WO2012104431A1 - Energy-absorbing deformation structure - Google Patents

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WO2012104431A1
WO2012104431A1 PCT/EP2012/051901 EP2012051901W WO2012104431A1 WO 2012104431 A1 WO2012104431 A1 WO 2012104431A1 EP 2012051901 W EP2012051901 W EP 2012051901W WO 2012104431 A1 WO2012104431 A1 WO 2012104431A1
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WO
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deformation
deformation structure
load distribution
structure according
distribution element
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Application number
PCT/EP2012/051901
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German (de)
French (fr)
Inventor
Reiner Nett
Christian Puchert
Original Assignee
Takata AG
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    • B60N2/24—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
    • B60N2/42—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats
    • B60N2/427—Seats or parts thereof displaced during a crash
    • B60N2/42709—Seats or parts thereof displaced during a crash involving residual deformation or fracture of the structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/37—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers of foam-like material, i.e. microcellular material, e.g. sponge rubber

Definitions

  • the invention relates to an energy-absorbing deformation structure according to the preamble of claim 1.
  • the deformation structure finds z.
  • the deformation structure comprises at least one deformation element, which serves to protect the human body and upon application of force of a human body part on the deformation element, for. B. as a result of a collision with another vehicle that decelerates and restrains adjacent human body part.
  • the deformation element comprises z. B. an inner core and a shell.
  • the inner core is designed to be able to decelerate and retain the adjacent body part upon application of force to the deformation structure.
  • the shell formed by a solid surrounds the inner core; In particular, it can be made elastic or flexible.
  • the inner core consists of an elastic material, for.
  • the shell may have a flow device through which the air contained in the elastic core can escape during compression and re-enter when discharged.
  • a design is described in DE 20 2006 010 876 U1. It is also possible that the shell is formed directly by the outer surface (in the form of a solid surface) of the core itself.
  • the inner core includes a fluid, ie, a gaseous or liquid material, which by a fluid-permeable device, for. B. an outlet opening, is fluidly connected to its environment.
  • the fluid-permeable device is integrated in a container which envelops the fluid. With external force the fluid flows from the deformation element. When discharged, the fluid flows in the opposite direction again.
  • a body part is pressed against the adjacent deformation structure, a relative movement of the body part to the deformation structure occurs.
  • the movement of the body part leads to a deformation of the deformation structure.
  • a deformation of the deformation structure takes place with comparatively low deceleration of the body part. If the force of the body part continues to rest on the deformation structure, a (disproportionately increasing) restoring force of the deformation structure acts on the body part with increasing deformation, which leads to a greater deceleration of the body part.
  • the deformation structure In order to limit the load on the body part to be protected, the deformation structure must be chosen to be sufficiently large, since the maximum restoring force acting on the body can be reduced by a longer deformation path. However, since only a very limited space is available in a vehicle, this is not readily feasible.
  • the invention is therefore based on the problem to provide an energy-absorbing deformation structure of the type mentioned, which ensures a compact design that the protected by the deformation structure occupant experiences the lowest possible stresses during an accident.
  • a (active) side of the surface of the deformation element facing the body part of the occupant to be protected is connected to a planar load distribution element which has a greater flexural rigidity than the deformation element.
  • the force acting on the deformation element from the body part via the load distributor element first acts over a large area on the deformation element, since the load distribution element transmits the acting force flatly to the deformation element connected to the load distribution element.
  • the deformation element over the surface over which the deformation element with the Load distribution element in contact contact surface
  • This uniform deformation initially causes a greater increase in the restoring force as a function of the compression than in a deformation structure without a load distribution element.
  • the load distribution element may have a higher tensile stiffness and / or a higher shear stiffness than the deformation element connected to the load distribution element.
  • a higher tensile stiffness and a higher shear stiffness support the functions of the load distribution element to distribute the forces occurring on the load distribution element on the body of the load distribution element on the surface of the deformation element covered by the load distribution element (evenly).
  • the load distribution element can be made of different materials.
  • the requisite greater flexural rigidity is possessed by e.g. metallic materials. Due to their lower weight, plastics with correspondingly high flexural stiffness are also suitable as base material for load distribution elements.
  • the load distribution element can be made in different material thicknesses and geometries, eg. B. as a plate to run. It can be used with a flat surface or with an uneven, z. B. ribbed surface designed. As long as the forces acting on the load distribution element by the body part remain sufficiently small, the bending stiffness of the load distribution element prevents its deformation. The acting forces are passed from the load distribution element in its entirety to the adjacent deformation element and cause over the contact surface between the load distribution element and deformation element uniformly acting deformation of the deformation element.
  • the resistance given by the bending resistance of the load distribution element is overcome against deformation and the load distribution element deforms. Due to the deformation, the load distribution element is no longer connected along its entire surface with the deformation element. Instead, the contact area decreases, whereby the force is reduced to the deformation element.
  • the load distribution element can also be placed between two deformation elements.
  • the possible deformation path which the deformation element, which intentionally faces the body part to be protected and which is closest to it, should be smaller than that deformation path that the body part to be protected continues as intended remote deformation element allows for compression.
  • the load distribution element can be connected in different ways with the at least one deformation element, for. B. by a frictional and / or a positive connection.
  • Deformation structures can be integrated into an occupant protection system by attaching them to a load-bearing (e.g., solid) component of the occupant protection system.
  • a load-bearing e.g., solid
  • the deformation structure In the occupant protection system, in which the deformation structure is integrated, it can be in particular a child protection system, eg. B. in the form of a child seat act.
  • the deformation structure can be integrated into side cheeks of a child protection system.
  • Such a deformation structure protects the child in particular when a third vehicle collides laterally with a vehicle equipped with the child protection system.
  • different body regions such as the head, chest, abdomen and pelvic regions, can be protected by the deformation structure.
  • the deformation structure according to the invention can also be used in other areas, for example as inner padding in helmets or as a back protector for winter sports enthusiasts.
  • the at least one deformation element of the deformation structure consists of a deformable solid; z.
  • a plastic or a foam As a plastic or a foam.
  • the at least one deformation element contains a fluid in its core.
  • the fluid is contained in a container which constitutes a shell of the deformation element.
  • the shell may be provided with outlet openings which allow the fluid to flow out upon compression of the deformation element and to flow back again upon release.
  • the fluid may be a liquid or a (compressible) gas.
  • Figure 1 shows the structure of a child protection system with deformation structure.
  • FIG. 2b shows a conventional deformation structure during the contact phase
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a deformation structure Load distribution element
  • FIG. 5a shows a deformation structure according to FIG. 3 before the contact phase
  • FIG. 5b shows a deformation structure according to FIG. 3 during the contact phase
  • FIG. 6 is an illustration of the deformation of a load distribution element by different load entries
  • Figure 7 is a scheme of energy absorption in ideal triangular
  • FIG. 8 shows an acceleration-displacement diagram of a deformation structure without and with a load distribution element
  • 9a shows a deformation structure with a first form of energy input
  • FIG. 9b shows a deformation structure with a second form of energy input
  • Fig.1 1 a combination of two deformation structures
  • deformation structures D1 and D2 were respectively installed in two side areas at two different locations. Both deformation structures serve primarily to protect a child from side impacts. While the one deformation structure D2 largely covers the entire side area and thus the different body regions head, Protects chest, abdomen and pelvic area, the other deformation structure D1 is primarily for the protection of the head.
  • deformation structures may continue to differ due to their structure, material used, material thickness and geometry.
  • FIGS. 2a and 2b show schematically the deformation of a conventionally constructed deformation structure 1 'before and during the action of force by a head impactor K.
  • the arrangement corresponds to the arrangement in a typical impactor test in which a child's head impactor K falls into a deformation structure 1'.
  • the deformation structure 1 ' consists of a deformation element 1 1, which comprises a core 15 and a shell 10.
  • a surface 13 as part of the shell limits the deformation element 1 1 on the side on which the Kopfimpaktor K acts. If the head impactor K strikes the deformation structure 1 ', a locally limited deformation of the deformation structure 1' around the contact point occurs, at which the head impactor K comes into contact with the surface 13 of the deformation element 11. Due to the local deformation, the contact point of the head impactor K widens with the deformation structure 1 'to a contact area 3 larger in area.
  • Fig. 3 shows a possible embodiment of an energy-absorbing deformation structure 1 with load distribution element 14, as z. B. in a child protection system according to FIG. 1 can be used.
  • the deformation structure 1 comprises a deformation element 1 1, which consists of a foam, wherein the foam z. B. has a foam stiffness between 50% and 200% and directly even the outer surface (in the form of a solid surface) or shell of the deformation element 1 1 forms.
  • the one surface 13 of the deformation element 1 1 is a made of metal or plastic load distribution element 14 in the form of a load distribution plate upstream, which covers the surface of the deformation element 1 1 completely or at least partially.
  • the load distribution element 14 is frictionally (and / or positively) connected to the deformation element 1 1.
  • This arrangement is integrated into an occupant protection system in such a way that the deformation structure 1 is adjacent to the body part to be protected when used properly, wherein the body part to be protected upon application of force in Direction of the deformation structure 1 as intended in contact with the load distribution element 14 in front of a surface 13 of the deformation element 1 1 occurs.
  • the load distribution element 14 has a greater flexural rigidity and, in a possible embodiment, a greater expansion and / or shear stiffness than the associated deformation element 11.
  • the modulus of elasticity of the load distribution element 14 is between 1 MPa and 72 GPa, preferably between 1 MPa and 5 GPa.
  • the yield strength is selected from the range 0.1 MPa to 100 MPa, preferably from the range 0.1 MPa to 80 MPa.
