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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Schützen eines Fahrzeuginsassen aufweisend ein Verkleidungsteil sowie Sensoren und eine Auswerteeinheit als auch eine von der Auswerteeinheit angesteuerte, an der Fahrzeugsäule angebrachte und zu dem Verkleidungsteil ausgerichtete Antriebseinheit.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Sicherheitsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben der Sicherheitsvorrichtung.
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Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der
DE 197 54 825 C2 bekannt, die eine Säulenverkleidung für Fahrzeugsäulen offenbart, die einen Befestigungsbereich und einen Öffnungsbereich aufweist, wobei ein integrierter Seitenairbag an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist und beim Auslösen aus dem Öffnungsbereich expandiert, der hierzu zum Befestigungsbereich der Säulenverkleidung verschwenkt.
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Es ist weiterhin durch die
DE 197 00 584 B4 eine Säulenverkleidung für Fahrzeugsäulen bekannt, die ein integriertes Seitenaufprall-System aufweist, bestehend aus einer Dekorschicht und einem darauf angebrachten Kunststoffformteil, wobei entlang einer Linie die Wandstärke des Kunststoffformteils auf der Rückseite verringert ist, sodass beim Auslösen des Airbags die Säulenverkleidung bereichsweise verschwenkt wird um den Airbag expandieren zu lassen, ohne dass es zu einem Zersplittern der Säulenverkleidung kommt.
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Die
DE 100 29 812 A1 offenbart eine Auslösevorrichtung für eine Fahrzeuginsassen-Rückhalteeinrichtung, die bei einer mechanischen Verformung eines Karosserieabschnitts mittels eines Aufschlagmittels einen Kontakt erzeugt, der zur Aktivierung der Rückhalteeinrichtung führt. Die Auslösevorrichtung kann somit ohne die Verwendung eines Sensors und einer Auswerteeinheit einen Airbag aktivieren.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Schutzwirkung bekannter Sicherheitsvorrichtungen im Bereich von Fahrzeugsäulen verbessert wird, ohne den Fahrgastraum unnötig zu verkleinern.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Sicherheitsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen eines nebengeordneten Anspruchs. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Schützen eines Fahrzeuginsassen beim Auftreffen gegen ein Verkleidungsteil einer Fahrzeugsäule vorgesehen. Die Sicherheitsvorrichtung weist hierzu Sensoren, wie beispielweise Beschleunigungssensoren oder Fahrzeugneigungssensoren, auf und eine Auswerteeinheit, die die Sensordaten der Sensoren empfängt, auswertet und mit Schwellwerten vergleicht sowie beim Vorliegen von Sensordaten, die einen Schwellwert überschreiten, ein Ausgangssignal ausgibt.
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Des Weiteren weist die Sicherheitsvorrichtung eine Antriebseinheit auf, die die von der Auswerteeinheit ausgegebenen Ausgangssignale empfängt und in Folge des Empfangs der Ausgangssignale ein Verkleidungsteil von einer Ruheposition in eine Schutzposition verfährt, indem sie eine Kraft auf die Rückseite des Verkleidungsteils ausübt. Die Antriebseinheit verfährt somit das Verkleidungsteil, das in Bewegungsrichtung vor der Antriebseinheit angeordnet ist, zu dem Fahrzeuginsassen hin, also auf den Fahrzeuginsassen zu. Hierzu ist die Antriebseinheit unmittelbar oder mittels eines Adapters an der Fahrzeugsäule zwischen der Fahrzeugsäule und dem Verkleidungsteil angebracht.
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Aufgrund der beim Überschreiten der Schwellwerte vorliegenden Kraftfahrzeugbeschleunigung bewegt sich der Fahrzeuginsasse auf das die Kontaktfläche aufweisende Verkleidungsteil zu, tritt in Kontakt mit der an der Vorderseite angeordneten Kontaktfläche des Verkleidungsteils und verlagert dieses gegen einen Widerstand, der mittelbar oder unmittelbar durch die Antriebseinheit bewirkt oder bestimmt wird, zurück in Richtung der Fahrzeugsäule. Die Relativbewegung des Fahrzeuginsassen zum Kraftfahrzeug wird dadurch gedämpft bzw. verzögert und die kinetische Energie des Fahrzeuginsassen wird über eine längere Strecke verringert, sodass die auf den Schulterbereich wirkenden Maximalkräfte verringert werden und der Fahrzeuginsassenschutz erhöht wird.
