DE19834061A1

DE19834061A1 - Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge

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Publication number: DE19834061A1
Application number: DE19834061A
Authority: DE
Inventors: Werner Herrmann; Willi Seib; Ruediger Klein; Roland Adler; Peter Neumann; Guenter Stass; Horst Heinz; Doris Herrmann; Ottmar Klein; Hans Herrmann; Hans Werner Steeb; Axel Haefner; Harald Christmann; Roland Schieck; Helmut Kanbach; Guenter Kanbach; Gerhard Hohn; Mathias Hahn; Ralf Schleicher; Dieter Graetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2000-02-10
Anticipated expiration: 2018-07-30
Also published as: DE19834061B4

Abstract

Ein Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge umfaßt wenigstens einen, bei einer abrupten Verzögerung der Bewegung des Fahrzeuges (1) selbsttätig aufblasbaren Luftsack (14), der zumindest den Kopf und den Oberkörper einer auf einem Fahrzeugsitz (2) befindlichen Person (6) schützt. Um mit geringem technischen Aufwand einen weitergehenden Schutz der im Fahrzeug (1) sitzenden Person (6) zu erreichen, ist der Luftsack (14) im nicht aktivierten Zustand in der Kopfstütze (5) des Fahrzeugsitzes (2) untergebracht und besteht aus zumindest zwei miteinander verbundenen Teilluftsäcken (15, 16), die bei einer entsprechenden Verzögerung des Fahrzeuges (1) in Fahrtrichtung desselben nacheinander aufgeblasen werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge, umfassend wenigstens einen, bei ei ner abrupten Verzögerung der Bewegung des Fahrzeuges selbst tätig aufblasbaren Luftsack, der zumindest den Kopf und den Oberkörper einer im Fahrzeug befindlichen Person schützt.

Es sind bereits eine Vielzahl von Sicherheitssystemen be kannt, die eine in einem Fahrzeug sitzende Person im Falle einer plötzlichen Verzögerung der Fahrbewegung gegen Verlet zungen schützen sollen, die beispielsweise beim Aufprall des Fahrzeuges gegen einen festen Widerstand auftreten, da die im Fahrzeug sitzende Person entgegen der Verzögerungsbewegung gegen irgendeine im Fahrzeug befindliche Basis, beispielswei se das Armaturenbrett, die Frontscheibe, den Vordersitz usw., geschleudert wird. Die Verletzungen der Person führen häufig zum Unfalltod, da kein ausreichender Schutz, insbesondere des Kopfes und des Oberkörpers der Person vorhanden ist.

Bei Fahrzeugen, deren Sitze mit Sicherheitsgurten ausgestat tet sind, wird im Falle eines Aufprall des Fahrzeuges die Schleuderbewegung der im Fahrzeug befindlichen Person zum großen Teil aufgefangen und die Schleuderwirkung abgebremst. Diese Wirkung wird jedoch meistens nur dann erzielt, wenn der Aufprall in Fahrtrichtung erfolgt. Erfolgt ein seitlicher Aufprall, ist das Sicherheitsgurtsystem in seiner Wirkung weitgehend eingeschränkt. Hinzu kommt, daß Verletzungen, wie Schleudertrauma oder Genickbrüche, dadurch zustande kommen, daß beim Aufprall der Kopf und der Oberkörper der Person wie der zurück geschleudert wird.

Aus der DE 40 37 509 A1 ist eine Rückhaltesystem eines Fahr zeugsitzes für die Insassen eines Fahrzeuges bekannt, dessen Rückenlehne mit einem Drehgelenk an einem Gestell befestigt ist, und welches ein Sicherheitsgurtsystem aufweist, daß im Falle seiner Belastung durch einen Aufprall des Fahrzeuges auf die Rückenlehne des Sitzes Zugkräfte nach vorne ausübt. Im Falle der plötzlichen Bremsverzögerung wird die Rückenleh ne durch die Kraft aus dem Sicherheitsgurtsystem um einen ge wissen Winkelbetrag nach vorne bewegt, wobei für die Bewegung zwischen der Rückenlehne und dem Gestell ein Dämpfungsglied angeordnet ist. Dadurch wird zwar die Schleuderbewegung der im Fahrzeug sitzenden Person etwas gedämpft, jedoch bietet diese Rückhaltesystem keinen ausreichenden Schutz der sensi blen Körperbereiche, wie Kopf und Oberkörper der Person.

