Kindersitzbefestigungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kindersitzes an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, mit einer insbesondere plastisch verformbaren Halteeinrichtung, die an der Tragstruktur befestigt ist und ein Halteelement aufweist, an dem ein an dem Kindersitz angebrachtes Befesti¬ gungselement befestigbar ist.
Bei dem Befestigungselement handelt es sich vorzugsweise um einen Befestigungshaken, der an einem Ende eines Gurtes ange¬ bracht ist, dessen anderes Ende an dem oberen Bereich des Kindersitzes befestigt ist. Der Gurt mit dem Haken wird auch als Top Tether bezeichnet. Solche Top Tether werden insbeson¬ dere in den USA und Kanada zur Befestigung von Kindersitzen an der Fahrzeugstruktur verwendet.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 00 072 Al ist ein Rückhaltesystem für einen in einem Kraftfahrzeug mitge¬ führten, auf einem Sitz des Kraftfahrzeugs abgestellten Kin¬ dersitz bekannt, bei dem der Kindersitz mit mindestens einer integrierten Rasteinrichtung versehen ist, die beim Befesti¬ gen des abgestellten Kindersitzes mit mindestens einer am Sitz oder in dessen Nähe an einem Karosserieteil des Kraft¬ fahrzeugs angebrachten sitz- oder fahrzeugfesten Befesti¬ gungseinrichtung in Eingriff tritt. Zur Verbesserung des
Rückhaltevermögens der Rast- oder Befestigungseinrichtung ist zwischen dem Kindersitz einerseits und dem Sitz oder dem Ka¬ rosserieteil andererseits mindestens ein Deformationselement angeordnet, das sich bei Überschreiten einer vorgegebenen Kraft plastisch verformt und dadurch eine begrenzte Vorwärts¬ bewegung des Kindersitzes gegenüber dem Sitzteil des Sitzes ermöglicht, um eine Spitzenbeanspruchung der Rast- und/oder Befestigungseinrichtung zu verringern. Aus der deutschen Ü- bersetzung DE 695 11 954 T2 der europäischen Patentschrift EP 0 689 955 Bl ist eine Kindersitz-Befestigungsvorrichtung be¬ kannt, die ein energieabsorbierendes Scheibenglied mit einem ersten und einem zweiten Lappen und einer ersten und einer zweiten Kante enthält, die sich dazwischen erstrecken und ei¬ nem mittleren Abschnitt, der im Wesentlichen auf halbem Weg zwischen dem besagten ersten und dem besagten zweiten Lappen liegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Befesti¬ gung eines Kindersitzes an einer Tragstruktur eines Kraft¬ fahrzeugs, mit einer insbesondere plastisch verformbaren HaI- teeinrichtung, die an der Tragstruktur befestigt ist und ein Halteelement aufweist, an dem ein an dem Kindersitz ange¬ brachtes Befestigungselement befestigbar ist, zu schaffen, die eine definierte Bewegung des Halteelements beim Verformen der Halteeinrichtung ermöglicht, und zwar nicht nur in Fahr¬ zeuglängsrichtung.
Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zur Befestigung eines Kindersitzes an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, mit einer insbesondere plastisch verformbaren Halteeinrichtung, die an der Tragstruktur befestigt ist und ein Halteelement aufweist, an dem ein an dem Kindersitz angebrachtes Befesti¬ gungselement befestigbar ist, dadurch gelöst, dass die Halte¬ einrichtung mindestens eine Biegeachse aufweist, entlang der
die Halteeinrichtung verformbar ist, wenn eine Kraft, insbe¬ sondere eine Zugkraft, auf das Halteelement wirkt. Bei den bekannten Kindersitzbefestigungsvorrichtungen bewegt sich das Halteelement in der Richtung, in der die Kraft wirkt, die auf das Halteelement aufgebracht wird, also in der Regel in Fahr¬ zeuglängsrichtung. Bei der erfindungsgemäßen Kindersitzbefes¬ tigungsvorrichtung ermöglicht die Biegeachse eine definierte Bewegung des Halteelements zum Beispiel auf einem Kreisbogen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeachse quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass sich das Halteelement auf