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Hierbei ist ein Verkleidungsteil ein Teil, das einen Bereich des Fahrzeuginnenraums auskleidet, insbesondere Verkleidungsteile, die Fahrzeugsäulen verkleiden.
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Eine Antriebseinheit ist jede Einheit, die die erfindungsgemäße Relativbewegung zwischen der Fahrzeugsäule und dem Verkleidungsteil erzeugen kann sowie ein gedämpftes Zurückverlagern des Verkleidungsteils zur Fahrzeugsäule ermöglicht, also beispielsweise ein Elektromotor, der mit einer Mechanik verbunden ist, ein elektromechanischer Antrieb, ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder oder aber auch ein sich durch Gasdruck ausdehnender und/oder ausbreitender Behälter oder Sack, wie zum Beispiel ein Prallsack.
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Eine besonders praxisgerechte Ausführungsform weist eine Antriebseinheit auf, die elektrisch, also beispielweise mittels eines Elektromotors und einer geeigneten Mechanik oder aber mittels Elektromagnetismus, das Verkleidungsteil verfährt. Alternativ oder aber auch ergänzend kann das Verkleidungsteil auch hydraulisch verfahren werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verkleidungsteil ergänzend oder aber alternativ pneumatisch angetrieben, beispielweise mittels eines Gasgenerators, dessen Gasstrom in einen Prallsack geleitet wird, sodass der Prallsack das Verkleidungsteil verfährt. Ein besonders zuverlässiges und schnelles Verfahren des Verkleidungsteils, sowie ein gedämpftes Zurückverlagern zur Fahrzeugsäule wird somit erreicht, wobei ein gedämpftes Zurückverlagern eine sich gegen die Zurückverlagerungsbewegung stellende Kraft ist, die kinetische Energie aufnimmt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform steht der Gasgenerator mit einem Kopfairbag, also mit einem Prallsack eines Kopfairbags, und dem Prallsack, der sich an der Fahrzeugsäule befindet, in strömungstechnischer Verbindung. Hiermit wird eine besonders leichte, wenig aufwendige und kostengünstige Ausführungsform erreicht, indem mehrere Prallsäcke durch einen gemeinsamen Gasgenerator mit der erforderlichen Gasmenge versorgt werden können.
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Alternativ steht der Gasgenerator ausschließlich mit dem Prallsack, der sich an der Fahrzeugsäule befindet, in Verbindung, wodurch ein unabhängiges Auslösen der genannten Prallsäcke und das Befüllen mit voneinander unabhängigen Gasdrücken ermöglicht wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verkleidungsteil bis zu einem Endanschlag verfahrbar, wobei der Endanschlag beispielweise durch ein Fangband beziehungsweise einen Fanghaken und/oder einen zweistufigen Clip beziehungsweise einen Rasthaken, realisiert wird. Hierbei realisieren das Fangband, der Fanghaken und der Rasthaken lediglich den Endanschlag, sodass die Befestigung des Verkleidungsteils vor dem Verfahren mittels einer weiteren Komponente befestigt wird. Bei der Verwendung eines zweistufigen Clips wird das Verkleidungsteil vor dem Verfahren mittels einer ersten Stufe des Clips befestigt und nach dem Verfahren mittels einer zweiten Stufe des Clips. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Verkleidungsteil eine besonders genau vorhersagbare und kontrollierte Bewegung ausführt und nicht unvorteilhaft weit in den Fahrgastraum eindringt sowie beim Rückverlagern zwischen dem Fahrzeuginsassen und der Fahrzeugsäule verbleibt.
