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Dokumentenidentifikation DE60118079T2 17.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001201490
Titel Schutzvorrichtung für Fahrzeuginsassen
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Motozawa, Yasuki, Wako-shi, Saitama, JP;
Kamei, Takahiro, Wako-shi, Saitama, JP;
Kawamura, Yasushi, Wako-shi, Saitama, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Aktenzeichen 60118079
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.10.2001
EP-Aktenzeichen 011260205
EP-Offenlegungsdatum 02.05.2002
EP date of grant 22.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.08.2006
IPC-Hauptklasse B60N 2/427(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B60N 2/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B60N 2/42(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und insbesondere eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung zum Reduzieren der auf einen Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt einer Fahrzeugkollision wirkenden Verzögerung.

In den letzten Jahren sind verschiedene Typen von Fahrzeugstrukturen vorgeschlagen worden, welche die Verzögerung von Abschnitten einer Fahrzeugkarosserie, die nicht zu einer Passagierkabine zählen, reduzieren können. Eine solche Reduzierung wurde beispielsweise erreicht, indem Deformationsmodi bei der Kollision für die Abschnitte der Fahrzeugkarosserie, die nicht zur Passagierkabine zählen, geeignet eingestellt wurden und indem verhindert wurde, dass die Deformation der Fahrzeugkarosserie bei der Kollision bis zur Passagierkabine reicht, um die Fahrzeuginsassen-Schutzwirkung zu verbessern. Es wird auf eine japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. Hei 7-101354 verwiesen.

Andererseits nimmt die Verzögerung des in dem Sitz durch den Sitzgurt zurückgehaltenen Insassen zu, wenn durch den Sitzgurt eine Trägheitskraft getragen wird. Anzumerken ist, dass diese Trägheitskraft auf einen durch den Sitzgurt in dem Sitz gehaltenen Insassen bei der Fahrzeugkollision in einer Vorwärtsrichtung ausgeübt wird. Da der Federeffekt des Sitzgurts nicht vollständig ausgeschlossen werden kann, bewegt sich der Insasse aufgrund der Trägheitskraft und die Verzögerung des Insassen erreicht ihren Höhepunkt, wenn die Maximalausdehnung des Sitzgurts erreicht ist. Je mehr der Insasse durch die Trägheitskraft bewegt wird, desto höher wird der Spitzenwert der Insassenverzögerung vergrößert. Dementsprechend überschreitet der Wert im Allgemeinen die mittlere Verzögerung der Passagierkabine der Fahrzeugkarosserie. Um demnach den durch den Insassen zu ertragenden Stoß zu reduzieren, muss die Fahrzeugkarosserieverzögerung derart eingestellt werden, dass die zeitliche Verzögerung des Anstiegs der Insassenverzögerung relativ zur Fahrzeugkarosserieverzögerung so klein wie möglich wird.

Im Wesentlichen ist es jedoch nicht möglich, den Insassen integral mit der Fahrzeugkarosserie zu verbinden. Insbesondere im Falle kleiner Wagen, in welchen der Deformationsweg der Abschnitte der Fahrzeugkarosserie, die nicht zur Passagierkabine gehören, nicht ausreichend bereitgestellt werden kann, ist es schwierig, die Insassenverzögerung nur mit dem herkömmlichen Verfahren zum Reduzieren der Verzögerung der Passagierkabine zum Zeitpunkt der Kollision durch Einstellen der Deformationsbelastung für die Fahrzeugkarosserie weiter zu reduzieren.

Die Erfinder der hier offenbarten Erfindung schlugen eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung vor, wie sie in der Beschreibung der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2000-062556 (entsprechend der US-P-6,193,296) gezeigt ist. Die Vorrichtung weist einen Sitz auf, welcher an einer Fahrzeugkarosserie getragen ist, so dass er entlang einer Richtung beweglich ist, in der eine Kraft auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübt wird, wenn ein Fahrzeug kollidiert. Die Vorrichtung weist auch einen ersten Beschleunigungsmechanismus auf, um auf den Sitz eine Beschleunigung in der gleichen Richtung auszuüben, in welcher eine Stoßbelastung auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübt wird, sowie einen zweiten Beschleunigungsmechanismus, um auf den Sitz eine Beschleunigung in einer Richtung auszuüben, die zu derjenigen Richtung, in der die Stoßbelastung auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübt wird, entgegengesetzt ist.

In der so vorgeschlagenen Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung sind jedoch Antriebsschienen für die Insassen-Schutzvorrichtung separat von Sitzschienen zum Einstellen der Position des Sitzes in Längsrichtung bereitgestellt. Ferner sind der erste und der zweite Beschleunigungsmechanismus an der Fahrzeugkarosserie als einzelne Bauteile des Mechanismus unabhängig vom Sitz angebracht. Demzufolge erhält die Insassen-Schutzvorrichtung selbst relativ eine größere Größe und ein höheres Gewicht. Aufgrund einer komplizierten Konstruktion derselben nehmen ferner die Arbeitsstunden zum Zusammenbau an der Herstellungsstrecke zu. Dies verursacht Nachteile im Bauraum, in den Kosten und im Gewicht. Insbesondere verursacht dies ein Problem dahingehend, dass die Insassen-Schutzvorrichtung schwer an einem kleinen Wagen zu montieren ist, welcher von geringem Gewicht und niedrigem Preis ist.

Eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der Druckschrift GB-A-2 340 802 bekannt. Die gattungsgemäße Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung umfasst einen Sitz, welcher verschiebbar mittels oberer und unterer Schienen getragen ist. Die Bewegung des Sitzes im Falle einer Fahrzeugkollision wird durch eine Beschleunigungseinrichtung kontrolliert, die einen Zylinder, einen Kolben, ein erstes Beschleunigungselement und ein zweites Beschleunigungselement umfasst. Sowohl das erste als auch das zweite Beschleunigungselement sind innerhalb des Zylinders angeordnet. Da in der gattungsgemäßen Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung die Beschleunigungseinrichtung direkt am Boden des Fahrzeugs mittels einer Schraube befestigt ist, kann unter normalen Umständen die Verschiebungsposition des Sitzes in Bezug auf den Boden nicht verändert werden und somit kann die Sitzposition des Fahrzeuginsassen nicht eingestellt werden.

Betreffend das technische Gebiet von Fahrzeuginsassen-Schutzsystemen kann ferner auf die Druckschriften DE-A-42 33 155, US-A-3 022 976 und US-A-3 992 046 verwiesen werden. Die in diesen Druckschriften offenbarten Fahrzeuginsassen-Schutzsysteme umfassen einen Sitz für den Insassen, an einer Karosserie des Fahrzeugs befestigte untere Schienen und mit dem Sitz verbundene obere Schienen zum verschiebbaren Tragen des Sitzes an der Fahrzeugkarosserie. Auf die Erfassung eines Fahrzeugaufpralls hin kann der Sitz in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie bewegt werden, um die Verzögerungsbelastung auf den Insassen vorteilhaft zu beeinflussen.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen und eine verbesserte Insassen-Schutzvorrichtung bereitzustellen, welche auf höheren Niveaus eine Fahrzeugkarosserie realisieren kann, die in ihren Abmessungen kompakt ist, von geringem Gewicht und von niedrigem Preis ist, während die Reduzierung der Fahrzeuginsassen-Verzögerung erzielt wird und es dem Insassen erlaubt wird, die Verschiebungsposition des Sitzes einzustellen.

Die Aufgabe kann durch eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst werden.

Gemäß dieser Konstruktion kann in dem Falle einer Frontalkollision beispielsweise in einem früheren Stadium des Stoßes in dem Sitz eine höhere Verzögerung erzeugt werden als die Fahrzeugverzögerung, indem in dem Moment des Auftretens einer Kollision der Sitz durch das erste Beschleunigungselement nach hinten beschleunigt wird, um dadurch die Rückhaltekraft des Sitzgurts zu vergrößern, um die Vorwärtsbewegung des Insassen zurückzuhalten. Anschließend kann die Verzögerung des Sitzes durch das zweite Beschleunigungselement derart eingestellt werden, dass sie im Wesentlichen der Verzögerung des Insassen angepasst ist. Somit kann die Zunahme der Vorwärtsträgheitskraft, die auf den Insassen zum Zeitpunkt der Kollision wirkt, ausgeglichen werden, so dass die Verzögerungen der Fahrzeugkarosserie, des Sitzes und des Insassen im frühen Stadium des Stoßes einander angeglichen werden, und da das erste und das zweite Beschleunigungselement innerhalb des Zylinders bereitgestellt sind, der mit dem Sitz integral ausgebildet ist, kann die Insassen-Schutzvorrichtung unter Ausnutzung eines Raumes, beispielsweise unter dem Sitz, angeordnet werden, was die Notwendigkeit zur Gewährleistung eines bestimmten freien Raums nur für diese Vorrichtung vermeidet, wodurch es möglich wird, eine Fahrzeugkarosserie von kompakten Abmessungen zu erhalten, während die Reduzierung des Gewichts und des Preises gefördert werden.

Zusätzlich wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt, in welcher ein Selektivverriegelungselement zwischen dem Kolben und dem Zylinder bereitgestellt ist, wobei das Selektivverriegelungselement dazu eingerichtet ist, in einem Eingriffszustand zu sein, wenn der Sitz zum Einstellen seiner Verschiebungsposition bewegt wird, und in einen Freigabezustand versetzt zu werden, in welchem die Druckkraft durch das Kolbendrückelement erzeugt wird, wenn das Kolbendrückelement den Kolben herausdrückt. Gemäß dieser Konstruktion wird die Verschiebungseinstellung des Sitzes unter normaler Verwendung möglich.

Zusätzlich wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 2 bereitgestellt, in welcher ein Unidirektional-Kolbenbewegungsbeschränkungselement zwischen dem Kolben und dem Zylinder bereitgestellt ist, wobei das Unidirektional-Kolbenbewegungsbeschränkungselement dafür eingerichtet ist, in Bezug auf eine Richtung, in der der Kolben herausgedrückt wird, freigelassen zu sein, jedoch die Bewegung des Kolbens in einer Richtung, die der Richtung, in die der Kolben herausgedrückt wird, entgegengesetzt ist, zu verhindern. Wenn sich gemäß dieser Konstruktion der Kolben bewegt und der Sitz versucht, nach vorn zurückzukehren, nachdem er sich nach hinten bewegt hat, so können die Fahrzeugkarosserie und der Sitz mittels des ersten Beschleunigungselements und des zweiten Beschleunigungselements integral miteinander verbunden werden und somit die Verzögerungen des Insassen und der Fahrzeugkarosserie im Endstadium des Stoßes im Wesentlichen einander angeglichen werden.