Weiterhin sind sogenannte Airbags allgemein bekannt, die je weils einen sich selbsttätig aufblasbaren Luftsack umfassen, der meistens in der Lenkradnabenverkleidung oder im Armatu renbrett eines Fahrzeuges untergebracht ist. Bei einem Auf prall des Fahrzeuges gegen einen festen Widerstand lösen Sen soren den Luftsack aus, der dann plötzlich mit Luft bzw. Gas gefüllt wird und sich aufbläht. Dadurch wird der Oberkörper und der Kopf der nach vorn schleudernden Person vom Luftsack abgebremst. Derartige Airbags sind jedoch nicht in der Lage, den Kopf in vertikaler Richtung, d. h. nach oben, zu schützen und eine Schleuderbewegung der im Fahrzeug sitzenden Person nach oben abzufangen. Auch ein seitlicher Schutz des Kopfes und des Oberkörpers wird hierdurch nicht erreicht. Um den seitlichen Körperbereich der im Fahrzeug sitzenden Person zu schützen, sind sogenannte in der Rückenlehne des Fahrzeugsit zes oder in der Tür des Fahrzeuges untergebrachte Seitenair bags bekannt.

Des weiteren ist bereits ein Kopfairbag bekannt, der eine hermetisch verschlossenen Schlauch umfaßt, der beim Aufblasen in Sekundenbruchteilen aus dem Dachhimmel über der Tür eines Fahrzeuges quillt und den Kopf des Fahrers sowohl vor dem Aufprall als auch vor eindringenden Gegenständen und den Splittern der Scheibe des Seitenfensters schützt. Dieser Kopfairbag bietet jedoch keinen Schutz in vertikaler Bewe gungsrichtung des Kopfes der im Fahrzeug sitzenden Person.

Weitgehend unbekannt sind Sicherheitssysteme auf der Basis von Luftsäcken in Luftfahrzeugen. Bei Luftfahrzeugunfällen ist die im Luftfahrzeug sitzende Person im wesentlichen nur durch einen Sicherheitsgurt und zur Aufrechterhaltung der At mung durch eine Sauerstoffmaske geschützt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge der eingangs genannten Art zu schaffen, welches mit möglichst geringem technischen Aufwand einen wei testgehenden Schutz einer im Fahrzeug sitzenden Person ge währleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Luftsack im nicht aktivierten Zustand in der Kopfstütze des Fahrzeugsitzes untergebracht ist und aus zumindest zwei mit einander verbundenen Teilluftsäcken besteht, die bei einer entsprechenden Verzögerung des Fahrzeuges in Fahrtrichtung desselben nacheinander aufgeblasen werden. Damit ist der aus mindestens zwei Teilen bestehende Luftsack bereits im sensi belsten Bereich, nämlich dem Kopfbereich einer Person ange ordnet, wodurch im Falle eines Aufprallunfalls des Fahrzeuges der Luftsack unmittelbar in diesem sensiblen Bereich in Funk tion gesetzt wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Teilluftsäcke durch eine zerreißbare Verbindungswand vonein ander getrennt. Unter zerreißbarer Verbindungswand soll auch eine perforierbare Wand verstanden werden. Zweckmäßigerweise bewirkt nach dem Füllen des ersten Teilluftsackes mit Druck luft der in diesem aufgebaute Luftdruck ein Zerreißen der Verbindungswand, wodurch anschließend der zweite Teilluftsack mit Druckluft gefüllt wird. Hierbei weist bevorzugt die zer reißbare Verbindungswand eine Widerstands kraft auf, die ge ringer ist als die maximal erreichbare Druckluftkraft im er sten Teilluftsack. Die Verbindungswand ist in ihrer Struktur und Dimensionierung so ausgelegt, daß bei einer abrupten Ver zögerung der Bewegung des Fahrzeuges die Teilluftsäcke inner halb von Sekundenbruchteilen nacheinander aufgeblasen werden, wobei die zwischen den Teilluftsäcken angeordnete Verbin dungswand zerrissen wird. Im Falle eines Auffahrunfalles wird demnach zunächst der erste Teilluftsack mit Druckluft ge füllt. Bevor der erste Teilluftsack vollständig aufgeblasen und ein maximaler Druck aufgebaut worden ist, zerreißt die zwischen dem ersten Teilluftsack und dem zweiten Teilluftsack vorhandene Verbindungswand durch den im ersten Teilluftsack sich aufbauenden Druck. Dadurch kann sich nun auch plötzlich der zweite Teilluftsack mit Druckluft füllen und seinen Maxi maldruck erreichen. Durch diese Maßnahmen werden Gesichtsver letzungen durch das Auslösen des Luftsackes verhindert.