einem Kreisbogen bewegt, wenn eine Zugkraft auf das Halteelement aufgebracht wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung mehrere Biegeachsen aufweist, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung an¬ geordnet und so gestaltet sind, dass sich die Halteeinrich¬ tung sukzessiv in einer definierten Biegereihenfolge entlang jeweils einer Biegeachse verformt, wenn eine Kraft, insbeson¬ dere eine Zugkraft, auf das Halteelement wirkt. Durch die Biegereihenfolge kann dem Halteelement unter Last eine solche Kinematik vorgegeben werden, dass das Halteelement nicht an der Tragstruktur zur Anlage kommt, wenn sich die Halteein¬ richtung verformt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung eine erste Biegeachse, die sowohl im unverformten als auch im ver¬ formten Zustand der Halteeinrichtung unterhalb der Oberkante der Tragstruktur angeordnet ist, und eine zweite Biegeachse aufweist, die im unverformten Zustand der Halteeinrichtung unterhalb der Oberkante der Tragstruktur, insbesondere unter-
halb der ersten Biegeachse, und im verformten Zustand ober¬ halb der Oberkante der Tragstruktur angeordnet ist. Vorzugs¬ weise ist der Abstand zwischen den Biegeachsen größer als der Abstand der ersten Biegeachse von der Oberkante der Trag¬ struktur. Dadurch wird erreicht, dass das Halteelement beim Verformen der Halteeinrichtung nicht an der Tragstruktur zur Anlage kommt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung einen Befestigungsabschnitt, der von der ersten Biegeachse begrenzt wird, einen Halteabschnitt, der von der zweiten Biegeachse begrenzt wird, und einen Hebelabschnitt aufweist, der zwi¬ schen den beiden Biegeachsen angeordnet ist. Der Befesti¬ gungsabschnitt kann mindestens ein Durchgangsloch aufweisen, das zur Aufnahme eines Befestigungselements, wie einer Schraube, dient. Der Halteabschnitt und/oder der Hebelab¬ schnitt können beziehungsweise kann mit mindestens einer Aus¬ sparung versehen sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung eine erste Biegeachse, die einen Befestigungsabschnitt begrenzt, eine zweite Biegeachse und eine dritte Biegeachse aufweist, die einen Halteabschnitt begrenzt, wobei zwischen der ersten und der zweiten sowie zwischen der zweiten und der dritten Biegeachse jeweils ein Hebelabschnitt ausgebildet ist. Durch die drei Biegeachsen kann die Belastung der Tragstruktur deutlich reduziert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung aus ei¬ nem Stück plastisch deformierbarem Blech gebildet ist. In dem Blech sind vorzugsweise Durchbrüche und/oder Soll-
Schwachsteilen vorgesehen, um das Kraftniveau linear, degres¬ siv oder progressiv zu begrenzen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er¬ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispie¬ le im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den An¬ sprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswe¬ sentlich sein.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer an einer Trag¬ struktur befestigten Halteeinrichtung im unverform- ten Zustand;
Fig. 2 die Halteeinrichtung aus Figur 1 nach einer Verfor¬ mung um eine erste Biegeachse;
Fig. 3 die Halteeinrichtung aus Figur 1 nach einer Verfor¬ mung um eine zweite Biegeachse;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Halteeinrich¬ tung aus Figur 1,-
Fig . 5 eine Untersicht der Halteeinrichtung aus Figur 1;
Fig . 6 eine Seitenansicht der Halteeinrichtung aus Figur
1;
Fig . 7 eine Draufsicht der Halteeinrichtung aus Figur 1;
Fig . 8 eine perspektivische Darstellung einer Halteein¬ richtung mit drei Biegeachsen;
Fig . 9 eine Seitenansicht der Halteeinrichtung aus Figur 8;
Fig . 10 eine perspektivische Darstellung einer Halteein¬ richtung mit zwei Biegeachsen und ig . 11 eine Seitenansicht der Halteeinrichtung aus Figur 10.