Die Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner umfassen:

einen Sitzgurt, welcher zum Beschränken der Bewegung des wenigstens einen Insassen betreibbar ist.

In der Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Verbrennung eines Treibmittels durch das erste Beschleunigungselement verwendet werden, um die Kraft auf den Kolben auszuüben.

Zusätzlich kann in der Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Sitzverschiebungs-Verriegelungseinrichtung umfassen:

eine Verriegelungsplatte, welche an jeder der unteren Schienen befestigt ist, wobei die Verriegelungsplatte eine Mehrzahl von Verriegelungslöchern aufweist; eine bewegliche Platte, welche an den Verriegelungsplatten angebracht ist und diese überbrückt, wobei die bewegliche Platte bewegliche Klinken aufweist, welche zu der Mehrzahl von Verriegelungslöchern hin vorgespannt sind und dazu betreibbar sind, mit diesen in Eingriff zu gelangen; und

einen Rahmen, der die bewegliche Platte mit der Beschleunigungseinrichtung verbindet.

Ferner kann in der Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das zweite Beschleunigungselement eine zylindrische, zusammendrückbare Röhre umfassen.

Ferner kann die Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kollisions-Erfassungseinrichtung enthalten, die dazu betreibbar ist, die Ausübung der Stoßbelastung auf die Fahrzeugkarosserie zu erfassen und eine Übertragung an das Beschleunigungselement bereitzustellen.

Ferner kann in der Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung

der Zylinder mit dem Sitz verbunden sein;

der Kolben kann innerhalb des Zylinders beweglich sein und mit der Fahrzeugkarosserie verbunden sein; und

das erste Beschleunigungselement kann einen Generator zum Erzeugen einer Kolbendruckkraft zum Herausdrücken des Kolbens aus dem Zylinder während der Fahrzeugkollision umfassen.

In der Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Sitzverschiebungs-Verriegelungseinrichtung mit dem ersten Beschleunigungselement verbunden sein und kann dazu betreibbar sein, es wenigstens einem Insassen des Fahrzeugs zu erlauben, die Verschiebungsposition des Sitzes einzustellen und festzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine typische Seitenansicht, welche schematisch den Aufbau eines Fahrzeugs zeigt, an welchem eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung angewendet ist;

2 ist eine perspektivische Ansicht eines Sitzes der Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung aus der Sicht von oben;

3 ist eine perspektivische Ansicht eines Sitzes der Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung aus der Sicht von unten;

4A ist eine vertikale Längsquerschnittsansicht, welche eine Betätigungseinrichtung der Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und

4B ist eine horizontale Längsquerschnittsansicht der Betätigungseinrichtung;

5A ist eine typische Seitenansicht eines Fahrzeugs, welche einen Zustand unmittelbar nach dem Stoß (erstes Stadium) zeigt,

5B ist eine typische Seitenansicht des Fahrzeugs, welche einen Zwischenzustand des Stoßes (zweites Stadium) zeigt, und

5C ist eine typische Seitenansicht des Fahrzeugs, welche einen Endzustand des Stoßes (drittes Stadium) zeigt;

6A ist eine herausgeschnittene vergrößerte Seitenansicht eines Hauptteils eines Sitzabschnitts entsprechend 5A und

6B ist eine herausgeschnittene vergrößerte Seitenansicht des Hauptteils entsprechend 5B; und

7 ist eine Kurvenform der Verzögerung zum Zeitpunkt des Stoßes.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Detail auf Grundlage eines in den Zeichnungen illustrierten speziellen Beispiels beschrieben.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines Fahrzeugs, auf welches eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung angewendet ist. Ein Sitzgurt 3 ist mit einem Sitz 1 verbunden, um die Bewegung eines Insassen 2 relativ zum Sitz 1 zurückzuhalten. Dem Sitz 1 ist es möglich, sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs entlang einer Fahrzeugbewegungsrichtung relativ zum Boden 4 zu bewegen, welcher Teil einer Passagierkabine einer Fahrzeugkarosserie ist.

Wie in 2 und 3 gezeigt ist, sind ein Paar linker und rechter unterer Schienen 5 fest am Boden 4 bereitgestellt und obere Schienen 6 sind jeweils verschiebbar an den unteren Schienen 5 bereitgestellt. Die oberen Schienen 6 und der Sitz sind integral miteinander ausgebildet und der Sitz 1 ist relativ zum Boden 4 beweglich vorgesehen. Zusätzlich ist ein Ende des Sitzgurts 3 mit einem Schulterabschnitt des Sitzes 1 verbunden und ein Zwischenabschnitt des Drei-Punkt-Sitzgurts ist mit einem am Sitz integrierten Verankerungsabschnitt 7 verbunden. Daher wird der in dem Sitz 1 sitzende Insasse mit dem Sitzgurt 3 integral in dem Sitz 1 zurückgehalten.

Unter dem Sitz 1 ist eine Betätigungseinrichtung 8 vorgesehen, welche ein erstes Beschleunigungselement und ein zweites Beschleunigungselement bildet. Wie in den beiden 4A, 4B gezeigt ist, weist die Betätigungseinrichtung 8 ein Gehäuse 8a und einen in dem Gehäuse 8a untergebrachten Kolbenkopf 8b auf. Armartige Gehäusehalterungen 8c sind mit Bolzen an den Seiten des Gehäuses 8a an einem ihrer Enden verbunden. Die jeweiligen Gehäusehalterungen 8c sind jeweils mit Schrauben an Halterungen 9 befestigt, welche beispielsweise an Innenseiten von Sitzseitenhalterungen 1a angeschweißt sind. Somit ist die Betätigungseinrichtung 8 integral am Sitz 1 angebaut. Zusätzlich sind lehnenseitige Halterungen integral an der Sitzseitenhalterung 1a angebracht, wodurch beide Halterungen drehbar an einer Sitzlehne 1b getragen sind und somit ein Lehnenwinkel-Einstellelement bereitgestellt ist.

