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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung mit einem Rückhaltesystem
für einen
Fahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es
ist allgemein bekannt, durch insassenindividuelle und/oder crashindividuelle
Nebenbedingungen eine einem Fahrzeugsitz zugeordnete Sicherheitseinrichtung
sicherheitstechnisch günstig
zu beeinflussen:
Dazu sind Sitzbelegungserkennungen mit Schaltsignalen
bekannt, die bei belegtem Sitz eine zugeordnete Sicherheitseinrichtung,
wie einen Airbag und/oder einen Gurtstrammer aktivierbar schalten
oder bei freiem Fahrzeugsitz eine Aktivierung ausschließen. Beispielsweise
ist dazu eine Vorrichtung zur Erfassung einer Sitzbelegung für einen
Fahrzeugsitz bekannt (
DE
94 16 933 U1 ), bei der das Gewicht durch eine Sitzbelegung
zu einer elastischen Verformung eines verformbaren Körpers führt, wobei
ein Wandler aus dieser Verformung ein elektrisches Schaltsignal bildet.
In einer anderen Vorrichtung zur Erkennung einer Sitzbelegung sind
die Sitzauflagekräfte über einen
federvorgespannten Sitzbelegungsschalter abgestützt (
EP 0 670 239 A1 ), wobei
durch eine Sitzbelegung die Feder überdrückt und der Sitzbelegungsschalter
geschlossen wird.
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Es
sind weiter Sicherheitseinrichtungen bekannt, deren Wirkung gezielt
und dosiert in Abhängigkeit
des Gewichts und/oder eine Position eines Sitzbenutzers steuerbar
ist. Beispielsweise ist eine Sicherheitseinrichtung mit einem Knieaufschlagelement
bekannt (
DE 40 02 448
A1 ), bei der gewichts- und positionsabhängig das Knieaufschlagelement
im Crashfall ausfahrbar ist.
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In
einer anderen Sicherheitseinrichtung mit einer Steuervorrichtung
zur Beeinflussung des Aufblasverhaltens eines Airbags in Abhängigkeit
des Gewichts eines Sitzbenutzers wird dessen Gewicht durch Gewichtssensoren
im Sitzkissen in Verbindung mit einem Neigungssensor für die Rückenlehne
des Fahrzeugsitzes erfaßt
(
DE 44 42 841 A1 ).
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Weiter
ist ein Sicherheitssystem mit einem aufblasbaren Airbag bekannt
(
DE 38 09 074 A1 ),
der über
eine Steuerschaltung vollständig
oder nur teilweise füllbar
ist. Bei einem in Fahrtrichtung relativ weit nach vorne verlagerten
Sitzbenutzer wird bei einer Aktivierung des Sicherheitssystems der
Airbag nur teilweise entfaltet, während bei einer normalen Sitzposition
ein vollständiges
Aufblasen erfolgt.
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Weiter
sind Sicherheitseinrichtungen bekannt, bei denen die Vorderkante
eines Fahrzeugsitzes als Sitzrampe bei einem Fahrzeugaufprall durch einen
Hebemechanismus anhebbar ist:
Für eine solche Sitzrampenverstellung
ist ein Airbag bekannt, der durch einen Gasgenerator aufblasbar ist
(
DE 197 35 915 A1 ).
In einer ähnlichen
Anordnung ist ein aufblasbarer Luftsack zur Aufwölbung eines Höckers an
der Sitzrampe verwendet (
DE
195 04 975 A1 ). Es ist auch bekannt, nur einen mittleren
Teil einer Sitzrampe mit Hilfe eines Luftsacks aufzuwölben (
DE 196 00 278 C1 ).
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Ferner
ist ein Sitz bekannt (
DE
298 15 521 U1 ) an oder in dem ein Stellelement angeordnet
ist, durch das die Neigung und/oder Ausformung der Sitzfläche und/oder
einer Rückenlehne
zumindest bereichsweise innerhalb sehr kurzer Zeit in Abhängigkeit
vom durch einen Beschleunigungssensor gemessenen dynamischen Fahrzustand
verstellbar ist.
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Als
Antrieb für
eine unfallbedingte Sitzrampenverstellung ist auch eine elektropneumatisch
wirkende Zylinder/Kolben-Anordnung bekannt (
DE 195 29 031 A1 ). Weiter
ist es bekannt, den Antrieb für eine
Sitzrampenverstellung aus unfallbedingten Relativbewegungen von
Fahrzeugteilen abzuleiten, beispielsweise zwischen einem Fahrzeugsitz
und einem Antriebsaggregat (
DE
33 37 232 A1 ) oder einer Relativbewegung eines Fahrzeugsitzes
gegenüber
einer karosseriefesten Gleitschiene (
EP 0 552 160 B1 ).