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In Figur 1 ist eine Tragstruktur 1 eines Kraftfahrzeugs sche¬ matisch dargestellt. Die Fahrzeuglängsrichtung ist durch ei¬ nen Pfeil 3 angedeutet. Bei der Tragstruktur 1 handelt es sich zum Beispiel um einen Teil der Hutablage des Kraftfahr¬ zeugs. Die Tragstruktur 1 weist eine schräge Fläche 5 und ei¬ ne horizontal verlaufende Oberseite 6 auf. An der schrägen Fläche 5 ist ein Befestigungsabschnitt 8 einer Halteeinrich¬ tung 10 befestigt. Der Befestigungsabschnitt 8 wird durch ei¬ ne erste Biegeachse 11 begrenzt, die quer zur Fahrzeuglängs¬ richtung 3 angeordnet ist. Die Halteeinrichtung 10 weist eine zweite Biegeachse 12 auf, die ebenfalls quer zur Fahrzeug¬ längsrichtung 3 angeordnet ist. Zwischen der ersten Biegeach¬ se 11 und der zweiten Biegeachse 12 ist ein Hebelabschnitt 14 ausgebildet, der im unverformten Zustand der Halteeinrichtung 10 an dem Befestigungsabschnitt 8 anliegt. Von der zweiten Biegeachse 12 geht ein Halteabschnitt 16 aus, der quer zur Fahrzeuglängsrichtung 3, also vertikal angeordnet ist. In den Halteabschnitt IS greift ein Zughaken 18 ein, der an einem Befestigungselement 20 angebracht ist.
Der Zughaken 18 und das Befestigungselement 20 bilden einen so genannten Top Tether, der dazu dient, den oberen Bereich eines Kindersitzes im Bereich des oberen Endes der Rückenleh¬ ne eines Kraftfahrzeugsitzes zu befestigen. Ein Top Tether umfasst zum Beispiel einen oberen Verzurrgurt, der einerseits an dem Kindersitz und andererseits an der Tragstruktur befes¬ tigt ist. Solche Top Tether werden insbesondere in den USA und Kanada zur Befestigung von Kindersitzen an der Fahrzeug¬ struktur verwendet.
In Figur 2 ist die Halteeinrichtung 10 in einem ersten Ver¬ formungszustand dargestellt. Über den Zughaken 18 wurde eine Kraft in Zugrichtung 22 auf den Halteabschnitt 16 der Halte¬ einrichtung 10 aufgebracht. Dadurch hat sich der Hebelab-
schnitt 14 der Halteeinrichtung 10 aus der in Figur 1 darge¬ stellten Stellung um circa 90° um die erste Biegeachse 11 verformt. Der Hebelabschnitt 14 ist etwa im rechten Winkel zu der schrägen Fläche 5 angeordnet. Eine Verformung um die zweite Biegeachse 12 hat noch nicht stattgefunden. Der Halte- abschnitt 16 ist oberhalb der Oberseite 6 der Tragstruktur 1 etwa parallel zu der Oberseite 6 angeordnet. Dadurch ist si¬ chergestellt, dass der Zughaken 18 nicht an der Tragstruktur 1 anliegt, sondern von dieser beabstandet ist.
In Figur 3 ist ein zweiter Verformungszustand der Halteein¬ richtung 10 dargestellt. Über den Zughaken 18 wurde weiterhin eine Kraft in Zugrichtung 22 auf den Halteabschnitt 16 der Halteeinrichtung 10 aufgebracht. Durch die weitere Kraftauf¬ bringung hat sich der Hebelabschnitt 14 noch weiter um die erste Biegeachse 11 verformt. Außerdem hat sich der Halteab¬ schnitt 16 gegenüber dem Hebelabschnitt 14 um die zweite Bie¬ geachse 12 verformt. Der Halteabschnitt 16 und der daran be¬ festigte Zughaken 18 sind auch in dem in Figur 3 dargestell¬ ten zweiten Verformungszustand der Halteeinrichtung 10 ober¬ halb der Oberseite 6 der Tragstruktur 1 angeordnet.
Durch die spezielle Konstruktion der Halteeinrichtung können bevorzugte Biegelinien vorgegeben werden. Die Biegelinienbe¬ reiche sind vorzugsweise so ausgelegt, dass eine definierte Biegereihenfolge erreicht wird. Durch die Biegereihenfolge kann dem Zughaken eine solche Kinematik vorgegeben werden, dass die Verformung zuerst um die erste Biegeachse 11 er¬ folgt, wobei der Zughaken nicht an der Tragstruktur zur Anla¬ ge kommt. Bei steigendem Kraftniveau findet auch eine Verfor¬ mung um die zweite Biegeachse statt und die Halteeinrichtung kann sich strecken, ohne dass der Zughaken an der Tragstruk¬ tur zur Anlage kommt. Durch eine geeignete Schwächung der Halteeinrichtung entlang der ersten Biegeachse und der Hinzu-
fügung einer Sicke im Bereich der zweiten Biegeachse wird der Halteeinrichtung eine reproduzierbare Biege-Kinematik aufge¬ zwungen.