  • a second deformation element 12 is frictionally (and / or positively) connected to the load distribution element 14 in such a way that the second deformation element 12, the load distribution element 14 at the the first deformation element 1 1 side facing away, so that the body part that is intended to be protected by the deformation structure 1, (exclusively) comes into contact with the second deformation element 12 in contact.
  • the body part to be protected does not act directly on the load distribution element 14 but on the second deformation element 12.
  • the deformation structure 1 behaves at the beginning comparable to a deformation structure 1 'without load distribution element 14, as by the force initially only the second load distribution element 14 is deformed. If the force increases, the acting force is transmitted to the load distribution element 14 by the second deformation element 12.
  • the second embodiment shows a substantially same behavior as the first embodiment.
  • FIG. 5b shows the same deformation structure 1 during the action of force by a head impactor K.
  • FIGS. 2a and 2b the arrangement shown corresponds to the arrangement.
  • FIG in a typical impactor test in which a child head impactor K falls into a deformation structure 1, in the present case on the surface 13 of the deformation element 11 provided with the load distribution element 14. If the head impactor K strikes the deformation structure 1, then the acting force is absorbed by the load distribution element 14 coming into contact with the head impactor K at the contact point 4 and passed on to the underlying deformation element 11.
  • the load distribution element 14 If the force acting on the load distribution element 14 is below a threshold value which can be predetermined by the material and geometry of the load distribution element 14, the load distribution element 14 is not deformed and the force is transmitted evenly to the deformation element 11 connected to the load distribution element 14.
  • the deformation element 1 1 is uniformly deformed over its entire contact surface with the load distribution element 14. The size of the contact point 4 between the head impactor K and the deformation structure 1 does not change since the head impactor K does not sink into the deformation structure 1.
  • Fig. 6 shows possible deformations of the load distribution element 14 at a force acting on the deformation element 1 1 side facing away for different sized load entries. If the force remains below a threshold, no deformation of the load distribution element 14 takes place. If the acting force exceeds this threshold value, then the load distribution element 14 deforms about the point of contact, via which the force acts on the load distribution element 14 in the direction of the body from which the action of force originates. As the force increases, the deformation increases.
  • the setting of the threshold value is made on the material properties of the load distribution element 14, such as modulus and yield strength, but also on the geometric properties such as notches, holes, predetermined breaking points or joints.
  • the energy absorption behavior of the deformation structure 1 can be illustrated by means of an acceleration-deformation path diagram (a-s diagram).
  • the graph shows the braking acceleration in response to the deformation path traveled by a body part while acting on the deformation structure 1.
  • Fig. 7 such an as diagram is schematically illustrated for two different typical energy absorption behaviors, referred to as triangle and rectangular.
  • the triangle identifier describes approximately the behavior of a conventional deformation structure, as shown in FIG. 2.
  • the upper branch of the triangle identifier running from bottom left to top right, characterizes the loading process of the transformation of kinetic energy into potential energy.
  • the area below the branch corresponds to the energy transferred during the loading process. If the deformation element 1 1 only elastically deformed, ie it does not cause friction or plastic deformation, the entire potential energy in the unloading process, the conversion of potential energy into kinetic energy, is released again.
  • the unloading process would also be characterized by the upper branch of the triangle identifier which would traverse in the reverse direction.
  • maximum energy absorption should take place. At maximum absorption, the stored potential energy is not converted back into kinetic energy. If the body part acting on the deformation structure has traveled its maximum deformation path and has come to a standstill, then the acceleration drops to zero. There is no acceleration on the body part, which forces it back to its original position. This behavior is characterized by the triangle identifier. Since a higher acceleration means a higher load for the individual on whom the acceleration is acting, a behavior as characterized by the rectangular identifier represents a further improvement of an occupant protection system.
  • the rectangular identifier shown in Fig. 7 includes an area of the same size like the area enclosed by the triangle identifier. This means that a behavior of a deformation structure characterized by the rectangular characteristic absorbs in principle the same amount of energy as a behavior characterized by the triangular identification with an identical deformation path, but with in this case half the maximum acceleration. A behavior according to the rectangular identifier thus represents a significant improvement compared to a behavior according to triangular identification.
  • the embodiments of the energy absorbing deformation structure 1 with load distribution element 14 described in FIGS. 3 and 4 essentially show a behavior as characterized by the rectangular identifier.
  • the characteristic L 'of a previously known deformation structure 1' according to FIG. 2 is set in relation to the characteristic L of the deformation structure 1 according to the embodiment described in FIG.
  • the characteristic curve L 'of the previously known deformation structure 1' essentially corresponds to a triangular identification.
  • the characteristic curve L of the embodiment according to FIG. 3 essentially corresponds to a rectangular identification with a maximum acceleration, which is only approximately half as large as that of the previously known deformation structure 1 'and whose maximum deformation path does not deviate significantly from that of the characteristic L'.
  • the load distribution element 14 initially remains undeformed and applies the force uniformly to the deformation element 11 connected to it, and continues to apply the same force to a body part on the deformation structure 1 according to FIG.
  • the uniform force initially causes a stronger braking acceleration than in a previously known deformation structure 1 '.
  • the load distribution element 14 deforms around the point of contact with the force-exerting body part, as shown in FIG.
  • the contact surface between the load distribution element 14 and deformation element 1 1 is reduced and thus the force exerted on the deformation element 1 1. This limits or even reduces the further increase in the acceleration, as shown by the characteristic curve L to FIG. 3.
  • an action of a body part to be protected represented here by a head impactor K, on a deformation structure 1 via its load distribution element 14 on the one hand can take place in that the body part, e.g. accelerated as a result of a vehicle crash (in the arrow direction) relative to the deformation structure 1 and is moved against it, which is an energy input E is connected.
  • an action of a body part to be protected can take place on a deformation structure 1 via its load distribution element 14 in that the deformation structure, e.g. as a result of a vehicle crash (in the direction of arrow) experiences a shock through a body part of a motor vehicle, with which a corresponding energy input E is connected and wherein the deformation structure 1 is accelerated / moved in the direction of the body part to be protected.
  • the body part to be protected represented by a head impactor K
  • a head impactor K is intended not to be arranged in front of the load distribution element 14 but in front of a support element / carrier T, which is, for example, the shell or housing of a child seat, cf. FIG. can act. That is to say, the deformation structure 1 is arranged on the side of the carrier T facing away from the intended body part to be protected.
  • the load distribution element 14 is arranged on the side of the deformation structure 1 which faces away from the body part intended to be protected.
  • An energy input E into the side of the deformation structure 1 facing away from the body part to be protected is introduced uniformly into the deformation element 11 via the load distribution element 14 and absorbed there, so that the carrier T is not pressed against the body part to be protected.
  • a deformation structure 1, 1 ' can be arranged with a load distribution element 14 on both sides of a support T, one of which has a load distribution element 14 (facing away from the support T) facing the body part (head impactor K) to be protected and the other on the side facing away from the intended to be protected body part (also facing away from the carrier T) load distribution element 14, with each of which an energy input E, E 'in an associated deformation element 1 1 can be introduced, according to a combination of FIGS. 9a and 10 explained effects.
  • FIG. 12 shows two deformation structures 1, 1 'connected in series in this way. Both deformation structures 1, 1 'are arranged on the same side of a carrier T.
  • the one deformation structure 1 is arranged next to the body part (head impactor K) to be protected as intended, the load distribution element 14 belonging to the deformation structure 1 facing the body part (head impactor K).

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Abstract

The invention relates to an energy-absorbing deformation structure (1) for protecting the human body, comprising a deformation element (11), which is provided in order to restrain a human body part moving relative to the deformation element under deformation, and a surface (13) of the deformation element (11) formed by a solid body surface, on which surface the body part acts as intended when the body part is restrained by the deformation element (11). According to the invention, a planar load distributing element (14) connected to the deformation element (11) is arranged in front of the surface (13) of the deformation element (11) on which the body part to be protected acts, the load distributing element having a greater bending stiffness than the deformation element (11) in order to distribute the forces occurring when the body part acts on the load distributing element (14) to the surface of the deformation element (13) covered by the load distributing element (14).

Description

Energie absorbierende Deformationsstruktur  Energy absorbing deformation structure
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Energie absorbierende Deformationsstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . The invention relates to an energy-absorbing deformation structure according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Deformationsstruktur findet z. B. in Kraftfahrzeugen, insbesondere im Rahmen von Kinderschutzsystemen, Anwendung. Die Deformationsstruktur umfasst mindestens ein Deformationselement, das dem Schutz des menschlichen Körpers dient und bei Krafteinwirkung eines menschlichen Körperteils auf das Deformationselement, z. B. als Folge einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug, das angrenzende menschliche Körperteil abbremst und zurückhält. Das Deformationselement umfasst z. B. einen inneren Kern und eine Hülle. Der innere Kern ist derart gestaltet, dass er geeignet ist, das angrenzende Körperteil bei Krafteinwirkung auf die Deformationsstruktur, abzubremsen und zurückzuhalten. Die von einem Festkörper gebildete Hülle umgibt den inneren Kern; sie kann insbesondere elastisch bzw. flexibel ausgestaltet sein. In einer möglichen Bauform besteht der innere Kern aus einem elastischen Material, z. B. einem Schaumstoff, das bei Belastung komprimiert wird und bei Entlastung wieder expandiert. Die Hülle kann über eine Strömungsvorrichtung verfügen, durch die die im elastischen Kern enthaltene Luft bei Kompression entweichen und bei Entlastung wieder eintreten kann. Eine derartige Bauform wird in der DE 20 2006 010 876 U1 beschrieben. Es ist dabei auch möglich, dass die Hülle unmittelbar durch die äußere Oberfläche (in Form einer Festkörperfläche) des Kerns selbst gebildet wird. Such a deformation structure finds z. As in motor vehicles, especially in the context of child protection systems, application. The deformation structure comprises at least one deformation element, which serves to protect the human body and upon application of force of a human body part on the deformation element, for. B. as a result of a collision with another vehicle that decelerates and restrains adjacent human body part. The deformation element comprises z. B. an inner core and a shell. The inner core is designed to be able to decelerate and retain the adjacent body part upon application of force to the deformation structure. The shell formed by a solid surrounds the inner core; In particular, it can be made elastic or flexible. In one possible design, the inner core consists of an elastic material, for. As a foam that is compressed under load and expanded again when relief. The shell may have a flow device through which the air contained in the elastic core can escape during compression and re-enter when discharged. Such a design is described in DE 20 2006 010 876 U1. It is also possible that the shell is formed directly by the outer surface (in the form of a solid surface) of the core itself.