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Eine besonders praxisgerechte Ausführungsform erzeugt eine translatorische Bewegung des Verkleidungsteils auf den Fahrzeuginsassen zu. Translatorisch ist hierbei im technischen Sinne zu verstehen, als eine Bewegung, die zum überwiegenden Teil translatorisch ist; geringfügige Dreh- oder Kippbewegungen sollen diesem nicht entgegenstehen. Vorteilhafterweise wird somit erreicht, dass unabhängig vom zurückgelegten Weg des Verkleidungsteils, eine ebene oder flächige Kontaktfläche zwischen dem Fahrzeuginsassen und dem Verkleidungsteil entsteht und eine möglichst große Kraftübertragungsfläche entsteht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verkleidungsteil in seiner Gesamtheit verfahren, es wird also das ganze Verkleidungsteil in einem Stück verfahren, sodass kein Aufbrechen mit möglicher Splitterbildung oder Erzeugung von scharfkantigen Bereichen möglich ist, wie es beim Verfahren eines Verkleidungsteilbereichs möglich ist. Des Weiteren wird auch hierdurch eine möglichst große Kraftübertragungsfläche erreicht.
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Bevorzugt wird die Sicherheitsvorrichtung an Fahrzeugsäulen vorgesehen, die B-Säulen oder C-Säulen oder D-Säulen eines Kraftfahrzeugs sind, da insbesondere im Bereich von B-Säulen und C-Säulen und D-Säulen eines Kraftfahrzeugs Fahrzeuginsassen sitzen und Fahrzeuginsassen hierdurch besonders effektiv geschützt werden.
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Eine besonders praxisgerechte Ausführungsform weist ein Verkleidungsteil auf, das mittels einer Klemmvorrichtung oder einer Rastvorrichtung derartig an der Fahrzeugsäule festgeklemmt und/oder eingerastet ist, dass es durch die Kraft der Antriebseinheit von der Fahrzeugsäule gelöst wird. Durch ein passives Lösen des Verkleidungsteils von der Fahrzeugsäule wird eine besonders sichere sowie kompakte Art der Befestigung erreicht, die hierbei eine besonders geringe Ausfallrate aufweist.
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Das erfindungsmäßige Kraftfahrzeug weist die erfindungsmäßige Sicherheitsvorrichtung auf.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung ausgeführt werden. Entsprechend ist die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens geeignet.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
- 1 einen Längsschnitt eines Fahrzeugteilbereichs mit einer Sicherheitsvorrichtung;
- 2 einen Querschnitt einer Fahrzeugsäule mit Sicherheitsvorrichtung in Ruheposition;
- 3 einen Querschnitt einer Fahrzeugsäule mit Sicherheitsvorrichtung in Schutzposition.
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1 zeigt in dem Längsschnitt eines Fahrzeugteilbereichs eine Sicherheitsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug 2, wobei in dieser Darstellung lediglich ein Verkleidungsteil 3 der Sicherheitsvorrichtung 1 sichtbar ist. Das Verkleidungsteil 3 verkleidet eine Fahrzeugsäule 4, die vorliegend eine B-Säule ist. In Fahrzeuglängsrichtung neben der B-Säule befindet sich der Fahrzeuginsasse 10, der beim Kollidieren mit einem seitlich neben dem Fahrzeug befindlichen Hindernis, das schematisch im Hintergrund dargestellt ist, in Richtung des Verkleidungsteils 3 beschleunigt wird.
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2 zeigt einen Querschnitt einer Fahrzeugsäule 4 sowie die die Fahrzeugsäule 4 umgebenden Fahrzeugbleche und das Verkleidungsteil 3, das an der Fahrzeugsäule 4 befestigt ist, sowie eine Sicherheitsvorrichtung 1, die zwischen der Fahrzeugsäule 4 und der Rückseite 3a des Verkleidungsteils 3 angeordnet ist. Hierbei ist die Rückseite 3a des Verkleidungsteils 3 dem Fahrzeuginnenraum abgewandt und eine Vorderseite 3b des Verkleidungsteils 3 dem Fahrzeuginnenraum zugewandt.