Der Boden 4 ist fest an einem Hauptrahmen 19 angeordnet, welcher in solcher Weise vorgesehen ist, dass er sich in einer Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt. Ein quer verlaufender Stoßfängerbalken 20 ist fest an einem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie befestigt, das einem Maschinenraumabschnitt 19a des Hauptrahmens 19 entspricht. Zu beachten ist, dass der Maschinenraumabschnitt 19a des Hauptrahmens 19 so konstruiert ist, dass er zur Aufnahme einer während eines Stoßes erzeugten Stoßkraft kompressionsverformt wird.

Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 4A, 4B die Konstruktion der Betätigungseinrichtung 8 beschrieben. Ein zylindrischer Zylinderraum 8d, dessen Achse in Längsrichtungen orientiert ist, ist innerhalb des Gehäuses 8a der Betätigungseinrichtung ausgebildet und der Kolbenkopf 8b ist innerhalb der Zylinderkammer 8d in solcher Weise untergebracht, dass er sich in axiale Richtungen bewegt. Auf einer der Rückseite des Fahrzeugs zugewandten Seite des Gehäuses 8a ist eine Gasexpansionskammer 8f zwischen einem geschlossenen, zylindrischen Zylinderkopf, der an dem Gehäuse 8a befestigt ist, so dass er eine Öffnung darin verschließt, und dem Kolbenkopf 8b ausgebildet.

Eine Kolbenstange 8e ist integral an dem Kolbenkopf 8b an einer zur Gasexpansionskammer 8f entgegengesetzten Seite desselben (Vorderseite des Fahrzeugs) in solcher Weise ausgebildet, dass er koaxial hervorragt. Ein Verbindungsblock 8g ist am Ende des Vorsprungs angeschraubt. Ein gebogener Abschnitt (ein mittlerer Abschnitt) einer Zugstange 8h, welche im Wesentlichen in einer V-Form gebogen ist, ist in Eingriff mit einer in dem Verbindungsblock 8g ausgebildeten Halterungsnut gebracht, um so darin gehalten zu werden. Zu beachten ist, dass eine Kolbendichtung an einem Außenumfangsabschnitt des Kolbenkopfes 8 in solcher Weise vorgesehen ist, dass sie in Gleitkontakt mit einer Innenumfangsfläche der Zylinderkammer 8d gebracht ist, um die Luftdichtheit zu verbessern.

Wie ferner in 3 gezeigt ist, ist eine Verriegelungsplatte 10, welche eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Verriegelungslöchern aufweist, an jeder unteren Schiene 5 befestigt. Eine bewegliche Platte 12 ist in solcher Weise bereitgestellt, dass sie die beiden Verriegelungsplatten 10 überbrückt. Die bewegliche Platte 12 weist an ihren Enden bewegliche Klinken auf, welche dafür eingerichtet sind, in die Verriegelungslöcher der Verriegelungsplatte 10 jeweils hineingeführt zu werden. Zusätzlich ist die bewegliche Platte 12 relativ zu beiden unteren Schienen 5 verschiebbar vorgesehen. Die Enden der Zugstange 8h, welche in ihrem mittleren Abschnitt durch den Verbindungsblock 8g gehalten ist, erstrecken sich in Richtung der Rückseite des Fahrzeugs, so dass sie bis in die Nähe des Paars linker und rechter unterer Schienen 5 reichen und schließlich mit der beweglichen Platte 12 verbunden sind.

Ferner ist die bewegliche Klinke 1 durch ein Element einer nicht gezeigten Federeinrichtung in der Art einer Feder in eine Richtung vorgespannt, in welcher die Klinke in Eingriff mit dem Verriegelungsloch in der Verriegelungsplatte 10 gebracht ist. Der Sitz ist an einer seiner Verschiebungspositionen durch den Eingriff zwischen den Klinken und den Eingriffslöchern gehalten. Um bei normaler Verwendung den Sitz in eine wunschgemäße Position zu bewegen, werden die beweglichen Klinken 11 aus den Eingriffslöchern mittels eines Verriegelungsfreigabehebels 13 gegen die Federvorspannkraft jeweils freigegeben, und dies befreit die bewegliche Platte 12 in Bezug auf die Verriegelungsplatten 10, wodurch der Sitz 1 bewegt werden kann.

Wie in 4B gezeigt ist, ist in der Betätigungseinrichtung 8 ein Gasgenerator 8i an einer der Seiten des Gehäuses 8a angeordnet, welche zwischen sich die Zylinderkammer 8d halten, und an der anderen Seite ist ein Drucktank 8j angeordnet, wobei es sowohl dem Gasgenerator als auch dem Drucktank ermöglicht ist, mit der Gasexpansionskammer 8f in Verbindung zu stehen. In dem Gasgenerator 8i ist ein Stoßsensor zum Erfassen einer drastischen Verzögerung zum Zeitpunkt eines Stoßes eingebaut und elektrisch mit einer Steuer/Regeleinrichtung 14 verbunden, die am Boden 4 an einer wählbaren Position an diesem montiert ist. Zu beachten ist, dass der Drucktank 8j dazu bereitgestellt ist, den Druck des Expansionsgases auf einen vorbestimmten Wert zu regulieren.