In einer anderen Bauform, wie sie z. B. aus der WO 2010/014122 A1 bekannt ist, beinhaltet der innere Kern ein Fluid, d. h. ein gasförmiges oder auch flüssiges Material, welches durch eine fluiddurchlässige Vorrichtung, z. B. eine Auslassöffnung, mit seiner Umgebung strömungsverbunden ist. Die fluiddurchlässige Vorrichtung ist in einen Behälter integriert, der das Fluid umhüllt. Bei äußerer Krafteinwirkung strömt das Fluid aus dem Deformationselement ab. Bei Entlastung strömt das Fluid in umgekehrter Richtung wieder ein. In another design, as z. B. from WO 2010/014122 A1 is known, the inner core includes a fluid, ie, a gaseous or liquid material, which by a fluid-permeable device, for. B. an outlet opening, is fluidly connected to its environment. The fluid-permeable device is integrated in a container which envelops the fluid. With external force the fluid flows from the deformation element. When discharged, the fluid flows in the opposite direction again.
Wird aufgrund einer äu ßeren Krafteinwirkung ein Körperteil gegen die angrenzende Deformationsstruktur gedrückt, so kommt es zu einer Relativbewegung des Körperteils zur Deformationsstruktur. Die Bewegung des Körperteils führt zu einer Verformung der Deformationsstruktur. Zunächst findet eine Verformung der Deformationsstruktur bei vergleichsweise geringer Abbremsung des Körperteils statt. Hält die Kraftwirkung des Körperteils auf die Deformationsstruktur weiter an, so wirkt mit zunehmender Verformung eine (überproportional steigende) Rückstellkraft der Deformationsstruktur auf das Körperteil, was zu einer stärkeren Abbremsung des Körperteils führt. If, due to an external force, a body part is pressed against the adjacent deformation structure, a relative movement of the body part to the deformation structure occurs. The movement of the body part leads to a deformation of the deformation structure. First, a deformation of the deformation structure takes place with comparatively low deceleration of the body part. If the force of the body part continues to rest on the deformation structure, a (disproportionately increasing) restoring force of the deformation structure acts on the body part with increasing deformation, which leads to a greater deceleration of the body part.
Um die Belastung des zu schützenden Körperteils zu begrenzen, muss die Deformationsstruktur hinreichend groß gewählt werden, da durch einen längeren Deformationsweg die maximale Rückstellkraft, die auf den Körper wirkt, verringert werden kann. Da in einem Fahrzeug aber nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung steht, ist dies nicht ohne weiteres umsetzbar. In order to limit the load on the body part to be protected, the deformation structure must be chosen to be sufficiently large, since the maximum restoring force acting on the body can be reduced by a longer deformation path. However, since only a very limited space is available in a vehicle, this is not readily feasible.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Energie absorbierende Deformationsstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kompaktem Aufbau gewährleistet, dass der durch die Deformationsstruktur geschützte Insasse möglichst geringe Beanspruchungen während eines Unfalls erfährt. The invention is therefore based on the problem to provide an energy-absorbing deformation structure of the type mentioned, which ensures a compact design that the protected by the deformation structure occupant experiences the lowest possible stresses during an accident.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Energie absorbierende Deformationsstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This problem is solved according to the invention by an energy-absorbing deformation structure having the features of claim 1.
Danach ist eine dem zu schützenden Körperteil des Insassen zugewandte (aktive) Seite der Oberfläche des Deformationselementes mit einem flächigen Lastverteilerelement verbunden, das eine größere Biegesteifigkeit aufweist als das Deformationselement. Thereafter, a (active) side of the surface of the deformation element facing the body part of the occupant to be protected is connected to a planar load distribution element which has a greater flexural rigidity than the deformation element.
Durch diese Anordnung wirkt die vom Körperteil über das Lastverteilerelement auf das Deformationselement einwirkende Kraft zunächst großflächig auf das Deformationselement, da das Lastverteilerelement die einwirkende Kraft flächig an das mit dem Lastverteilerelement verbundene Deformationselement weitergibt. Dadurch wird das Deformationselement über die Fläche, über die das Deformationselement mit dem Lastverteilerelement in Kontakt steht (Kontaktfläche), gleichmäßig verformt. Diese gleichmäßige Verformung bewirkt zunächst einen stärkeren Anstieg der Rückstellkraft in Abhängigkeit von der Kompression als in einer Deformationsstruktur ohne Lastverteilerelement. As a result of this arrangement, the force acting on the deformation element from the body part via the load distributor element first acts over a large area on the deformation element, since the load distribution element transmits the acting force flatly to the deformation element connected to the load distribution element. As a result, the deformation element over the surface over which the deformation element with the Load distribution element in contact (contact surface), evenly deformed. This uniform deformation initially causes a greater increase in the restoring force as a function of the compression than in a deformation structure without a load distribution element.
Bei fortschreitender Krafteinwirkung und damit steigender Flächenkraft kann es zu einer Verbiegung des Lastverteilerelementes um die Kontaktstelle mit dem Körperteil kommen. Durch diese Verbiegung des Lastverteilerelementes wird die Kontaktfläche zwischen Lastverteilerelement und Deformationselement reduziert. Dadurch wird eine reduzierte Deformationswirkung erzielt, die mit einem geringeren Anstieg der Rückstellkraft verbunden ist. Es lässt sich sogar erreichen, dass die Rückstellkraft bei zunehmender Kompression nicht weiter zunimmt, so dass sich die Rückstellkraft in Abhängigkeit von der Verformung annähernd rechteckförmig verändert. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine Beschränkung der auf das Körperteil maximal wirkenden Rückstellkraft und damit eine körperschonende Beschränkung der Bremsbeschleunigung durch die Deformationsstruktur auf das Körperteil. Dies führt zu einer sanfteren Abbremsung des Körperteils. Zusätzlich kann das Lastverteilerelement eine höhere Dehnsteifigkeit und/oder eine höhere Schubsteifigkeit aufweisen als das mit dem Lastverteilerelement verbundene Deformationselement. Eine höhere Dehnsteifigkeit und eine höhere Schubsteifigkeit unterstützen die Funktionen des Lastverteilerelementes, die beim Einwirken des Körperteils auf das Lastverteilerelement auftretenden Kräfte auf die vom Lastverteilerelement überdeckte Oberfläche des Deformationselementes (gleichmäßig) zu verteilen. With progressive force and thus increasing surface force can lead to a bending of the load distribution element to the contact point with the body part. This bending of the load distribution element reduces the contact area between the load distribution element and the deformation element. As a result, a reduced deformation effect is achieved, which is associated with a smaller increase in the restoring force. It can even be achieved that the restoring force does not increase with increasing compression, so that the restoring force changes as a function of the deformation approximately rectangular. The solution according to the invention makes it possible to restrict the maximum restoring force acting on the body part and thus to restrict the braking acceleration due to the deformation structure to the body part in a body-friendly manner. This leads to a gentler deceleration of the body part. In addition, the load distribution element may have a higher tensile stiffness and / or a higher shear stiffness than the deformation element connected to the load distribution element. A higher tensile stiffness and a higher shear stiffness support the functions of the load distribution element to distribute the forces occurring on the load distribution element on the body of the load distribution element on the surface of the deformation element covered by the load distribution element (evenly).
Das Lastverteilerelement kann aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden. Über die erforderliche größere Biegesteifigkeit verfügen z.B. metallische Materialien. Aufgrund ihres geringeren Gewichts bieten sich zudem Kunststoffe mit entsprechend großer Biegesteifigkeit als Basismaterial für Lastverteilerelemente an. The load distribution element can be made of different materials. The requisite greater flexural rigidity is possessed by e.g. metallic materials. Due to their lower weight, plastics with correspondingly high flexural stiffness are also suitable as base material for load distribution elements.
Das Lastverteilerelement kann in verschiedenen Materialstärken und Geometrien, z. B. als Platte, ausgeführt werden. Es läst sich mit einer ebenen Oberfläche oder auch mit einer unebenen, z. B. gerippten Oberfläche ausgestalten. Solange die durch das Körperteil auf das Lastverteilerelement einwirkenden Kräfte hinreichend klein bleiben, verhindert die Biegesteifigkeit des Lastverteilerelements dessen Verformung. Die einwirkenden Kräfte werden von dem Lastverteilerelement in ihrer Gesamtheit an das angrenzende Deformationselement weitergegeben und bewirken eine über die Kontaktfläche zwischen Lastverteilerelement und Deformationselement gleichmäßig wirkende Verformung des Deformationselementes. The load distribution element can be made in different material thicknesses and geometries, eg. B. as a plate to run. It can be used with a flat surface or with an uneven, z. B. ribbed surface designed. As long as the forces acting on the load distribution element by the body part remain sufficiently small, the bending stiffness of the load distribution element prevents its deformation. The acting forces are passed from the load distribution element in its entirety to the adjacent deformation element and cause over the contact surface between the load distribution element and deformation element uniformly acting deformation of the deformation element.