Um einen möglichst wirksamen und umfassenden Schutz der sen siblen Körperbereiche der zu schützenden Person bei einer plötzlichen Bewegungsverzögerung des Fahrzeuges zu erreichen, überdeckt bevorzugt bei aufgeblasenem Luftsack der erste, mit der Kopfstütze verbundene Teilluftsack den Kopf und der zwei te Teilluftsack das Gesicht und den Oberkörper der im Fahr zeug befindlichen Person, wobei sich zumindest der zweite Teilluftsack gegen eine Basis abstützt. Die Basis kann bei spielsweise das Lenkrad eines Kraftfahrzeuges oder die Rüc kenlehne eines Vordersitzes sein, wenn die Person in einem dahinter liegenden Rücksitz plaziert ist. Weiterhin kann sich der erste Teilluftsack ebenfalls an einer Basis, beispiels weise dem Dachhimmel des Fahrzeuges, abstützen.

Damit ein ungehinderter Austritt des Luftsackes aus der Kopf stütze des Fahrzeugsitzes erzielt wird, weist die Kopfstütze des Fahrzeugsitzes an ihrer Oberseite eine wegklappbare Ab deckung auf. Zweckmäßigerweise ist zwischen der Kopfstütze und der Abdeckung eine Sollbruchstelle ausgebildet. Bei einer plötzlichen Bewegungsverzögerung des Fahrzeuges wird die Sollbruchstelle durchbrochen und die Abdeckung explosionsar tig weggesprengt oder weggeklappt, wodurch der Luftsack schlagartig aus der Kopfstütze austreten kann.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist an zumindest einer Seitenfläche des ersten Teilluftsackes ein weiterer Teilluftsack angeordnet, die durch eine zerreißbare Verbin dungswand voneinander getrennt sind. Der weitere Teilluftsack ist hierbei derart mit dem ersten Teilluftsack verbunden, daß bei aufgeblasenem Luftsack der weitere Teilluftsack die Kopf seite der im Fahrzeug befindlichen Person überdeckt. Durch die Kombination des ersten, zweiten und dritten Teilluftsac kes wird gewissermaßen ein wirksamer Rundumschutz des Kopfes und der Vorderseite des Oberkörpers der Person erzielt.

Besonders für Personen, die auf der Rücksitzbank eines Kraft fahrzeuges oder für Personen, die in hintereinander angeord neten Reihen von Sitzen plaziert sind, ist es besonders vor teilhaft, wenn ein zusätzlicher Luftsack als Bein- bzw. Knie schutz für die im Fahrzeugsitz befindliche Person vorgesehen ist. Dadurch werden schwere Verletzungen im unteren Körperbe reich der Person verhindert. Dieser zusätzliche Luftsack kann separat an einer den Beinen bzw. Knien der Person gegenüber liegenden Basis (Rückenlehne des entsprechenden Sitzes) ange bracht sein. Es ist jedoch auch möglich, den zusätzlichen Luftsack als Teilluftsack über eine Verbindungswand mit dem zweiten Teilluftsack des Luftsackes zu verbinden.

Bei einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Sicher heitssystems ist der erste Teilluftsack des Luftsackes mit einem Durchgang für eine aus einem Dachhimmel des Fahrzeuges ausfahrbare Sauerstoffmaske versehen. Diese Maßnahme ist ins besondere in Luftfahrzeugen zweckmäßig, da im Falle eines Un falles aus der über dem Kopf der Passagiere befindlichen Dec ke Sauerstoffmasken herausfallen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachste hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinatio nen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlas sen.

An mehreren Ausführungsbeispielen wird nachfolgend die Erfin dung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 gemäß der Linie II-II,

Fig. 3 eine Teilansicht eines Kraftfahrzeuges mit dem erfin dungsgemäßen Sicherheitssystem in einer zweiten Aus führungsform,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 3 gemäß der Linie IV-IV,

Fig. 5 eine Teilseitenansicht eines Luftfahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem in einer dritten Ausführungsform und

Fig. 6 eine Teildraufsicht auf die Darstellung nach Fig. 5 in Richtung des Pfeiles VI.