Ferner ist eine zylindrische, zusammendrückbare Röhre 8k in der Zylinderkammer 8d vorgesehen, welche beispielsweise aus einer dünnwandigen Stahlröhre gebildet ist. Diese zylindrische, zusammendrückbare Röhre 8k ist in solcher Weise angeordnet, dass sie die Kolbenstange 8e konzentrisch umgibt und an einem axialen Ende direkt dem Kolbenkopf 8b zugewandt ist und am anderen axialen Ende derselben mit dem Gehäuse 8a verbunden ist. Darüber hinaus ist an der Kolbenstange 8e an einem Ende derselben, das aus dem Gehäuse 8a hervorsteht, durch Presspassung ein Stoppring 8l als Selektivverriegelungselement, das auf der Kolbenstange 8e aufgepresst ist, angebracht.

Ferner ist in der in der Figur illustrierten Ausführungsform ein Abschnitt kleineren Durchmessers an der Kolbenkopf-8b-Seite der Kolbenstange ausgebildet und ein Abschnitt größeren Durchmessers ist an der hervorstehenden Seite derselben ausgebildet, um somit als ein Unidirektional-Kolbenbewegungsbeschränkungselement zu wirken, und eine nach radial innen orientierte Einwegverriegelungsfeder 8m ist in dem Gehäuse 8a an einer Position bereitgestellt, welche einem mittleren Abschnitt des Abschnitts größeren Durchmessers der Kolbenstange 8e entspricht, und zwar in einer solchen Weise, dass sie in einen Außenumfang des Abschnitts größeren Durchmessers der Kolbenstange 8e in der Art einer Feder eingreift. Diese Einwegverriegelungsfeder 8m ist dafür ausgelegt, in der Art einer Feder in Anlage mit einem Außenumfang des Abschnitts kleineren Durchmessers der Kolbenstange 8e gebracht zu werden, wenn dieser sich in der Vorsprungsrichtung der Kolbenstange 8e bewegt und einen Durchmesserunterschied oder gestuften Abschnitt 8n durchläuft, und in Eingriff mit dem gestuften Abschnitt 8n gebracht zu werden, wenn sich die Kolbenstange 8e danach in einer Rückzugsrichtung bewegt, wodurch die Bewegung der Kolbenstange 8e in der entgegengesetzten Richtung (in der Rückzugsrichtung der Kolbenstange 8e) gestoppt wird.

Ein Betriebsprozess gemäß der Erfindung der wie oben beschrieben konstruierten Vorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.

Zuerst empfängt die Passagierkabine (der Sitz 1) unmittelbar nach einem Stoß (in einem ersten Stadium) eine in dem Hauptrahmen 19 aufgrund des Stoßes erzeugte Belastung und beginnt zu verzögern. In diesem ersten Stadium ist die Kompressionsdeformation des Maschinenraumabschnitts 19a des Hauptrahmens 19 klein und die Verzögerung des Sitzes 1 nimmt drastisch zu, wie in einem Abschnitt a in 7 gezeigt ist. Danach wird die drastische Verzögerung der Passagierkabine (des Sitzes 1) durch den erwähnten Stoßsensor innerhalb der Steuer/Regeleinrichtung 14 erfasst und ein Gaserzeugungssignal (ein Zündstrom) wird von der Steuer/Regeleinrichtung 14 an den Gasgenerator 8i gesendet.

Wenn in dem Gasgenerator 8i das Gaserzeugungssignal eingegeben wird, so wird eine Gaserzeugungsquelle gezündet, um Gas explodieren zu lassen. Durch die Explosion erzeugtes Gas strömt dann in die Gasexpansionskammer 8f, um im Inneren der Gasexpansionskammer 8 einen Druck zu erzeugen, wodurch der Kolbenkopf 8b gedrückt wird. Diese Druckkraft wirkt in einer Richtung, in welcher die Kolbenstange 8e aus dem Gehäuse 8a hervorsteht, da jedoch die Kolbenstange 8e integral mit den Verriegelungsplatten 10 ausgebildet ist, bewegt sich das Gehäuse 8a relativ zur Kolbenstange 8e in eine Richtung, die durch einen in 6a gezeigten Pfeil A angezeigt ist. Der Sitz 1 bewegt sich nämlich relativ zum Boden 4 zur Rückseite des Fahrzeugs hin. Somit wird das erste Beschleunigungselement gebildet.

Wie zuvor beschrieben wurde, sind zusätzlich die Kolbenstange 8e und das Gehäuse 8a miteinander über den Stopperring 8l verbunden. Daher kann die Verbindungskraft (die Presspassungskraft des Stopperrings 8l im Gehäuse 8a) die bewegliche Platte 12 integral mit dem Sitz 1 bewegen, wenn sich der Sitz 1 bewegt, die Verbindungskraft ist jedoch so eingestellt, dass die Kolbenstange 8e und das Gehäuse 8a voneinander gelöst werden, wenn sie der Druckkraft der Kolbenstange 8b ausgesetzt sind, die durch die Explosion des Gases erzeugt wird.