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Die
Beeinflussung der vorstehenden Sicherheitseinrichtungen durch insassenindividuelle und/oder
crashindividuelle Nebenbedingungen erfolgt entweder ohne Einwirkung
und Veränderung
der Sicherheitselementabstützungen
oder in aufwendiger Weise durch aktive pyrotechnische Einwirkungen,
die Abstützungen
im Crashfall verändern
und verlagern.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, mit einfachen und kostengünstigen Maßnahmen eine sicherheitstechnisch
günstige,
crashbedingte Eintauchkinematik für untere Extremitäten eines
Insassen zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
Erfindung geht von einer Sicherheitseinrichtung mit einem Rückhaltesystem
für einen
Fahrzeugsitz aus, bei dem eine crashbedingte Eintauchkinematik für die unteren
Extremitäten
eines Insassen in das Rückhaltesystem
wesentlich durch die Auslegung eines Sitzteiles des Fahrzeugsitzes und/oder
eines Knieaufschlagelements vorgegeben ist.
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Gemäß Anspruch
1 ist das Sitzteil des Fahrzeugsitzes und/oder ein Knieaufschlagelement,
vorzugsweise ein Knieairbagmodul jeweils durch wenigstens ein Abstützelement
in der Art eines variablen Kraftbegrenzers mit steuerbarer variabler Kraft/Weg-Kennung
abgestützt,
wobei die Kraft/Weg-Kennung in Abhängigkeit von insassenindividuellen
und crashindividuellen Nebenbedingungen steuerbar ist.
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Damit
kann eine crashbedingte Eintauchkinematik für die unteren Extremitäten eines
Insassen so an individuelle Gegebenheiten angepaßt werden, daß für den Insassen
sicherheitstechnisch günstige Abstützungen
und Verzögerungen
erreichbar sind.
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Als
Nebenbedingungen aufgrund deren jeweiliger individueller Werte die
Kraft/Weg-Kennungen
der Abstützelemente
beeinflußt
werden, sollen vorzugsweise eine Insassenposition und/oder ein Insassengewicht
und/oder eine Gurtbenutzung und/oder eine Unfallschwere und/oder
eine Sitzbenutzung erfaßt
werden.
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In
einer konkreten Anordnung für
das Sitzteil eines Fahrzeugsitzes ist dieses heckseitig an einer
in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schwenkachse gehalten, wobei
die Schwenkachse beispielsweise durch zwei zu beiden Seiten des
Sitzteils an einem Sitzrahmen angeordnete Schwenklager realisiert sein
kann. Im vorderen Sitzrampenbereich ist das Sitzteil über wenigstens
ein Abstützelement
in der Art eines variablen Kraftbegrenzers mit steuerbarer variabler
Kraft/Weg-Kennung abgestützt.
Damit kann bei einem crashbedingten Eintauchen eines Insassen in das
Sitzteil mit einer Belastung der vorderen Sitzrampe eine den jeweiligen
Gegebenheiten angepaßte Eintauchkinematik
vorgegeben werden:
Im einzelnen wird eine günstige Eintauchkinematik erreicht,
wenn eine relativ harte Kraft/Weg-Kennung bei den Nebenbedingungen
einer Gurtbenutzung und/oder einer kleinen Person und/oder bei hoher Unfallschwere
eingestellt und vorgegeben wird.
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[Fortsetzung auf Seite vier der ursprünglichen
Beschreibung]
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Entsprechend
ist eine relativ weichere Kraft/Weg-Kennung ohne Gurtbenutzung und/oder bei
großen
Personen und/oder bei geringerer Unfallschwere vorzusehen.
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Anstelle
oder zusätzlich
zu der Abstützung der
Sitzrampe mit einem variablen Kraftbegrenzer wird entsprechend ein
Knieaufschlagelement abgestützt.
Konkret ist dabei ein Knieairbagmodul, bestehend aus einem ein-
oder mehrstufigen Gasgenerator und einem Knieairbag etwa in Fahrtrichtung über wenigstens
ein Abstützelement
in der Art eines variablen Kraftbegrenzers mit steuerbarer variabler Kraft/Weg-Kennung
abgestützt.