Sind die Kräfte, die durch das Einwirken des Körperteils auf das Lastverteilerelement übertragen werden, hinreichend groß, so wird der durch die Biegesteifigkeit gegebene Widerstand des Lastverteilerelementes gegen eine Verformung überwunden und das Lastverteilerelement verformt sich. Durch die Verformung ist das Lastverteilerelement nicht mehr entlang seiner kompletten Oberfläche mit dem Deformationselement verbunden. Stattdessen nimmt die Kontaktfläche ab, wodurch die Krafteinwirkung auf das Deformationselement reduziert wird. Are the forces that are transmitted by the action of the body part on the load distribution element, sufficiently large, the resistance given by the bending resistance of the load distribution element is overcome against deformation and the load distribution element deforms. Due to the deformation, the load distribution element is no longer connected along its entire surface with the deformation element. Instead, the contact area decreases, whereby the force is reduced to the deformation element.
Statt dem Deformationselement vorgelagert zu sein, kann das Lastverteilerelement auch zwischen zwei Deformationselementen platziert werden. Damit das Lastverteilerelement erfindungsgemäß wirken kann, sollte der mögliche Verformungsweg, den das Deformationselement, welches bestimmungsgemäß dem zu schützenden Körperteil zugewandt ist und diesem damit am nächsten liegt, bei Kompression bereithält, kleiner sein, als derjenige Verformungsweg, den das vom zu schützenden Körperteil bestimmungsgemäß weiter entfernte Deformationselement bei Kompression ermöglicht. Instead of being upstream of the deformation element, the load distribution element can also be placed between two deformation elements. In order for the load distribution element to act according to the invention, the possible deformation path which the deformation element, which intentionally faces the body part to be protected and which is closest to it, should be smaller than that deformation path that the body part to be protected continues as intended remote deformation element allows for compression.
Das Lastverteilerelement kann auf unterschiedliche Weise mit dem mindestens einen Deformationselement verbunden werden, z. B. durch eine reibschlüssige und/oder eine formschlüssige Verbindung. The load distribution element can be connected in different ways with the at least one deformation element, for. B. by a frictional and / or a positive connection.
Deformationsstrukturen lassen sich in ein Insassenschutzsystem integrieren, indem sie an einem tragenden (z.B. festen) Bauteil des Insassenschutzsystems angebracht werden. Deformation structures can be integrated into an occupant protection system by attaching them to a load-bearing (e.g., solid) component of the occupant protection system.
Bei dem Insassenschutzsystem, in das die Deformationsstruktur integriert ist, kann es sich insbesondere um ein Kinderschutzsystem, z. B. in Form eines Kindersitzes, handeln. Dabei kann die Deformationsstruktur in Seitenwangen eines Kinderschutzsystems integriert werden. Eine solche Deformationsstruktur schützt das Kind insbesondere dann, wenn ein Drittfahrzeug seitlich auf ein mit dem Kinderschutzsystem ausgestattetes Fahrzeug prallt. Je nach Lage und Größe der mindestens einen Deformationsstruktur in jeder der Seitenwangen können verschiedene Körperregionen, wie der Kopf-, Brust-, Bauch- und Beckenbereich durch die Deformationsstruktur geschützt werden. In the occupant protection system, in which the deformation structure is integrated, it can be in particular a child protection system, eg. B. in the form of a child seat act. In this case, the deformation structure can be integrated into side cheeks of a child protection system. Such a deformation structure protects the child in particular when a third vehicle collides laterally with a vehicle equipped with the child protection system. Depending on the position and size of the at least one deformation structure in each of the side cheeks, different body regions, such as the head, chest, abdomen and pelvic regions, can be protected by the deformation structure.
Neben der Anwendungsmöglichkeit in Insassenschutzsystemen im Automobilbereich kann die erfindungsgemäße Deformationsstruktur auch in anderen Bereichen eingesetzt werden, beispielsweise als Innenpolster in Helmen oder als Rückenprotektor für Wintersportler. In addition to the possibility of use in occupant protection systems in the automotive sector, the deformation structure according to the invention can also be used in other areas, for example as inner padding in helmets or as a back protector for winter sports enthusiasts.
In einer möglichen Ausführungsform besteht das mindestens eine Deformationselement der Deformationsstruktur aus einem deformierbaren Festkörper; z. B. einem Kunststoff oder einem Schaumstoff. In one possible embodiment, the at least one deformation element of the deformation structure consists of a deformable solid; z. As a plastic or a foam.
In einer anderen möglichen Ausführungsform enthält das mindestens eine Deformationselement in seinem Kern ein Fluid. Das Fluid befindet sich in einem Behälter, welcher einer Hülle des Deformationselementes darstellt. Die Hülle kann mit Auslassöffnungen ausgestattet sein, die es dem Fluid erlauben, bei Kompression des Deformationselementes auszuströmen und bei Entlastung wieder zurückzuströmen. Bei dem Fluid kann es sich um eine Flüssigkeit oder um ein (komprimierbares) Gas handeln. In another possible embodiment, the at least one deformation element contains a fluid in its core. The fluid is contained in a container which constitutes a shell of the deformation element. The shell may be provided with outlet openings which allow the fluid to flow out upon compression of the deformation element and to flow back again upon release. The fluid may be a liquid or a (compressible) gas.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren deutlich werden. Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the figures.
Es zeigen: Show it:
Fig.1 den Aufbau eines Kinderschutzsystems mit Deformationsstruktur; Figure 1 shows the structure of a child protection system with deformation structure.
Fig.2a eine konventionelle Deformationsstruktur vor einer Kontaktphase; 2a shows a conventional deformation structure before a contact phase;
Fig.2b eine konventionelle Deformationsstruktur während der Kontaktphase; FIG. 2b shows a conventional deformation structure during the contact phase; FIG.
Fig.3 eine erste Ausführungsform einer Deformationsstruktur Lastverteilerelement; 3 shows a first embodiment of a deformation structure Load distribution element;
Fig.4 eine zweite Ausführungsform einer Deformationsstruktur mit 4 shows a second embodiment of a deformation structure with
Lastverteilerelement;  Load distribution element;
Fig.5a eine Deformationsstruktur gemäß Fig. 3 vor der Kontaktphase; 5a shows a deformation structure according to FIG. 3 before the contact phase; FIG.
Fig.5b eine Deformationsstruktur gemäß Fig. 3 während der Kontaktphase; FIG. 5b shows a deformation structure according to FIG. 3 during the contact phase; FIG.
Fig.6 eine Darstellung der Verformung eines Lastverteilerelementes durch unterschiedliche Lasteinträge; 6 is an illustration of the deformation of a load distribution element by different load entries;
Fig.7 ein Schema der Energieabsorption bei idealer Dreiecks- und Figure 7 is a scheme of energy absorption in ideal triangular and
Rechteckskennung;  Rectangle identifier;
Fig.8 ein Beschleunigungs-Weg-Diagramm einer Deformationsstruktur ohne und mit Lastverteilerelement; 8 shows an acceleration-displacement diagram of a deformation structure without and with a load distribution element;
Fig.9a eine Deformationsstruktur mit einer ersten Form des Energieeintrags; 9a shows a deformation structure with a first form of energy input;
Fig.9b eine Deformationsstruktur mit einer zweiten Form des Energieeintrags; FIG. 9b shows a deformation structure with a second form of energy input; FIG.
Fig.10 eine Deformationsstruktur mit einer dritten Form des Energieeintrags; 10 shows a deformation structure with a third form of the energy input;
Fig.1 1 eine Kombination zweier Deformationsstrukturen; Fig.1 1 a combination of two deformation structures;
Fig.12 eine weitere Kombination zweier Deformationsstrukturen. 12 shows a further combination of two deformation structures.
Fig.1 zeigt ein Kinderschutzsystem (Kindersitz) mit Sitzschale, Rückenlehne und Seitenbereichen in Form von Seitenwangen, in welchem in beiden Seitenbereichen an zwei unterschiedlichen Stellen jeweils Deformationsstrukturen D1 und D2 verbaut wurden. Beide Deformationsstrukturen dienen vor allem dazu, ein Kind vor seitlichen Stößen zu schützen. Während die eine Deformationsstruktur D2 weitgehend den kompletten Seitenbereich abdeckt und damit die unterschiedlichen Körperregionen Kopf-, Brust-, Bauch- und Beckenbereich schützt, dient die andere Deformationsstruktur D1 primär dem Schutz des Kopfes. 1 shows a child protection system (child seat) with seat shell, backrest and side regions in the form of side cheeks, in which deformation structures D1 and D2 were respectively installed in two side areas at two different locations. Both deformation structures serve primarily to protect a child from side impacts. While the one deformation structure D2 largely covers the entire side area and thus the different body regions head, Protects chest, abdomen and pelvic area, the other deformation structure D1 is primarily for the protection of the head.
Neben ihrer Lage und der hiermit zu schützenden Körperregion können sich Deformationsstrukturen weiterhin aufgrund ihrer Struktur, des verwendeten Materials, der Materialstärke sowie ihrer Geometrie unterscheiden. In addition to their location and the body region to be protected, deformation structures may continue to differ due to their structure, material used, material thickness and geometry.
Fig. 2a und 2b zeigen schematisch die Verformung einer konventionell aufgebauten Deformationsstruktur 1 ' vor und während der Krafteinwirkung durch einen Kopfimpaktor K. Die Anordnung entspricht der Anordnung in einem typischen Impaktortest, bei dem ein Kinderkopfimpaktor K in eine Deformationsstruktur 1 ' fällt. FIGS. 2a and 2b show schematically the deformation of a conventionally constructed deformation structure 1 'before and during the action of force by a head impactor K. The arrangement corresponds to the arrangement in a typical impactor test in which a child's head impactor K falls into a deformation structure 1'.