Ein als Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 dargestelltes Fahrzeug 1 weist einen Fahrzeugsitz 2 auf, der im wesentlichen aus einem Sitz 3, einer Rückenlehne 4 und einer Kopfstütze 5 besteht. Auf dem Fahrzeugsitz 2 befindet sich eine Person 6, die durch ein Sicherheitsgurtsystem 7 im Fahrzeugsitz 2 festgehalten ist. Die Person 6 stellt den Fahrzeugführer dar, der vor ei nem an einer Konsole 8 befestigten Lenkrad 9 sitzt. Der Sitz 3, die Rückenlehne 4 und die Kopfstütze 5 sind mittels eines Gestells 10 und Gelenken 11 beweglich miteinander verbunden. In das Gelenk 11 zwischen dem Sitz 3 und der Rückenlehne 4 kann ein Dämpfungsglied integriert sein.

An der Oberseite der Kopfstütze 5 ist eine Abdeckung 12 ange lenkt, die an ihrem einen Ende mit einer Sollbruchstelle 13 zur Kopfstütze 5 versehen ist. In der Kopfstütze 5 befindet sich ein Luftsack 14 im nicht aktivierten Zustand, der aus einem ersten Teilluftsack 15 und einem zweiten Teilluftsack 16 besteht, wobei beide Teilluftsäcke 15, 16 durch eine zer reißbare Verbindungswand 17 voneinander getrennt sind.

Im Falle einer abrupten Bewegungsverzögerung des Fahrzeuges 1 lösen zugehörige Sensoren eines nicht dargestellten Auf blasaggregates das Aufblasen des Luftsackes 14 aus. Dabei strömt Luft bzw. Gas zunächst in den ersten Teilluftsack 15, in dem sich innerhalb von Sekundenbruchteilen ein gewisser Druck aufbaut. Bevor der maximale Druck in dem Teilluftsack 15 erreicht ist, wird durch den sich aufbauenden Druck die Verbindungswand 17 zerrissen, wodurch Luft in den zweiten Teilluftsack 16 strömen kann, der sich dadurch ebenfalls in Sekundenbruchteilen aufbläht. Der Luftsack 14 ist dabei so ausgebildet, daß der erste Teilluftsack 15, der schlauchför mig ausgebildet ist und sich von der Kopfstütze 5 bis zur Windschutzscheibe 26 erstreckt, den Kopf der Person 6 über deckt, während der zweite Teilluftsack 16, der von dem ersten Teilluftsach 15 in dessen vorderer Hälfte noch nach unten bis annähernd in den Beinbereich der Person 6 abzweigt und an dem Lenkrad 9 anliegt, das Gesicht und den Oberkörper der Person 6 auffängt, wenn diese bei plötzlicher Bremsverzögerung des Fahrzeuges 1 gegen den Luftsack 14 geschleudert wird.

Die Ausführungsform des Sicherheitssystems nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 lediglich da durch, daß dem Teilluftsack 15 des Luftsackes 14 an den ge genüberliegenden Seitenflächen jeweils ein weiterer Teilluft sack 18 unter Zwischenschaltung einer zerreißbaren Verbin dungswand 17 zugeordnet ist. Im aufgeblasenen Zustand des Luftsackes 14 schützen diese weiteren Teilluftsäcke 18 die Seitenbereiche des Kopfes der Person 6. Selbstverständlich ist es auch möglich, nur einen weiteren Teilluftsack 18 vor zusehen.

In den Fig. 5 und 6 ist eine Ausführungsform des Sicherheits systems in einem als Luftfahrzeug dargestellten Fahrzeug 1 gezeigt. In die Kopfstütze 5 des Fahrzeugsitzes 2 ist ein Aufblasaggregat 19 für den Luftsack integriert, das mit einem Kupplungssystem versehen sein kann, mit dem der Luftsack 14 von der Kopfstütze 5 nach Beendigung eines Unfalls getrennt werden kann. Gegebenenfalls kann diese Loslösung auch durch ein entsprechendes Betätigungselement in der Armlehne 20 des Fahrzeugsitzes 2 ausgelöst werden.

Der Teilluftsack 15 des Luftsackes 14 weist einen Durchgang 24 auf, durch den sich eine aus dem Dachhimmel 22 des Fahr zeuges 1 herausgefallene Sauerstoffmaske 21 erstreckt, die von der Person 6 benutzt werden kann. Des weiteren ist an der Rückenlehne 6 des linken Fahrersitzes 2 eine zusätzlicher Luftsack 23 angeordnet, der zum Schutz der Beine und Knie der Person 6 auf dem rechten Fahrersitz 2 dient.