Auch hierbei kann die Abstütz-
und Auffangwirkung des Knieairbags vorteilhaft an individuelle Gegebenheiten
angepaßt werden.
Am Knieairbag wird in an sich bekannter Weise ein auf den Insassen
zugerichteter Lastverteiler z. B. in der Art einer Polsterauflage
angebracht.
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Ein
Abstützelement
als variabler Kraftbegrenzer mit steuerbarer variabler Kraft/Weg-Kennung kann einfach
und kostengünstig
durch eine in Abstützeinrichtung
angeordnete Zylinder/Kolben-Einheit ausgebildet sein, wobei in der
Zylinderwand wenigstens eine steuerbare Drosselöffnung angebracht ist. Bei
einer Belastung taucht der Kolben in den Zylinder ein und schiebt
daraus über
die wenigstens eine steuerbare Drosselöffnung den Zylinderinhalt gedrosselt
aus. Zur Steuerung und Variation der Kraft//Weg-Kennung kann auf
einfache Weise der Durchmesser der Drosselöffnung entsprechend verändert werden.
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Dazu
wird in einer Ausführungsform
vorgeschlagen, an wenigstens einer Drosselöffnung ein variabel steuerbares
Drosselventil anzubringen. Zusätzlich
oder alternativ dazu können
auch Drosselöffnungen
teilweise oder ganz durch gesteuert verschiebbare Blenden oder Schieber
für eine
Veränderung
der Kraft/Weg-Kennung der Abstützung
abgedeckt werden.
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Die
für die
Steuerung herangezogenen, vorstehend genannten Nebenbedingungen
können
in an sich bekannter Weise durch Sensoren erfaßt und entsprechende Sensorsignale
einer Steuereinrichtung zugeführt
werden, die wiederum durch angeschlossene Stellelemente die variablen
Kraftbegrenzer steuert. Je nach den konkreten Konstruktionen kann es
auch vorteilhaft sein, solchen variablen Nebenbedingungen zugeordnete
Belastungen unmittelbar zur Steuerung der variablen Kraft/Weg-Kennungen
zu verwenden, wodurch ggf. aufwendige Steuereinrichtungen entfallen
können.
Solche Belastungen können
beispielsweise von Aufprallbelastungen entsprechend einer Unfallschwere
und/oder von Insassengewichten und/oder Sitzbelegungsgewichten direkt abgeleitet
werden und unmittelbar über
mechanische Kopplungen, wie Seilzüge, Hebel, etc. für eine direkte Steuerung
von Drosselventilen oder Schiebern verwendet werden.
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Anhand
einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit einer Abstützung der
vorderen Sitzrampe durch ein Abstützelement mit steuerbarer variabler
Kraft/Weg-Kennung,
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2 einen
Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform
eines solchen Abstützelements
in der Art eines variablen Kraftbegrenzers,
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3 eine
schematische Seitenansicht eines Knieairbagmoduls mit einem Abstützelement
in der Art eines variablen Kraftbegrenzers, und
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4 einen
Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
eines variablen Kraftbegrenzers.
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In 1 ist
ein Fahrzeugsitz 1 in einer schematischen Seitenansicht
dargestellt mit einem Sitzteil 2 und einer Rückenlehne 3.
Das Sitzteil 2 ist heckseitig an einer in Fahrzeugquerrichtung
verlaufenden Schwenkachse 4 gehalten. Im vorderen Sitzrampenbereich 5 ist
das Sitzteil 2 durch ein Abstützelement 6 gegenüber dem
Fahrzeugboden 7 nach unten abgestützt. Das Abstützelement 6 ist
in 1 nur schematisch dergestalt angedeutet, daß es sich
bei einer Belastung der Sitzrampe 5 nach unten zusammenschieben
kann.
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Konkret
ist das Abstützelement 6 in
der Schnittdarstellung nach 2 gezeigt:
das Abstützelement 6 ist
in der Art eines variablen Kraftbegrenzers ausgebildet und besteht
aus einer Zylinder/Kolben-Einheit 8. Dabei ist der Kolben 9 mit
seiner Kolbenstange 10 mit dem Sitzteil 2 verbunden
und im Zylinder 11 in Richtung auf den Zylinderboden 12 verschiebbar.
Im Zylinderboden 12 ist eine Drosselöffnung 13 angebracht,
der ein variabel steuerbares Drosselventil 14 nachgeordnet
ist.