Die Deformationsstruktur 1 ' besteht aus einem Deformationselement 1 1 , das einen Kern 15 und eine Hülle 10 umfasst. Eine Oberfläche 13 als Teil der Hülle begrenzt das Deformationselement 1 1 an der Seite, auf die der Kopfimpaktor K einwirkt. Trifft der Kopfimpaktor K auf die Deformationsstruktur 1 ', so kommt es zu einer lokal begrenzten Deformation der Deformationsstruktur 1 ' um die Kontaktstelle, an der der Kopfimpaktor K in Kontakt zur Oberfläche 13 des Deformationselementes 1 1 tritt. Durch die lokale Deformation weitet sich die Kontaktstelle des Kopfimpaktors K mit der Deformationsstruktur 1 ' zu einem in der Fläche größeren Kontaktbereich 3. The deformation structure 1 'consists of a deformation element 1 1, which comprises a core 15 and a shell 10. A surface 13 as part of the shell limits the deformation element 1 1 on the side on which the Kopfimpaktor K acts. If the head impactor K strikes the deformation structure 1 ', a locally limited deformation of the deformation structure 1' around the contact point occurs, at which the head impactor K comes into contact with the surface 13 of the deformation element 11. Due to the local deformation, the contact point of the head impactor K widens with the deformation structure 1 'to a contact area 3 larger in area.
Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Energie absorbierenden Deformationsstruktur 1 mit Lastverteilerelement 14, wie sie z. B. in einem Kinderschutzsystem gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann. Die Deformationsstruktur 1 umfasst ein Deformationselement 1 1 , das aus einem Schaumstoff besteht, wobei der Schaumstoff z. B. eine Schaumstoffsteifigkeit zwischen 50% und 200% aufweist und unmittelbar selbst die äußere Oberfläche (in Form einer Festkörperfläche) bzw. Hülle des Deformationselementes 1 1 bildet. Der einen Oberfläche 13 des Deformationselementes 1 1 ist ein aus Metall oder Kunststoff gefertigtes Lastverteilerelement 14 in Form einer Lastverteilerplatte vorgelagert, das die Oberfläche des Deformationselementes 1 1 vollständig oder zumindest teilweise abdeckt. Das Lastverteilerelement 14 ist reibschlüssig (und/oder formschlüssig) mit dem Deformationselement 1 1 verbunden. Diese Anordnung wird in ein Insassenschutzsystem in einer solchen Weise integriert, dass die Deformationsstruktur 1 dem zu schützenden Körperteil bei sachgerechter Verwendung benachbart ist, wobei das zu schützende Körperteil bei Krafteinwirkung in Richtung der Deformationsstruktur 1 bestimmungsgemäß in Kontakt mit dem Lastverteilerelement 14 vor der einen Oberfläche 13 des Deformationselementes 1 1 tritt. Fig. 3 shows a possible embodiment of an energy-absorbing deformation structure 1 with load distribution element 14, as z. B. in a child protection system according to FIG. 1 can be used. The deformation structure 1 comprises a deformation element 1 1, which consists of a foam, wherein the foam z. B. has a foam stiffness between 50% and 200% and directly even the outer surface (in the form of a solid surface) or shell of the deformation element 1 1 forms. The one surface 13 of the deformation element 1 1 is a made of metal or plastic load distribution element 14 in the form of a load distribution plate upstream, which covers the surface of the deformation element 1 1 completely or at least partially. The load distribution element 14 is frictionally (and / or positively) connected to the deformation element 1 1. This arrangement is integrated into an occupant protection system in such a way that the deformation structure 1 is adjacent to the body part to be protected when used properly, wherein the body part to be protected upon application of force in Direction of the deformation structure 1 as intended in contact with the load distribution element 14 in front of a surface 13 of the deformation element 1 1 occurs.
Das Lastverteilerelement 14 weist eine größere Biegesteifigkeit sowie in einer möglichen Ausgestaltung auch eine größere Dehn- und/oder Schubsteifigkeit auf als das zugehörige Deformationselement 1 1 . Das E-Modul des Lastverteilerelementes 14 liegt zwischen 1 MPa und 72 GPa, bevorzugt zwischen 1 MPa und 5 GPa. Die Streckgrenze wird aus dem Bereich 0,1 MPa bis 100 MPa, bevorzugt aus dem Bereich 0,1 MPa bis 80 MPa, gewählt. The load distribution element 14 has a greater flexural rigidity and, in a possible embodiment, a greater expansion and / or shear stiffness than the associated deformation element 11. The modulus of elasticity of the load distribution element 14 is between 1 MPa and 72 GPa, preferably between 1 MPa and 5 GPa. The yield strength is selected from the range 0.1 MPa to 100 MPa, preferably from the range 0.1 MPa to 80 MPa.
In einer zweiten Ausführungsform, wie sie Fig. 4 zeigt, wird bei der zuvor beschriebenen Deformationsstruktur 1 ein zweites Deformationselement 12 reibschlüssig (und/oder formschlüssig) mit dem Lastverteilerelement 14 auf eine solche Weise verbunden, dass das zweite Deformationselement 12 das Lastverteilerelement 14 an der dem ersten Deformationselement 1 1 abgewandten Seite abdeckt, so dass das Körperteil, das bestimmungsgemäß durch die Deformationsstruktur 1 geschützt werden soll, (ausschließlich) mit dem zweiten Deformationselement 12 in Kontakt tritt. In dieser Ausführungsform wirkt das zu schützende Körperteil nicht direkt auf das Lastverteilerelement 14 ein sondern auf das zweite Deformationselement 12. Bei hinreichend kleiner Krafteinwirkung durch das zu schützende Körperteil verhält sich die Deformationsstruktur 1 am Beginn vergleichbar zu einer Deformationsstruktur 1 ' ohne Lastverteilerelement 14, da durch die Krafteinwirkung zunächst ausschließlich das zweite Lastverteilerelement 14 verformt wird. Nimmt die Krafteinwirkung zu, so wird die einwirkende Kraft durch das zweite Deformationselement 12 an das Lastverteilerelement 14 weitergegeben. Bei hinreichend großer Krafteinwirkung zeigt die zweite Ausführungsform ein im Wesentlichen gleiches Verhalten wie die erste Ausführungsform. In a second embodiment, as shown in FIG. 4, in the deformation structure 1 described above, a second deformation element 12 is frictionally (and / or positively) connected to the load distribution element 14 in such a way that the second deformation element 12, the load distribution element 14 at the the first deformation element 1 1 side facing away, so that the body part that is intended to be protected by the deformation structure 1, (exclusively) comes into contact with the second deformation element 12 in contact. In this embodiment, the body part to be protected does not act directly on the load distribution element 14 but on the second deformation element 12. With sufficiently small force by the body part to be protected, the deformation structure 1 behaves at the beginning comparable to a deformation structure 1 'without load distribution element 14, as by the force initially only the second load distribution element 14 is deformed. If the force increases, the acting force is transmitted to the load distribution element 14 by the second deformation element 12. With a sufficiently large force, the second embodiment shows a substantially same behavior as the first embodiment.
Die Wirkungsweise der ersten Ausführungsform wird schematisch in den Fig. 5a und 5b dargestellt. Fig. 5a zeigt die gemäß Fig. 3 aufgebaute Deformationsstruktur 1 vor der Krafteinwirkung durch einen Kopfimpaktor K. Fig. 5b zeigt die dieselbe Deformationsstruktur 1 während der Krafteinwirkung durch einen Kopfimpaktor K. Wie in den Fig. 2a und 2b entspricht die dargestellte Anordnung der Anordnung bei einem typischen Impaktortest, bei dem ein Kinderkopfimpaktor K in eine Deformationsstruktur 1 fällt, und zwar vorliegend auf die mit dem Lastverteilerelement 14 versehene Oberfläche 13 des Deformationselementes 1 1 . Trifft der Kopfimpaktor K auf die Deformationsstruktur 1 , so wird die einwirkende Kraft durch das mit dem Kopfimpaktor K an der Kontaktstelle 4 in Kontakt tretende Lastverteilerelement 14 aufgenommen und an das darunterliegende Deformationselement 1 1 weitergegeben. Liegt die auf das Lastverteilerelement 14 einwirkende Kraft unter einem durch Material und Geometrie des Lastverteilerelementes 14 vorgebbaren Schwellwert, so wird das Lastverteilerelement 14 nicht verformt und die Kraft gleichmäßig auf das mit dem Lastverteilerelement 14 verbundene, darunter liegende Deformationselement 1 1 weitergegeben. Das Deformationselement 1 1 wird gleichmäßig über seine gesamte Kontaktfläche mit dem Lastverteilerelement 14 verformt. Die Größe der Kontaktstelle 4 zwischen Kopfimpaktor K und Deformationsstruktur 1 ändert sich nicht, da der Kopfimpaktor K nicht in die Deformationsstruktur 1 einsinkt. The operation of the first embodiment is shown schematically in Figs. 5a and 5b. FIG. 5b shows the same deformation structure 1 during the action of force by a head impactor K. As in FIGS. 2a and 2b, the arrangement shown corresponds to the arrangement. FIG in a typical impactor test, in which a child head impactor K falls into a deformation structure 1, in the present case on the surface 13 of the deformation element 11 provided with the load distribution element 14. If the head impactor K strikes the deformation structure 1, then the acting force is absorbed by the load distribution element 14 coming into contact with the head impactor K at the contact point 4 and passed on to the underlying deformation element 11. If the force acting on the load distribution element 14 is below a threshold value which can be predetermined by the material and geometry of the load distribution element 14, the load distribution element 14 is not deformed and the force is transmitted evenly to the deformation element 11 connected to the load distribution element 14. The deformation element 1 1 is uniformly deformed over its entire contact surface with the load distribution element 14. The size of the contact point 4 between the head impactor K and the deformation structure 1 does not change since the head impactor K does not sink into the deformation structure 1.