Der Luftsack 14 des linken Fahrzeugsitzes 2 unterscheidet sich von dem des rechten Fahrzeugsitzes dadurch, daß der zu sätzliche Luftsack 23 unmittelbar durch eine zerreißbare Ver bindungswand 17 mit dem zweiten Teilluftsack 16 des Luftsac kes 14 verbunden ist. Der zusätzliche Luftsack 14 stützt sich gegen eine Trennwand 25 des Fahrzeuges 2 ab.

Bezugszeichenliste

1

Fahrzeug

2

Fahrzeugsitz

3

Sitz

4

Rückenlehne

5

Kopfstütze

6

Person

7

Sicherheitsgurtsystem

8

Konsole

9

Lenkrad

10

Gestell

11

Gelenk

12

Abdeckung

13

Sollbruchstelle

14

Luftsack

15

Teilluftsack

16

Teilluftsack

17

Verbindungswand

18

Teilluftsack

19

Aggregat

20

Armlehne

21

Sauerstoffmaske

22

Dachhimmel

23

zusätzlicher Luftsack

24

Durchgang

25

Trennwand

26

Windschutzscheibe

Claims

1. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge, umfassend wenigstens einen, bei einer abrupten Verzögerung der Be wegung des Fahrzeuges selbsttätig aufblasbaren Luftsack, der zumindest den Kopf und den Oberkörper einer auf ei nem Fahrzeugsitz befindlichen Person schützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsack (14) im nicht aktivier ten Zustand in der Kopfstütze (5) des Fahrzeugsitzes (2) untergebracht ist und aus zumindest zwei miteinander verbundenen Teilluftsäcken (15, 16) besteht, die bei ei ner entsprechenden Verzögerung des Fahrzeuges (1) in Fahrtrichtung desselben nacheinander aufgeblasen werden.

2. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilluftsäcke (15, 16) durch eine zerreißbare Verbindungswand (17) von einander getrennt sind.

3. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Füllen des ersten Teilluftsackes (15) mit Druckluft der in diesem aufgebaute Luftdruck ein Zerreißen der Verbin dungswand (17) bewirkt, wodurch ausschließlich der zwei te Teilluftsack (16) mit Druckluft gefüllt wird.

4. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zer reißbare Verbindungswand (17) eine Widerstandskraft auf weist, die geringer ist als die maximal erreichbare Druckluftkraft im ersten Teilluftsack (15).

5. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei aufgeblasenem Luftsack (14) der erste, mit der Kopfstüt ze (5) verbundene Teilluftsack (15) den Kopf und der zweite Teilluftsack (16) das Gesicht und den Oberkörper der im Fahrzeug (1) befindlichen Person (6) überdeckt, wobei sich zumindest der zweite Teilluftsack (16) gegen eine Basis (9) abstützt.

6. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfstütze (5) des Fahrzeugsitzes (2) an ihrer Oberseite eine wegklappbare Abdeckung (12) aufweist.

7. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach An spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kopf stütze (5) und der Abdeckung (12) eine Sollbruchstelle (13) ausgebildet ist.

8. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einer Seitenfläche des ersten Teilluftsackes (15) ein weiterer Teilluftsack (18) angeordnet ist, die durch eine zerreißbare Verbindungswand (17) voneinander getrennt sind.

9. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach An spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei aufgeblasenem Luftsack (14) der weitere Teilluftsack (18) die Kopfsei ten der im Fahrzeug (1) befindlichen Person (6) über deckt.

10. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Luftsack (23) als Bein- bzw. Knieschutz für die im Fahrzeugsitz (2) befindliche Person (6) vorgese hen ist.

11. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach An spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftsack (23) als Teilluftsack über eine Verbindungswand (17) mit dem zweiten Teilluftsack (16) des Luftsackes (14) verbunden ist.

12. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach An spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftsack (23) an einer den Beinen bzw. Knien der Person (6) gegenüberliegenden Basis (4) angeordnet ist.

13. Sicherheitssystem für Land- und Luftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilluftsack (15) des Luftsackes (14) mit einem Durchgang für eine aus einem Dachhimmel (22) des Fahr zeuges (1) ausfahrbare Sauerstoffmaske (21) versehen ist.