In einem in 5B illustrierten zweiten Stadium wird als Nächstes der Kolbenkopf 8e in Stoßanlage mit der zusammendrückbaren Röhre 8k gebracht, Gasexplosionskraft wurde jedoch erzeugt und der Sitz 1 bewegt sich zur Rückseite des Fahrzeugs hin mit einer Relativgeschwindigkeit in Bezug auf die Passagierkabine (Boden 4), wodurch die zusammendrückbare Röhre 8k durch die Relativbewegung des Kolbenkopfes 8b und des Gehäuses 8a zusammengedrückt und verformt wird (siehe 6B). Eine bei diesem Vorgang erzeugte Belastung ist in die zu der Richtung in dem ersten Stadium entgegengesetzte Richtung gerichtet und in dem Sitz 1 wird im Zusammenhang mit der Ausdehnung der Kompressionsverformung des Maschinenraumabschnitts 19a des Hauptrahmens 19 eine Beschleunigung in einer zur Stoßverzögerung entgegengesetzten Richtung erzeugt. Auf diese Weise wird das zweite Beschleunigungselement gebildet.

Die durch das zweite Beschleunigungselement erzeugte Beschleunigung des Sitzes 1 relativ zum Boden 4 dient dazu, die Verzögerung des Sitzes 1 zu reduzieren, wie in einem Abschnitt b in 7 gezeigt ist, und in dem Sitz wird sogar eine Beschleunigung entwickelt. Wenn dann die so entstandene Beschleunigung abnimmt, so kehrt die Verzögerung des Sitzes 1 auf ein bestimmtes Verzögerungsniveau zurück, welches in einem Abschnitt c in 7 gezeigt ist. Die physikalischen Eigenschaften des Materials und die Konfiguration der zusammendrückbaren Röhre 8k sind so eingestellt, dass eine vorbestimmte Belastung erzeugt wird, um dadurch zu bewirken, dass das Auftreten der oben erwähnten Änderung der Verzögerung entsteht. Die Eigenschaften des Sitzgurts 3, die Belastungscharakteristiken der zusammendrückbaren Röhre 8k und ein Zwischenraum zwischen der zusammendrückbaren Röhre 8k und dem Kolbenkopf 8b sind in Abhängigkeit von den Fahrzeugen, an welchen die Vorrichtung vorgesehen ist, geeignet konzipiert, so dass zu dem Zeitpunkt, wenn die Rückkehr der Verzögerung auftritt, die Geschwindigkeit und die Verzögerung des Insassen an die Geschwindigkeit und die Verzögerung der Fahrzeugkarosserie angepasst werden.

Die Rückwärtsbewegung des Sitzes 1 relativ zum Boden 4 stoppt in einem in 5C gezeigten dritten Stadium und wenn der Sitz 1 versucht, sich relativ zum Boden 4 nach vorn zu bewegen, so wird die Kolbenstange 8e durch die Einwegverriegelungsfeder 8m wieder gegen die Bewegung in dieser Richtung an dem Gehäuse 8a festgelegt. Aus diesem Grund bewegen sich die Passagierkabine (der Boden 4) und der Sitz 1 relativ zueinander nicht und die Passagierkabine und der Sitz 1 setzen ihre gemeinsame Verzögerung fort, bis der Stoß abgeschlossen ist. Wenn dies eintritt, so ist es wünschenswert, dass die Fahrzeugkarosseriekonstruktion, einschließlich der Kompressionsverformung des Maschinenraumabschnitts 19a des Hauptrahmens 19 geeignet konzipiert sind, so dass eine durch die Fahrzeugkarosserie (Verzögerung) erzeugte Belastung weiterhin konstant ist, bis der Stoß abgeschlossen ist.

Da in dem ersten Stadium die Geschwindigkeit und die Verzögerung des Insassen im Wesentlichen mit der Geschwindigkeit und der Verzögerung der Fahrzeugkarosserie zusammenfallen, wird der Insasse weiterhin zusammen mit dem Sitz 1 und der Fahrzeugkarosserie verzögert, wobei keine Relativbewegung zwischen dem Sitz und der Fahrzeugkarosserie erzeugt wird. Der Insasse wird nämlich nicht gegen den Sitz 1 gedrückt und wird in einen Ride-down-Zustand versetzt, in welchem der Insasse um einen bestimmten Abstand von dem Sitz 1 getrennt bleibt. Da dieser Ride-down-Effekt vollständig ausgenutzt werden kann, kann die Verzögerung des Insassen ausreichend gering gehalten werden.

Die Erfindung weist eine Funktion zum Erzeugen einer optimalen Verzögerungskurvenform auf, die in 7 gezeigt ist, indem zum Zeitpunkt des Stoßes die in dem Sitz 1 mit integriertem Sitzgurt erzeugte Verzögerung gesteuert/geregelt wird, um die Insassenverzögerung durch die oben erwähnten Prozesse stark zu reduzieren. Da somit die Verzögerung, welche größer ist als die mittlere Verzögerung, erzeugt wird, wenn eine Stoßreaktionskraft von großer Größe in dem frühen Stadium des Stoßes nur auf einen Teil der Fahrzeugkarosserie einwirkt, und da die gesamte Fahrzeugkarosserie schließlich bei der Durchschnittsverzögerung als einziger Körper verzögert wird, kann die Kurvenform der Fahrzeugkarosserieverzögerung realisiert werden, die für eine Reduzierung der Insassenverzögerung vorteilhaft ist, wodurch eine starke Reduzierung der Insassenverzögerung selbst bei einer Fahrzeugkarosserieverformung (dynamischer Hubweg) erreicht werden kann, die kleiner ist als beim herkömmlichen Beispiel. Da ferner die Bewegung des Insassen in der Passagierkabine (die Bewegung relativ zur Fahrzeugkarosserie) auf ein Niveau reduziert werden kann, das niedriger liegt als beim Versuch, die Insassenverzögerung unter Verwendung der Belastungsbegrenzungseinrichtung am Sitzgurt zu reduzieren, kann die Insassen-Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung dahingehend vorteilhaft sein, dass die Wahrscheinlichkeit eines Sekundärstoßes reduziert werden kann.

