stiffness and the shape of its sides, which allows for a controlled limitation of the child's body movement in relation to the seat in a direction transverse to the vehicle axis. The seat is rigidly connected to the connecting handles 5 of the side shift mechanism 3. The ISOFIX 7 fastening system hooks are rigidly connected to the base 2 and the side shift housing 3. The side shift mechanism 3 is blocked by locking elements 4 and has a distraction element / elements energy 6. The connection lugs 5 of the sideshift mechanism 3, after breaking / unlocking the locking elements 4, can move with respect to the housing of the sideshift mechanism 3, deforming the energy-dissipating elements 6. Thus, the seat 1 rigidly connected to the connection lugs 5 of the sideshift mechanism 3 can move in relation to the base 2 rigidly connected to the sideshift mechanism housing 3 and ISOFIX 7 fasteners in the transverse direction to the longitudinal axis of the vehicle after breaking / unlocking the locking elements 4 and simultaneous deformation of the energy-dissipating element (s) 6 connecting the connecting handles 5 with the mechanism housing sideshift 3.

Konstrukcja urządzenia pozwala, po zerwaniu elementu blokującego, na przemieszczanie się siedziska fotelika wraz z dzieckiem w kierunku prostopadłym do osi wzdłużnej pojazdu. W następstwie zderzenia bocznego następuje zerwanie elementu blokującego i fotelik może przemieszczać się w kierunku zgodnym z wymuszeniem, co w połączeniu z wprowadzonymi dodatkowo elementami konstrukcji fotelika pozwala na zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia obrażeń dziecka w czasie wypadku. Proponowane urządzenie jest łatwe do montażu (wykorzystuje powszechnie stosowany system mocowania tego typu urządzeń) i niezawodnej w działaniu (prosta niezawodna konstrukcja mechaniczna).The design of the device allows, after breaking the locking element, for the seat of the seat to move with the child in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle. As a result of a side impact, the locking element is broken and the seat can move in the forced direction, which, in combination with the additionally introduced elements of the seat structure, reduces the likelihood of injury to the child in an accident. The proposed device is easy to install (it uses a commonly used mounting system for this type of device) and is reliable in operation (simple and reliable mechanical structure).

Claims

1.A child restraint in motor vehicles during a side impact, adapted for installation with the ISOFIX system and equipped with a side shift mechanism, characterized in that the sliding seat (1) is slidably connected to the side shift housing by means of connecting handles (5) (3) and the operable locking element (s) (4) and the energy dissipating element (s) (6) associated with the sideshift housing (3) slidably connected to the base (2) rigidly connected to the sideshift housing (3) .

2. The device according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the sliding mechanism (3) has an energy-dissipating element (s) (6) built in such a way that the sliding of the seat (1) simultaneously requires deformation of the energy-dissipating elements (6).

3. The device according to claim A device according to claim 1, characterized in that the sliding mechanism (3) has locking elements (4) built in such a way that the sliding of the seat (1) is possible after breaking / unlocking the locking elements (4).