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Die
Anordnung nach den 1 und 2 hat folgende
Funktion: bei einem Aufprall, insbesondere bei einem Frontalaufprall
taucht ein Sitzbenutzer unter verstärkter Belastung des Sitzrampenbereichs 5 in
den Fahrzeugsitz 1 ein. Vor einem solchen Aufprall oder
während
des Aufpralls wurden sicherheitsrelevante Nebenbedingungen, wie
die Insassenposition und/oder das Insassengewicht und/oder eine
Gurtbenutzer und/oder eine Unfallschwere und/oder eine Sitzbenutzung
erfaßt.
Die entsprechenden Informationen sind zur Steuerung des Drosselventils 14 herangezogen,
dessen Drosselöffnung für eine relativ
harte Kraft/Weg-Kennung des Abstützelements 6 verkleinert
und für
eine relativ weichere Kraft/Weg-Kennung vergrößert wird. Dadurch wird bei
einer unfallbedingten Belastung des Sitzrampenbereichs 5 eine
sicherheitstechnisch günstige
Absenkung und Nachgiebigkeit mit einer an individuelle Gegebenheiten
angepaßten
Kraft/Weg-Kennung möglich.
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In 3 ist
ein Knieairbagmodul 15 dargestellt mit einem mehrstufigen
Gasgenerator 16 und mit einem bereits aufgeblasenen Knieairbag 17 mit einem
Lastverteiler als Polster 18. Das Airbagmodul 15 ist
in Fahrtrichtung über
ein (schematisch dargestelltes) Abstützelement 19 gegenüber dem
Fahrzeugaufbau 20 abgestützt. Das Abstützelement 19 ist
auch hier in der Art eines variablen Kraftbegrenzers ausgebildet
und im einzelnen in 4 dargestellt.
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Das
Abstützelement 19 als
variabler Kraftbegrenzer ist auch hier durch eine in Abstützrichtung angeordnete
Zylinder/Kolben-Einheit 21 ausgebildet. Der Kolben 22 ist über seine
Kolbenstange 23 mit dem Airbagmodul 15 bzw. dem
Gasgenerator 16 verbunden. Der Kolben 22 ist im
Zylinder 24 in Richtung auf den Zylinderboden 25 verschiebbar.
In der Zylinderwand sind in Längsrichtung
versetzt mehrere Drosselöffnungen 26 bis 29 angebracht,
die der Kolben 22 beim Eintauchen in den Zylinder 24 ggf. überstreicht.
Diese Drosselöffnungen 26 bis 29 sind
durch eine in Richtung des Pfeils 30 verschiebbare Blende 31 ganz
oder teilweise abdeckbar. Dadurch kann das Ausströmverhalten
aus dem Zylinder zur Variation der Kraft/Weg-Kennung des Abstützelements 19 gezielt
verändert
werden. Zudem ändert
sich das Ausströmverhalten,
wenn der Kolben 22 eine oder mehrere der Drosselöffnungen 26 bis 29 überfahren
hat, so daß diese
zur Ausströmung
nicht mehr beitragen. Auch dies kann für eine gezielte, stufenförmige Variation
der Kraft/Weg-Kennung des Abstützelements 19 herangezogen
werden. Damit ist eine sicherheitstechnisch günstige Beeinflussung der Abstützung des
Airbagmoduls 15 unter Berücksichtigung der vorstehend
genannten Nebenbedingungen möglich,
indem hier durch die variable Lage der Blende 31 die Kraft/Weg-Kennung
des Abstützelements 19 beeinflußt wird.
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- 1
- Fahrzeugsitz
- 2
- Sitzteil
- 3
- Rückenlehne
- 4
- Schwenkachse
- 5
- Sitzrampenbereich
- 6
- Abstützelement
- 7
- Fahrzeugboden
- 8
- Zylinder/Kolben-Einheit
- 9
- Kolben
- 10
- Kolbenstange
- 11
- Zylinder
- 12
- Zylinderboden
- 13
- Drosselöffnung
- 14
- Drosselventil
- 15
- Knieairbagmodul
- 16
- Gasgenerator
- 17
- Knieairbag
- 18
- Polster
- 19
- Abstützelement
- 20
- Fahrzeugaufbau
- 21
- Zylinder/Kolben-Einheit
- 22
- Kolben
- 23
- Kolbenstange
- 24
- Zylinder
- 25
- Zylinderboden
- 26
- Drosselöffnung
- 27
- Drosselöffnung
- 28
- Drosselöffnung
- 29
- Drosselöffnung
- 30
- Pfeil
- 31
- Blende