Somit wird gemäß der Erfindung im Falle beispielsweise eines Frontalstoßes der Sitz in dem Moment, in dem ein Stoß auftritt, durch das erste Beschleunigungselement nach hinten beschleunigt, so dass in dem Sitz eine Verzögerung erzeugt wird, die höher ist als die Fahrzeugkarosserieverzögerung, um dadurch die Rückhaltekraft des Sitzgutes zu verstärken, welche die Vorwärtsbewegung des Insassen beschränkt, und anschließend kann die Verzögerung des Sitzes durch das zweite Beschleunigungselement so eingestellt werden, dass die Verzögerung des Sitzes im Wesentlichen der Verzögerung des Insassen angepasst ist, wodurch die Vergrößerung der Trägheitskraft, welche auf den Insassen in Vorwärtsrichtung zum Zeitpunkt des Stoßes einwirkt, ausgeglichen werden kann, so dass es ermöglicht wird, die Verzögerung der Fahrzeugkarosserie und des Sitzes und die Verzögerung des Insassen einander anzugleichen. Da ferner das erste Beschleunigungselement und das zweite Beschleunigungselement in dem Zylinder vorgesehen sind, welcher integral mit dem Sitz ausgebildet ist, kann die Vorrichtung der Erfindung unter Verwendung eines unterhalb des Sitzes ausgebildeten Raums installiert werden, und dies kann die Notwendigkeit vermeiden, einen freien Raum speziell für die Installation der Vorrichtung bereitzustellen, wodurch eine Fahrzeugkarosserie erhalten wird, die kompakte Abmessungen aufweist sowie die Reduzierung von Gewicht und Preis fördert.

Zusätzlich kann der Sitz bei normaler Verwendung durch die Bereitstellung des Selektivverriegelungselements zwischen dem Kolben und dem Zylinder verschiebbar eingestellt werden, wodurch die oben erwähnte Wirksamkeit erreicht werden kann, ohne die dem Sitz ursprünglich innewohnende Funktion zu beeinträchtigen.

Während die vorstehende Beschreibung die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft, so wird es für den Fachmann selbstverständlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an diesen durchgeführt werden können, solange die Erfindung dadurch nicht verlassen wird, und es ist daher beabsichtigt, alle derartigen Änderungen und Modifikationen in den beigefügten Ansprüchen abzudecken, so dass sie in den Rahmen der darin definierten Erfindung fallen.

Eine Verriegelungsplatte und eine bewegliche Platte sind vorgesehen, um einen Sitz an einer wählbaren Position zu befestigen, und eine Betätigungseinrichtung ist zwischen dem Sitz und der beweglichen Platte vorgesehen. Der Sitz wird in einem Anfangsstadium eines Stoßes durch die Betätigungseinrichtung zur Rückseite der Fahrzeugkarosserie hin bewegt. Beschleunigung wird in dem Sitz in einem mittleren Stadium des Stoßes durch Stoßanschlag einer zusammendrückbaren Röhre in der Betätigungseinrichtung gegen einen Kolbenkopf erzeugt. In einem Endstadium des Stoßes wird der Sitz mit der Fahrzeugkarosserie vereinigt. Die Verzögerung der Fahrzeugkarosserie und eines Sitzes und die Verzögerung eines Insassen können zu einem früheren Zeitpunkt einander angeglichen werden. Die Vorrichtung kann unter Ausnutzung eines Raums unterhalb des Sitzes installiert werden, wodurch die Notwendigkeit, einen speziellen freien Raum für die Installation der Vorrichtung zu gewährleisten, vermieden werden kann.


Anspruch[de]
  1. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung umfassend:

    einen Sitz (1) zum Tragen von wenigstens einem Insassen (2); untere Schienen (5), welche an einer Karosserie des Fahrzeugs befestigt sind;

    obere Schienen (6), welche mit dem Sitz (1) des Fahrzeugs verbunden und an den unteren Schienen (5) verschiebbar gehalten sind;

    eine mit dem Sitz integrierte Beschleunigungseinrichtung (8), wobei die Beschleunigungseinrichtung (8) enthält:

    – einen Zylinder (8a);

    – einen Kolben (8b), welcher wenigstens teilweise innerhalb des Zylinders (8d) angeordnet ist;

    – ein erstes Beschleunigungselement (8i, 8f), welches innerhalb des Zylinders (8a) angeordnet und dazu betreibbar ist, eine Kraft auf den Kolben (8b) auszuüben, um den Sitz (1) in der selben Richtung zu beschleunigen, in der eine Stoßbelastung auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübt wird; und