In den Figuren 4 bis 7 ist die Halteeinrichtung 10 aus den Figuren 1 bis 3 allein in verschiedenen Ansichten darge¬ stellt . In den Figuren 4, 5 und 7 sieht man, dass in dem Be¬ festigungsabschnitt 8 ein Durchgangsloch 24 vorgesehen ist, das zum Beispiel zur Aufnahme einer Schraube dient, mit der die Halteeinrichtung .10 an der Tragstruktur befestigt werden kann. In den Figuren 4 und 7 sieht man, dass in dem Halteab¬ schnitt 16 eine im Wesentlichen rechteckförmige Aussparung 26 vorgesehen ist, die den Eingriff des Zughakens ermöglicht.
In den Figuren 8 und 9 ist eine einen Befestigungsabschnitt 48 aufweisende Halteeinrichtung 50 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Halteeinrichtung 50 weist eine erste Biege¬ achse 51, eine zweite Biegeachse 52 und eine dritte Biegeach¬ se 53 auf. Die Biegeachsen 51 bis 53 sind parallel zueinander angeordnet. Die erste Biegeachse 51 begrenzt den Befesti¬ gungsabschnitt 48. Zwischen der ersten Biegeachse 51 und der zweiten Biegeachse 52 ist ein erster Hebelabschnitt 54 ausge¬ bildet. Zwischen der zweiten Biegeachse 52 und der dritten Biegeachse 53 ist ein zweiter Hebelabschnitt 55 ausgebildet. Von der dritten Biegeachse 53 geht ein Halteabschnitt 56 aus, der, ebenso wie die Hebelabschnitte 54 und 55, im Wesentli¬ chen rechteckförmig ausgebildet ist. Der zweite Hebelab¬ schnitt 55 weist eine im Wesentlichen rechteckförmige Ausspa¬ rung 58 auf. Der erste Hebelabschnitt 54 weist eine im We¬ sentlichen rechteckförmige Aussparung 60 auf. Der Befesti¬ gungsabschnitt 48 ist an seinem freien Ende abgerundet. In dem Befestigungsabschnitt 48 ist ein Durchgangsloch 64 vorge¬ sehen, das zur Aufnahme eines Befestigungselements dient. In
dem Halteabschnitt 56 ist eine im Wesentlichen rechteckförmi- ge Aussparung 66 vorgesehen.
Durch die Art und die Ausführung der verschiedenen Abschnitte der Halteeinrichtung, insbesondere die Konturgebung und die Lage der Durchbrüche beziehungsweise Soll-Schwachstellen, kann das Kraftniveau linear, degressiv oder progressiv be¬ grenzt werden. Die Halteeinrichtung 10 ist teilelastisch aus¬ geführt, um das Kraftniveau zu begrenzen und einen definier¬ ten Weg freizugeben. Dadurch wird die Insassenbelastung auf einem kleinstmöglichen Maß gehalten. Beim Aufbringen einer Zugkraft wird ein Aufliegen des Zughakens (Tether-Hook) auf Karosserieteilen und damit ein Versagen des Hakens vermieden. Die Belastung auf die Karosserie wird reduziert. Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Halteeinrichtung für eine Iso- fix-Anbindung zu verwenden.
In den Figuren 10 und 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung in verschiedenen An¬ sichten dargestellt. Eine Halteeinrichtung 70 weist einen länglichen Befestigungsabschnitt 68 auf, der an einer (nicht dargestellten) Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs befestigbar ist. Die Halteeinrichtung 70 weist eine erste Biegeachse 71 und eine zweite Biegeachse 72 auf. Die Biegeachsen 71 und 72 sind parallel zueinander angeordnet. Die erste Biegeachse 71 begrenzt den mittleren Bereich des Befestigungsabschnitts 68. Zwischen der ersten Biegeachse 71 und der zweiten Biegeachse 72 ist ein Hebelabschnitt 74 ausgebildet. Von der zweiten Biegeachse 72 geht ein Halteabschnitt 76 aus, der eine im We¬ sentlichen rechteckförmige Aussparung 78 aufweist. In dem Be¬ festigungsabschnitt 68 sind in den beiden seitlichen Berei¬ chen mehrere Durchgangslöcher 19 und 80 vorgesehen, die zur Aufnahme von Befestigungselementen, wie Schrauben, dienen, um
die Halteeinrichtung 70 an der Tragstruktur des Kraftfahr¬ zeugs zu befestigen.