Fig. 6 zeigt mögliche Verformungen des Lastverteilerelementes 14 bei einer Krafteinwirkung auf die dem Deformationselement 1 1 abgewandten Seite für unterschiedlich große Lasteinträge. Bleibt die Krafteinwirkung unter einem Schwellwert, so findet keine Verformung des Lastverteilerelementes 14 statt. Überschreitet die einwirkende Kraft diesen Schwellwert, so verformt sich das Lastverteilerelementes 14 um die Kontaktstelle, über die die Kraft auf das Lastverteilerelement 14 einwirkt in Richtung des Körpers, von dem die Krafteinwirkung ausgeht. Mit zunehmender Krafteinwirkung nimmt die Verformung zu. Die Einstellung des Schwellwertes erfolgt über die Materialeigenschaften des Lastverteilerelementes 14, wie E-Modul und Streckgrenze, aber auch über die geometrischen Eigenschaften wie Kerben, Löcher, Sollbruchstellen oder Gelenke. Fig. 6 shows possible deformations of the load distribution element 14 at a force acting on the deformation element 1 1 side facing away for different sized load entries. If the force remains below a threshold, no deformation of the load distribution element 14 takes place. If the acting force exceeds this threshold value, then the load distribution element 14 deforms about the point of contact, via which the force acts on the load distribution element 14 in the direction of the body from which the action of force originates. As the force increases, the deformation increases. The setting of the threshold value is made on the material properties of the load distribution element 14, such as modulus and yield strength, but also on the geometric properties such as notches, holes, predetermined breaking points or joints.
Das Energieabsorptionsverhalten der Deformationsstruktur 1 kann an Hand eines Beschleunigungs-Verformungsweg-Diagramms (a-s-Diagramm) veranschaulicht werden. Das Diagramm zeigt die Bremsbeschleunigung in Abhängigkeit von dem Verformungsweg, den ein Körperteil zurücklegt, während es auf die Deformationsstruktur 1 einwirkt. The energy absorption behavior of the deformation structure 1 can be illustrated by means of an acceleration-deformation path diagram (a-s diagram). The graph shows the braking acceleration in response to the deformation path traveled by a body part while acting on the deformation structure 1.
In Fig. 7 ist ein solches a-s-Diagramm für zwei unterschiedliche, typische Energieabsorptionsverhalten, die als Dreieckskennung und Rechteckskennung bezeichnet werden, schematisch dargestellt. Im Fall der Dreieckskennung nimmt die Beschleunigung linear mit dem Verformungsweg zu. Die Dreieckskennung beschreibt näherungsweise das Verhalten einer konventionellen Deformationsstruktur, wie sie Fig. 2 zeigt. Der obere Ast der Dreieckskennung, von links unten nach rechts oben durchlaufen, charakterisiert den Loading-Prozess der Umwandlung von Bewegungsenergie in potentielle Energie. Die Fläche unterhalb des Astes entspricht der Energie, die während des Loading-Prozesses übertragen wurde. Wird das Deformationselement 1 1 lediglich elastisch verformt, d.h. kommt es nicht zu Reibung oder plastischer Verformung, so wird die gesamte potentielle Energie beim Unloading- Prozess, der Umwandlung von potentieller Energie in Bewegungsenergie, wieder freigesetzt. In diesem Fall würde der Unloading-Prozess ebenfalls durch den oberen Ast der Dreieckskennung charakterisiert werden, der in umgekehrter Richtung durchlaufen würde. Bei Insassenschutzsystemen soll bei hinreichend großer Krafteinwirkung dagegen eine maximale Energieabsorption stattfinden. Bei maximaler Absorption wird die gespeicherte potentielle Energie nicht wieder in Bewegungsenergie umgesetzt. Hat das auf die Deformationsstruktur einwirkende Körperteil seinen maximalen Verformungsweg zurückgelegt und ist zum Stillstand gekommen, so sinkt die Beschleunigung auf Null. Auf das Körperteil wirkt keine Beschleunigung, die es in die Ausgangslage zurückzwingt. Dieses Verhalten wird durch die Dreieckskennung charakterisiert. Da eine höhere Beschleunigung eine höhere Belastung für das Individuum bedeutet, auf das die Beschleunigung wirkt, stellt ein Verhalten, wie es durch die Rechteckskennung charakterisiert wird, eine weitere Verbesserung eines Insassenschutzsystems dar. Die in Fig. 7 dargestellte Rechteckskennung schließt eine Fläche derselben Größe ein wie die Fläche, die durch die Dreieckskennung eingeschlossen wird. Das bedeutet, ein durch die Rechteckskennung charakterisiertes Verhalten einer Deformationsstruktur absorbiert prinzipiell dieselbe Energiemenge wie ein durch die Dreieckskennung charakterisiertes Verhalten bei identischem Verformungsweg, aber bei vorliegend halb so großer maximaler Beschleunigung. Ein Verhalten gemäß der Rechteckskennung stellt damit eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu einem Verhalten gemäß Dreieckskennung dar. In Fig. 7, such an as diagram is schematically illustrated for two different typical energy absorption behaviors, referred to as triangle and rectangular. In the case of triangular identification, the acceleration increases linearly with the deformation path. The triangle identifier describes approximately the behavior of a conventional deformation structure, as shown in FIG. 2. The upper branch of the triangle identifier, running from bottom left to top right, characterizes the loading process of the transformation of kinetic energy into potential energy. The area below the branch corresponds to the energy transferred during the loading process. If the deformation element 1 1 only elastically deformed, ie it does not cause friction or plastic deformation, the entire potential energy in the unloading process, the conversion of potential energy into kinetic energy, is released again. In this case, the unloading process would also be characterized by the upper branch of the triangle identifier which would traverse in the reverse direction. In occupant protection systems, on the other hand, with a sufficiently large force, maximum energy absorption should take place. At maximum absorption, the stored potential energy is not converted back into kinetic energy. If the body part acting on the deformation structure has traveled its maximum deformation path and has come to a standstill, then the acceleration drops to zero. There is no acceleration on the body part, which forces it back to its original position. This behavior is characterized by the triangle identifier. Since a higher acceleration means a higher load for the individual on whom the acceleration is acting, a behavior as characterized by the rectangular identifier represents a further improvement of an occupant protection system. The rectangular identifier shown in Fig. 7 includes an area of the same size like the area enclosed by the triangle identifier. This means that a behavior of a deformation structure characterized by the rectangular characteristic absorbs in principle the same amount of energy as a behavior characterized by the triangular identification with an identical deformation path, but with in this case half the maximum acceleration. A behavior according to the rectangular identifier thus represents a significant improvement compared to a behavior according to triangular identification.
Die in Fig. 3 und 4 beschriebenen Ausführungsformen der Energie absorbierenden Deformationsstruktur 1 mit Lastverteilerelement 14 zeigen im Wesentlichen ein Verhalten, wie es durch die Rechteckskennung charakterisiert wird. In Fig. 8 ist die Kennlinie L' einer vorbekannten Deformationsstruktur 1 ' nach Fig. 2 in Relation zur Kennlinie L der Deformationsstruktur 1 gemäß der in Fig. 3 beschriebenen Ausführungsform gesetzt. Die Kennlinie L' der vorbekannten Deformationsstruktur 1 ' entspricht im Wesentlichen einer Dreieckskennung. Die Kennlinie L der Ausführungsform gemäß Fig. 3 entspricht im wesentlichen einer Rechteckskennung mit einer maximalen Beschleunigung, die nur annähernd halb so groß ist wie die der vorbekannten Deformationsstruktur 1 ' und deren maximaler Verformungsweg nicht wesentlich von dem der Kennlinie L' abweicht. Bei bestimmungsgemäßer Krafteinwirkung eines Körperteils auf die Deformationsstruktur 1 gemäß Fig. 3 bleibt das Lastverteilerelement 14 zunächst unverformt und gibt die Kraft gleichmäßig auf das mit ihm verbundene, dahinter liegende Deformationselement 1 1 weiter. Die gleichmäßige Krafteinwirkung bewirkt zunächst eine stärkere Brems-Beschleunigung als bei einer vorbekannten Deformationsstruktur 1 '. Bei weiterer Krafteinwirkung auf das Lastverteilerelement 14 oberhalb eines für das Lastverteilerelement 14 charakteristischen Schwellwerts verformt sich das Lastverteilerelement 14 um die Kontaktstelle mit dem Kraft ausübenden Körperteil wie es Fig. 6 zeigt. Die Kontaktfläche zwischen Lastverteilerelement 14 und Deformationselement 1 1 wird reduziert und damit die Kraft, die auf das Deformationselement 1 1 ausgeübt wird. Dies begrenzt den weiteren Anstieg der Beschleunigung bzw. reduziert diesen sogar, wie es die Kennlinie L zu Fig. 3 zeigt. The embodiments of the energy absorbing deformation structure 1 with load distribution element 14 described in FIGS. 3 and 4 essentially show a behavior as characterized by the rectangular identifier. In FIG. 8, the characteristic L 'of a previously known deformation structure 1' according to FIG. 2 is set in relation to the characteristic L of the deformation structure 1 according to the embodiment described in FIG. The characteristic curve L 'of the previously known deformation structure 1' essentially corresponds to a triangular identification. The characteristic curve L of the embodiment according to FIG. 3 essentially corresponds to a rectangular identification with a maximum acceleration, which is only approximately half as large as that of the previously known deformation structure 1 'and whose maximum deformation path does not deviate significantly from that of the characteristic L'. 3, the load distribution element 14 initially remains undeformed and applies the force uniformly to the deformation element 11 connected to it, and continues to apply the same force to a body part on the deformation structure 1 according to FIG. The uniform force initially causes a stronger braking acceleration than in a previously known deformation structure 1 '. Upon further application of force to the load distribution element 14 above a threshold value characteristic of the load distribution element 14, the load distribution element 14 deforms around the point of contact with the force-exerting body part, as shown in FIG. The contact surface between the load distribution element 14 and deformation element 1 1 is reduced and thus the force exerted on the deformation element 1 1. This limits or even reduces the further increase in the acceleration, as shown by the characteristic curve L to FIG. 3.