    – ein zweites Beschleunigungselement (8k), welches innerhalb des Zylinders (8a) angeordnet und dazu betreibbar ist, eine Kraft auf den Kolben (8b) auzuüben, um den Sitz (1) in einer entgegengesetzten Richtung zu derjenigen Richtung, in der die Stoßbelastung auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübt wird, zu beschleunigen; gekennzeichnet durch eine Sitzverschiebungsverriegelungseinrichtung (8h, 10, 11, 12, 13), welche mit der Beschleunigungseinrichtung (8) verbunden und dazu betreibbar ist, es dem wenigstens einen Insassen (2) zu erlauben, eine Verschiebungsposition des Sitzes (1) einzustellen und festzustellen.
  2. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner enthält:

    ein Selektivverriegelungselement (8l), wobei das Selektivverriegelungselement (8l) dazu betreibbar ist, eine Kolbenbewegung zu verhindern, wenn der Sitz (1) durch den wenigstens einen Insassen (2) bewegt wird, um die Verschiebungsposition des Sitzes (1) einzustellen und festzustellen, und in einen Freigabezustand zu versetzen, welcher in Antwort darauf, dass das erste Beschleunigungselement (8i, 8f) eine Kraft auf den Kolben ausübt, eine Kolbenbewegung zulässt.
  3. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner ein Unidirektional-Kolbenbewegungsbeschränkungselement (8m) aufweist, welches dazu betreibbar ist, in Reaktion darauf, dass das erste Beschleunigungselement (8i, 8f) eine Kraft auf den Kolben (8b) ausübt, eine Kolbenbewegung zu erlauben und eine Bewegung des Kolbens (8b) in eine zur Kolbenbewegung entgegengesetzte Richtung zu verhindern.
  4. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner einen Sitzgurt (3) enthält, welcher dazu betreibbar ist, die Bewegung des wenigstens einen Insassens (2) zu beschränken.
  5. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Verbrennung eines Treibmittels durch das erste Beschleunigungselement (8i, 8f) dazu verwendet wird, die Kraft auf den Kolben (8b) auszuüben.
  6. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, in welchem die Sitzverschiebungsverriegelungseinrichtung (8h, 10, 11, 12, 13) enthält:

    eine Verriegelungsplatte (10), welche an jeder der unteren Schienen (5) befestigt ist, wobei die Verriegelungsplatte (10) eine Mehrzahl von Verriegelungslöchern aufweist;

    eine bewegliche Platte (12), welche an den Verriegelungsplatten (10) angebracht ist und diese überbrückt, wobei die bewegliche Platte (12) bewegliche Klinken (11) aufweist, die zu der Mehrzahl von Verriegelungslöchern hin vorgespannt sind und dazu betreibbar sind, in Eingriff mit diesen zu gelangen; sowie

    einen Rahmen (8h), welcher die bewegliche Platte (12) mit der Beschleunigungseinrichtung (8) verbindet.
  7. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher das zweite Beschleunigungselement (8k) eine zylindrische zusammendrückbare Röhre (8k) enthält.
  8. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner enthält:

    eine Kollisionserfassungseinrichtung (8; 14), welche dazu betreibbar ist, die Einwirkung einer Stoßbelastung auf die Fahrzeugkarosserie zu erfassen und eine Übermittlung an die Beschleunigungseinrichtung (8) bereitzustellen.
  9. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

    der Zylinder (8a) mit dem Sitz (1) verbunden ist;

    der Kolben (8b) in dem Zylinder (8a) beweglich ist und mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist; und

    das erste Beschleunigungselement (8i, 8f) einen Generator (8i) zum Erzeugen einer Kolbendruckkraft umfasst, um den Kolben (8b) während der Fahrzeugkollision aus dem Zylinder (8a) zu drücken.
  10. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzverschiebungsverriegelungseinrichtung (8h, 10, 11, 12, 13) mit dem ersten Beschleunigungselement (8i, 8f) verbunden ist und dazu betreibbar ist, es wenigstens einem Insassen (2) des Fahrzeugs zu erlauben, die Verschiebungsposition des Sitzes (1) einzustellen und festzustellen.
  11. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (8a) mit dem Sitz (1) integriert ist, der Kolben (8b) mit dem Sitzverschiebungsverriegelungsmechanismus (8h, 10, 11, 12, 13) verbunden ist und ein Kolbendrückelement zum Erzeugen einer Kraft vorgesehen ist, um den Kolben (8b) während der Fahrzeugkollision aus dem Zylinder (8a) zu drücken.
  12. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Selektivverriegelungselement (8l) zwischen dem Kolben (8b) und dem Zylinder (8a) angeordnet ist, wobei das Selektivverriegelungselement (8l) dazu betreibbar ist, eine Kolbenbewegung zu verhindern, wenn der Sitz (1) durch den Insassen (2) bewegt wird, um die Verschiebungsposition einzustellen und festzustellen, und in einen Freigabezustand versetzt zu werden, wobei die Druckkraft durch das Kolbendrückelement (8i) erzeugt wird, wenn das Kolbendrückelement (8i) den Kolben (8b) herausdrückt.
  13. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Unidirektional-Kolbenbewegungsbeschränkungselement (8m) zwischen dem Kolben (8b) und dem Zylinder (8a) vorgesehen ist, wobei das Unidirektional-Kolbenbewegungsbeschränkungselement (8m) dazu betreibbar ist, in Reaktion darauf, dass das erste Beschleunigungselement (8i, 8f) eine Kraft auf den Kolben (8b) ausübt, eine Kolbenbewegung zu erlauben und eine Bewegung des Kolbens (8b) in eine zur Kolbenbewegung entgegengesetzte Richtung zu verhindern.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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