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Die Sicherheitsvorrichtung 1 weist weiterhin einen Gasgenerator 7 auf, der mittels einer pneumatischen Leitung 6 mit einem Prallsack 5a in Verbindung steht. Des Weiteren weist die Sicherheitsvorrichtung 1 einen Endanschlag 9 auf, der durch Fangbänder 9a realisiert ist, die das Verkleidungsteil 3 nach dem Aktivieren der Sicherheitsvorrichtung führen und den Verfahrweg des Verkleidungsteils 3 begrenzen.
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Weiterhin ist ein Schulterbereich des Fahrzeuginsassen 10 dargestellt, wobei die Schulter einen Abstand A zur Außenseite 3b des Verkleidungsteils 3 aufweist. Der Abstand A entspricht hierbei dem möglichen Verzögerungsweg, über den der Fahrzeuginsasse 10 relativ zur Fahrzeugsäule 4 verzögert werden kann, und des Weiteren der Strecke, die das Verkleidungsteil 3 von einer Ruheposition R, wie in 2 dargestellt, zu einer Schutzposition S, wie in 3 dargestellt, verfahren werden kann.
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3 zeigt den gleichen Querschnitt der Fahrzeugsäule 4 des Kraftfahrzeugs 2 sowie die Sicherheitsvorrichtung 1, die sich hier jedoch in der Schutzposition S befindet. Die Sicherheitsvorrichtung 1 weist das Verkleidungsteil 3 und die Antriebseinheit 5 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel als Prallsack 5a ausgeführt ist, der an der Fahrzeugsäule 4 befestigt ist und mittels der pneumatischen Leitung 6 mit dem Gasgenerator 7 verbunden ist. Der Gasgenerator 7 wurde von der Auswerteeinheit angesteuert und hat bereits gezündet und mittels der pneumatischen Leitung 6 den Prallsack 5a gefüllt. Der Prallsack 5a hat beim sich Ausbreiten eine Kraft auf die Rückseite 3a des Verkleidungsteils 3 aufgebracht und diese von der Fahrzeugsäule 4, also aus der Ruheposition R, sowie aus einer Klemmvorrichtung 8 gelöst und translatorisch um den Abstand A zum Fahrzeuginsassen 10 zu einem Anschlag eines Endanschlags 9, also in die Schutzposition S, verfahren, wobei der Endanschlag 9 durch Fangbänder 9a realisiert ist, die einerseits mit der Fahrzeugsäule 4 und andererseits mit dem Verkleidungsteil 3 verbunden sind. Der Fahrzeuginsasse 10 bewegt sich folgend weiterhin auf die Fahrzeugsäule 4 zu, übt hierbei eine Kraft auf die Vorderseite 3b des Verkleidungsteils 3 aus und verlagert das Verkleidungsteil 3 zurück Richtung Fahrzeugsäule 4, wobei der Gasdruck im Prallsack 5a dieser Bewegung entgegenwirkt und diese dämpft. Die Sicherheitsvorrichtung 1 verzögert die Bewegung des Fahrzeuginsassen 10 so lange, bis sich der Fahrzeuginsasse 10 nicht mehr relativ zur Fahrzeugsäule 4 bewegt oder aber der Verzögerungsweg, also der Abstand A, zurückgelegt wurde und das Verkleidungsteil 3 in Kontakt mit der Fahrzeugsäule 4 tritt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sicherheitsvorrichtung
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Verkleidungsteil
- 3a
- Rückseite des Verkleidungsteils 3
- 3b
- Vorderseite des Verkleidungsteils 3
- 4
- Fahrzeugsäule
- 5
- Antriebseinheit
- 5a
- Prallsack
- 6
- Pneumatische Leitung
- 7
- Gasgenerator
- 8
- Klemmvorrichtung
- 9
- Endanschlag
- 9a
- Fangband
- 10
- Fahrzeuginsasse
- A
- Abstand
- R
- Ruheposition
- S
- Schutzposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19754825 C2 [0003]
- DE 19700584 B4 [0004]
- DE 10029812 A1 [0005]