Gemäß Figur 9a kann eine Einwirkung eines zu schützenden Körperteiles, hier repräsentiert durch einen Kopfimpaktor K, auf eine Deformationsstruktur 1 über deren Lastverteilerelement 14 zum einen dadurch erfolgen, dass das Körperteil, z.B. als Folge eines Fahrzeug-Crashes (in Pfeilrichtung) relativ zu der Deformationsstruktur 1 beschleunigt und gegen diese bewegt wird, womit ein Energieeintrag E verbunden ist.According to FIG. 9a, an action of a body part to be protected, represented here by a head impactor K, on a deformation structure 1 via its load distribution element 14 on the one hand can take place in that the body part, e.g. accelerated as a result of a vehicle crash (in the arrow direction) relative to the deformation structure 1 and is moved against it, which is an energy input E is connected.
Weiterhin kann gemäß Figur 9b eine Einwirkung eines zu schützenden Körperteiles, hier repräsentiert durch einen Kopfimpaktor K, auf eine Deformationsstruktur 1 über deren Lastverteilerelement 14 dadurch erfolgen, dass die Deformationsstruktur, z.B. als Folge eines Fahrzeug-Crashes (in Pfeilrichtung) einen Stoß durch ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs erfährt, womit ein entsprechender Energieeintrag E verbunden ist und wobei die Deformationsstruktur 1 in Richtung auf das zu schützende Körperteil beschleunigt/bewegt wird. Furthermore, according to FIG. 9b, an action of a body part to be protected, represented here by a head impactor K, can take place on a deformation structure 1 via its load distribution element 14 in that the deformation structure, e.g. as a result of a vehicle crash (in the direction of arrow) experiences a shock through a body part of a motor vehicle, with which a corresponding energy input E is connected and wherein the deformation structure 1 is accelerated / moved in the direction of the body part to be protected.
Ferner kann auch eine Kombination der beiden vorgenannte Fälle auftreten. Nach Figur 10 ist das zu schützende Körperteil, repräsentiert durch einen Kopfimpaktor K, bestimmungsgemäß nicht vor dem Lastverteilerelement 14 sondern vor einem Stützelement /Träger T angeordnet, bei dem es sich z.B. um die Schale bzw. das Gehäuse eines Kindersitzes, vergl. Figur 1 , handeln kann. D.h., die Deformationsstruktur 1 liegt auf der dem bestimmungsgemäß zu schützenden Körperteil abgewandten Seite des Trägers T angeordnet. In diesem Fall ist das Lastverteilerelement 14 auf der Seite der Deformationsstruktur 1 angeordnet, die dem bestimmungsgemäß zu schützenden Körperteil abgewandt ist. Ein Energieeintrag E in die dem zu schützenden Körperteil abgewandte Seite der Deformationsstruktur 1 wird über das Lastverteilerelement 14 gleichmäßig in das Deformationselement 1 1 eingeleitet und dort absorbiert, so dass der Träger T nicht gegen das zu schützende Körperteil gedrückt wird. Furthermore, a combination of the two aforementioned cases may also occur. According to FIG. 10, the body part to be protected, represented by a head impactor K, is intended not to be arranged in front of the load distribution element 14 but in front of a support element / carrier T, which is, for example, the shell or housing of a child seat, cf. FIG. can act. That is to say, the deformation structure 1 is arranged on the side of the carrier T facing away from the intended body part to be protected. In this case, the load distribution element 14 is arranged on the side of the deformation structure 1 which faces away from the body part intended to be protected. An energy input E into the side of the deformation structure 1 facing away from the body part to be protected is introduced uniformly into the deformation element 11 via the load distribution element 14 and absorbed there, so that the carrier T is not pressed against the body part to be protected.
Gemäß Fig. 1 1 kann auf beiden Seiten eines Trägers T jeweils eine Deformationsstruktur 1 , 1 ' mit einem Lastverteilerelement 14 angeordnet sein, wovon die eine ein dem bestimmungsgemäß zu schützenden Körperteil (Kopfimpaktor K) zugewandtes (und dem Träger T abgewandtes) Lastverteilerelement 14 aufweist und die andere auf der dem bestimmungsgemäß zu schützenden Körperteil abgewandten Seite ein (ebenfalls dem Träger T abgewandtes) Lastverteilerelement 14 aufweist, mit denen jeweils ein Energieeintrag E, E' in ein zugeordnetes Deformationselement 1 1 einleitbar ist, entsprechend einer Kombination der anhand Figur 9a und 10 erläuterten Effekte. According to FIG. 11, a deformation structure 1, 1 'can be arranged with a load distribution element 14 on both sides of a support T, one of which has a load distribution element 14 (facing away from the support T) facing the body part (head impactor K) to be protected and the other on the side facing away from the intended to be protected body part (also facing away from the carrier T) load distribution element 14, with each of which an energy input E, E 'in an associated deformation element 1 1 can be introduced, according to a combination of FIGS. 9a and 10 explained effects.
Mehrere Deformationsstrukturen können auch in Reihe geschaltet, d.h. gleichsinnig hintereinander angeordnet werden. Fig. 12 zeigt zwei derart in Reihe geschaltete Deformationsstrukturen 1 , 1 '. Beide Deformationsstrukturen 1 , 1 ' sind auf derselben Seite eines Trägers T angeordnet. Die eine Deformationsstruktur 1 ist neben dem bestimmungsgemäß zu schützenden Körperteil (Kopfimpaktor K) angeordnet, wobei das zur Deformationsstruktur 1 gehörige Lastverteilerelement 14 dem Körperteil (Kopfimpaktor K) zugewandt ist. Anschließend an die eine Deformationsstruktur 1 , auf der dem Träger T zugewandten Seite, befindet sich eine zweite Deformationsstruktur 1 ', deren Lastverteilerelement 14 zwischen dem Deformationselement 1 1 der einen Deformationsstruktur 1 und dem Deformationselement 1 1 der anderen (zweiten) Deformationsstruktur 1 ', welche sich am Träger T abstützt, liegt. Several deformation structures can also be connected in series, i. be arranged in the same direction one behind the other. FIG. 12 shows two deformation structures 1, 1 'connected in series in this way. Both deformation structures 1, 1 'are arranged on the same side of a carrier T. The one deformation structure 1 is arranged next to the body part (head impactor K) to be protected as intended, the load distribution element 14 belonging to the deformation structure 1 facing the body part (head impactor K). Subsequent to the deformation structure 1, on the side facing the carrier T, there is a second deformation structure 1 ', whose load distribution element 14 between the deformation element 1 1 of a deformation structure 1 and the deformation element 1 1 of the other (second) deformation structure 1', which is supported on the carrier T is located.

Claims

Patentansprüche claims
Energie absorbierende Deformationsstruktur zum Schutz des menschlichen Körpers mit einem Deformationselement (1 1 ), das dazu ausgebildet und vorgesehen ist, unter Deformation ein sich relativ zum Deformationselement (1 1 ) bewegendes menschliches Körperteil zurückzuhalten, und einer durch eine Festkörperfläche gebildeten Oberfläche (13) des Deformationselementes (1 1 ), auf die das Körperteil bestimmungsgemäß einwirkt, wenn das Körperteil von dem Deformationselement (1 1 ) zurückgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Oberfläche (13) des Deformationselementes (1 1 ), auf die das zu schützende Körperteil einwirkt, ein mit dem Deformationselement (1 1 ) verbundenes flächiges Lastverteilerelement (14) angeordnet ist, das eine größere Biegesteifigkeit aufweist als das Deformationselement (1 1 ), um die beim Einwirken des Körperteils auf das Lastverteilerelement (14) auftretenden Kräfte auf die vom Lastverteilerelement (14) überdeckte Oberfläche des Deformationselementes (13) zu verteilen. An energy - absorbing deformation structure for protecting the human body comprising a deformation element (1 1) designed and intended to retain, under deformation, a human body part moving relative to the deformation element (11), and a surface (13) of the solid surface Deformation element (1 1) on which the body part acts as intended, when the body part of the deformation element (1 1) is retained, characterized in that in front of the surface (13) of the deformation element (1 1), which acts on the body part to be protected , a with the deformation element (1 1) connected surface load distribution element (14) is arranged, which has a greater flexural rigidity than the deformation element (1 1) to the forces acting on the load distribution element (14) during the action of the body part on the forces from the load distribution element ( 14) covered surface of the deforma distribute tion element (13).
Deformationsstruktur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) an der Oberfläche (13) anliegt. Deformation structure according to claim 1, characterized in that the load distribution element (14) rests against the surface (13).
Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) eine größere Dehnsteifigkeit aufweist als das Deformationselement (1 1 ). Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) has a greater tensile rigidity than the deformation element (1 1).
4. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) eine größere Schubsteifigkeit aufweist als das Deformationselement (1 1 ). 4. deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) has a greater shear stiffness than the deformation element (1 1).
5. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) in Form einer Platte ausgebildet ist. 5. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) is designed in the form of a plate.
6. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) aus Metall, Kunststoff oder einer Kombination aus beidem besteht. 6. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) made of metal, plastic or a combination of both.
7. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) bei einer unter einem Schwellwert liegenden Krafteinwirkung, z.B. durch das zu schützende Körperteil, sich nicht verformt, sondern die Kraft verteilt auf das mit dem Lastverteilerelement (14) verbundene, darunter liegende Deformationselement (1 1 ) weitergibt. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) is subjected to a force below a threshold value, e.g. by the body part to be protected, not deformed, but the force distributed to the associated with the load distribution element (14), underlying deformation element (1 1) passes.
8. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) so ausgebildet ist, dass es bei einer unter einem Schwellwert liegenden Krafteinwirkung, z.B. durch das zu schützende Körperteil, das dahinter liegende Deformationselement (1 1 ) verformt ohne selbst verformt zu werden. Deformation structure according to any one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) is designed so that it is subject to a force below a threshold value, e.g. deformed by the body part to be protected, the underlying deformation element (1 1) without being deformed itself.
9. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Lastverteilerelement (14) bei einer über einem Schwellwert liegenden Krafteinwirkung verformt. 9. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that deforms the load distribution element (14) at a force lying above a threshold force.
10. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) derart mit einem zweiten Deformationselement (12) verbunden ist, dass das zweite Deformationselement (12) bestimmungsgemäß zwischen dem zu schützenden Körperteil und dem Lastverteilerelement (14) positioniert ist. 10. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) is connected to a second deformation element (12) such that the second deformation element (12) is positioned as intended between the body part to be protected and the load distribution element (14) ,
1 1 . Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) reibschlüssig mit dem mindestens einen Deformationselement (1 1 ) verbunden ist. 1 1. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) is frictionally connected to the at least one deformation element (1 1).
12. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastverteilerelement (14) formschlüssig mit dem mindestens einen Deformationselement (1 1 ) verbunden ist. 12. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the load distribution element (14) is positively connected to the at least one deformation element (1 1).
13. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Deformationsstruktur (1 ) bei bestimmungsgemäßem Gebrauch an einem zugeordneten Stützelement (T) abstützt. 13. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation structure (1) when used properly on an associated support element (T) is supported.
14. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der einen Deformationsstruktur (1 ) mindestens eine zweite Deformationsstruktur (1 ') angeordnet ist. 14. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the one deformation structure (1) at least one second deformation structure (1 ') is arranged.
15. Deformationsstruktur Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsstrukturen (1 , 1 ') sich an gegenüberliegenden Seiten des Stützelementes (T) abstützen, wobei das Lastverteilerelement (14) der jeweiligen15. Deformation structure according to claim 13 and 14, characterized in that the deformation structures (1, 1 ') are supported on opposite sides of the support element (T), wherein the load distribution element (14) of the respective
Deformationsstruktur (1 , 1 ') an deren dem Stützelement (T) abgewandter Seite angeordnet ist. Deformation structure (1, 1 ') is arranged at the side facing away from the support element (T).
16. Deformationsstruktur nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsstrukturen (1 , 1 ') vor derselben Seite des Stützelementes (T) angeordnet sind, wobei die zweite Deformationsstruktur (1 ') sich an dem Stützelement (T) abstützt und die eine Deformationsstruktur (1 ) sich an der zweiten Deformationsstruktur (1 ') abstützt und wobei das Lastverteilerelement (14) der zweiten Deformationsstruktur (1 ') an der dem Stützelement (T) abgewandten Seite zwischen dem Deformationselement (1 1 ) der zweiten Deformationsstruktur (1 ') und dem Deformationselement (1 1 ) der einen Deformationsstruktur (1 ) angeordnet ist und das Lastverteilerelement (14) der ersten Deformationsstruktur (1 ) neben dem bestimmungsgemäß zu schützenden Körperteil (K) angeordnet ist. 16. deformation structure according to claim 13 and 14, characterized in that the deformation structures (1, 1 ') in front of the same side of the support element (T) are arranged, wherein the second deformation structure (1') is supported on the support element (T) and the a deformation structure (1) is supported on the second deformation structure (1 ') and wherein the load distribution element (14) of the second deformation structure (1') on the side facing away from the support element (T) between the deformation element (1 1) of the second deformation structure (1 ') and the deformation element (1 1) of a deformation structure (1) is arranged and the load distribution element (14) of the first deformation structure (1) next to the intended purpose to be protected body part (K) is arranged.
17. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsstruktur (1 ) ausgebildet und vorgesehen ist zur Anordnung in einem Kraftfahrzeug. 17. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation structure (1) is formed and provided for arrangement in a motor vehicle.
18. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ein Kinderschutzsystem integriert ist. 18. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that it is integrated into a child protection system.
19. Deformationsstruktur nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsstruktur (1 ) in mindestens einen Bereich eines Kinderschutzsystems dergestalt integriert ist, dass mindestens eine der verschiedenen Körperregionen Kopf-, Schulter-, Brust-, Bauch- und Beckenbereich eines bestimmungsgemäß im19. deformation structure according to claim 18, characterized in that the deformation structure (1) is integrated in at least one area of a child protection system such that at least one of the different body regions head, shoulder, chest, abdomen and pelvic area of an intended in the
Kinderschutzsystem untergebrachten Kindes durch die Deformationsstruktur (1 ) geschützt werden. Child protection system accommodated child by the deformation structure (1) are protected.
20. Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (1 1 ) durch einen deformierbaren20. Deformation structure according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation element (1 1) by a deformable
Festkörper gebildet wird. Solid body is formed.
21 . Deformationsstruktur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (1 1 ) durch einen Kunststoff gebildet wird. 21. Deformation structure according to claim 20, characterized in that the deformation element (1 1) is formed by a plastic.
22. Deformationsstruktur nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (1 1 ) durch einen Schaumstoff gebildet wird. 22. Deformation structure according to claim 21, characterized in that the deformation element (1 1) is formed by a foam.
23. Deformationsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (1 1 ) ein Fluid enthält und eine das23. Deformation structure according to one of claims 1 to 19, characterized in that the deformation element (1 1) contains a fluid and a the
Fluid umschließende Hülle (10) umfasst, wobei ein Teil der Hülle (10) die Oberfläche (13) bildet, vor der das Lastverteilerelement (14) angeordnet ist. Fluid enclosing sheath (10), wherein a part of the sheath (10) forms the surface (13), in front of which the load distribution element (14) is arranged.
24. Deformationsstruktur nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (10) über Abströmöffnungen verfügt, über die das Fluid aus der24. deformation structure according to claim 23, characterized in that the sheath (10) has outlet openings through which the fluid from the
Deformationsstruktur (1 ) austreten und in die Deformationsstruktur (1 ) eintreten kann. Deformation structure (1) emerge and can enter the deformation structure (1).
25. Deformationsstruktur nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid komprimierbar ist. 25. Deformation structure according to claim 23 or 24, characterized in that the fluid is compressible.
26. Fahrzeuginsassenschutzsystem mit einer Deformationsstruktur (1 ) zum Zurückhalten mindestens eines Körperteiles eines Fahrzeuginsassen, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche. 26. A vehicle occupant protection system with a deformation structure (1) for retaining at least one body part of a vehicle occupant, characterized by a design of the deformation structure according to one of the preceding claims.
27. Kinderschutzsystem zur Aufnahme eines Kindes in einem Kraftfahrzeug und zum Schutz des Kindes bei Unfällen, mit einer Deformationsstruktur (1 ) zum Zurückhalten mindestens eines Körperteiles des Kindes, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Deformationsstruktur nach einem der vorherigen Ansprüche. 27 child protection system for receiving a child in a motor vehicle and for the protection of the child in accidents, with a deformation structure (1) for retaining at least a body part of the child, characterized by forming the deformation structure according to one of the preceding claims.
28. Kinderschutzsystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Kinderschutzsystem als Kindersitz ausgebildet ist. 28. Child protection system according to claim 27, characterized in that the child protection system is designed as a child seat.
29. Energie absorbierende Deformationsstruktur zum Schutz des menschlichen Körpers mit einem Deformationselement (1 1 ), das dazu ausgebildet und vorgesehen ist, bei einem von außen eingebrachten Energieeintrag unter Deformation Energie zu absorbieren, um einer Weiterleitung von Energie auf ein neben dem Deformationselement (1 1 ) angeordneten menschlichen Körperteil entgegenzuwirken, und einer durch eine Festkörperfläche gebildeten Oberfläche (13) des Deformationselementes (1 1 ), auf die der Energieeintrag bestimmungsgemäß einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Oberfläche (13) des Deformationselementes (1 1 ), auf die der Energieeintrag einwirkt, ein mit dem Deformationselement (1 1 ) verbundenes flächiges Lastverteilerelement (14) angeordnet ist, das eine größere Biegesteifigkeit aufweist als das Deformationselement (1 1 ), um die beim Einwirken des Energieeintrags auf das Lastverteilerelement (14) auftretenden Kräfte auf die vom Lastverteilerelement (14) überdeckte Oberfläche des Deformationselementes (13) zu verteilen. 29 energy-absorbing deformation structure for protecting the human body with a deformation element (1 1), which is designed and intended to absorb at an externally introduced energy input under deformation energy to a forwarding of energy to one next to the deformation element (1 To counteract arranged human body part, and formed by a solid surface surface (13) of the deformation element (1 1), the energy input acts as intended, characterized in that in front of the surface (13) of the deformation element (1 1), to which the Energy input acts, one with the deformation element (1 1) connected surface load distribution element (14) is arranged, which has a greater flexural rigidity than the deformation element (1 1) to the force acting on the load distribution element (14) upon application of the energy input forces on the Load distribution element (14) over to spread the surface of the deformation element (13).
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