SE515808C2 - Arrangemang för skydd av åkande i fordon - Google Patents

Description

25 30 35 515 808 2 skador på huvud, nacke eller axelparti hos de åkande. Denna situation motsvarar också vissa typer av skador vid dykning i vatten, där svåra huvud- och nackskador kan uppstå om en persons huvud slår emot exempelvis hårda föremål under vattenytan.

I enlighet lned känd. teknik kan. en uppblåsbar krockkudde anordnas i ett fordons innertak. Ett sådant arrangemang inrättas då för dämpning av den energi med vilken en åkandes huvud slår i innertaket. På så vis kan risken för huvud- och nackskador på den åkande minskas. Dock kan konstateras att ett sådant arrangemang utgör en relativt utrymmeskrävande och kostsam lösning.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGENZ Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla ett förbättrat arrangemang för skydd av åkande i ett fordon i samband med de olyckssituationer som medför att den åkandes huvud slår i fordonets innertak. Detta uppnås ett framgår av efterföljande patentkrav 1. medelst arrangemang, vars kännetecknande särdrag Uppfinningen avser ett arrangemang för skydd av åkande i fordon och inrättat i anslutning till ett innertak i nämnda fordon. Uppfinningen kännetecknas av att nämnda innertak, på. positioner soul motsvarar ett förväntat islag av den åkandes huvud vid en eventuell olyckssituation, är utformat med en innertaksstruktur som är inrättad för styrning av huvudet så att en böjning av den åkandes nacke initieras huvudsakligen samtidigt som islag av huvudet i innertaket sker vid nämnda olyckssituation.

Uppfinningen. baseras på det faktun1 att genom. senare års samband med olycksfall dykning och ishockey har det visat sig att påverkan av en medicinska erfarenheter i vid persons huvud i form av en kompressionskraft mot hjässan N 15 20 25 30 35 515 ans 3 (d.v.s. en axiell kraft mot huvudet och genom nacken) samtidigt som en böjning (flexion) av nacken sker, medför en minskning av risken för allvarliga skador vid de aktuella pàkänningarna mot huvudet. Närmare bestämt kan konstateras att graden av nackskada beror av ett flertal faktorer, t.ex. aktuell islagsvinkel, aktuellt avstånd från vertex (d.v.s. den position på huvudet där en tänkt förlängning av nacken skulle skära huvudet) samt egenskaperna hos det material i vilket islag sker. Det kan konstateras att ett islag i huvudsakligen vertikal led mot vertex på huvudet ger den högsta skadefrekvensen och de allvarligaste skadorna. Det kan också konstateras att en kompressionslast mot huvudet som resulterar i en böjning av Således vid huvud och nacke ger minst frekvens av nackskador. att de kombinerad flexion och kompression mot huvudet är betydligt gäller eventuella skador som uppstår en lindrigare än vid en ren kompression. Dessutom är energiupptagningen i_ nacken, innan skada uppstår, större vid en sådan kombinerad flexion och kompression än vid ren kompression.

Uppfinningen är inrättad för att under ett olycksförlopp styra den ákandes huvud så att en böjning av nacken initieras huvudsakligen samtidigt som axiellt islag av huvudet böjningen av nacken sker enligt uppfinningen företrädes- förhållande till fordonets sker mot fordonets innertak. Initieringen av vis framåt (d.v.s. sett i längsriktning) eller i sidled.

Genom uppfinningen uppnås ett flertal fördelar. Främst kan noteras att en betydande minskning av risken för allvarliga huvud- och nackskador hos de àkande uppnås genom upp- finningen. Närmare bestämt medger uppfinningen en betydande minskning av nackmomentet, mätt i den s.k. occipital- punkten, d.v.s. skallbasens infästning på den översta nackkotan. Detta leder i sin tur till den minskade risken 10 15 20 25 30 35 515 808 4 för allvarliga huvud- och nackskador.

Enligt en föredragen utföringsform är uppfinningen utformad med ett innertak med ett första materialskikt som är relativt styvt och ett andra materialskikt som är energiabsorberande, varigenom den àkandes huvud vid islag kan pâverkas sà att nämnda initiering av böjningen av att det energiabsorberande uppnås nacken sker. Genom andra materialskiktet är en fördel genom uppfinningen eftersom den energi som utvecklas när en àkandes huvud slår i innertaket då kan absorberas betydligt.

Fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen framgår av de efterföljande beroende patentkraven.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen skall i det följande närmare förklaras med hänvisning till ett föredraget utföringsexempel och de bifogade figurerna, i vilka: figur 1 är en en schematisk sidovy som illustrerar uppfinningens huvudsakliga funktion, figur 2 är en tvärsnittsvy som visar en innertaks- konstruktion enligt uppfinningen, figur 3 är en tvärsnittsvy sun i detalj visar uppbygg- naden hos uppfinningen, något förstorat i förhållande till figur 2, figur 4 är en sidovy av vilken uppfinningens funktion framgår, figur 5 är en förenklad vy ovanifràn av ett fordon som uppbär ett flertal skyddsmoduler i enlighet med uppfinningen, och N U 20 25 30 35 515 808 figur 6 är en perspektivvy som visar en skyddsmodul som är utformad i enlighet med uppfinningen, FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER: I figur 1 visas en förenklad sidovy av ett fordon som är ett uppfinningen. Enligt en föredragen utföringsform utnyttjas utformat med arrangemang enligt den föreliggande arrangemanget i en personbil l. Figuren visar en förare 2 som sitter i fordonets 1 förarplats. Pà sedvanligt vis sitter föraren 2 under körning på sà vis att dennes huvud 3 är positionerat ett stycke nedanför fordonets l innertak 4.

I detta sammanhang skall begreppet ”innertak” anses innefatta de takkonstruktioner som är utformade med särskilda taksvällare (visas ej i figurerna) som normalt löper huvudsakligen i fordonets l längsgående riktning.

Enligt vad som beskrivits inledningsvis finns det vid vissa typer av olyckor, t.ex. vid en s.k. roll-over-situation, där fordonet roterar kring sin längsgående axel, en risk att förarens 2 huvud 3 pressas med hög kraft mot innertaket 4. Detta kan i olyckliga fall leda till skador på förarens 2 huvud och nacke om huvudet 3 slår i innertaket 4 med en hög kraft.

Det är en grundläggande princip bakom den föreliggande uppfinningen att innertaket 4 innefattar en struktur 5 som att vid de olyckstyperna styra förarens 2 huvud 3 sä att en böjning av är särskilt utformad för ovannämnda förarens 2 nacke 6 initieras då huvudet 3 samtidigt slår i innertaket 4. För detta ändamål är uppfinningen, enligt en första utföringsform, utformad med ett innertak 4 där denna innertaksstruktur~ 5 innefattar ett första, relativt hårt och styvt materialskikt närmast förarens 2 huvud 3 samt ett elastiskt ovanför det första skiktet. Denna utföringsform illustreras andra, energiabsorberande och materialskikt 10 15 20 25 30 35 515 808 6 som är en något förstorad delvy av ett särskilt i. figur 2, innertaket 4. Det första materialskiktet 4a utgör skyddande och stötupptagande lager som är relativt styvt, vilket medför att den àkandes huvud inte tränger in i någon större utsträckning vid de aktuella olyckstyperna.

Det skall noteras att fastän figur 1 endast visar fordonets förare 2 är uppfinningen inrättad att kunna utnyttjas för skydd av vilken åkande som helst i ett fordon, beroende på vilka delar av innertaket 4 som utformas i enlighet med uppfinningen.

I en normal tillämpning i en. personbil har det första materialskiktet 4a en tjocklek på c:a 2-3 mm, samt utgörs av hårdplast, kompositmaterial eller ett material med motsvarande egenskaper. Det andra skiktet 4b (jfr. figur 2) utgörs av ett energiabsorberande material som är inrättat att absorbera den energi som uppstår vid islag av förarens 2 huvud 3 vid de aktuella olyckstyperna. Närmare bestämt är det andra materialskiktet 4b inrättat att kunna komprimeras i den axiella minst c:a 20-40 mm, företrädesvis c:a 25 mm, riktning som kan definieras längs en tänkt linje med utsträckning huvudsakligen längs den àkandes 2 ryggrad och nacke 6.

Ovanpå de andra materialskiktet 4b finns fordonets yttertak 7 anordnat. känd teknik och. utgörs Detta yttertak 7 är utformat i enlighet med exempelvis av pressad stålplåt.

Enligt utföringsformen är det andra skiktet 4b anordnat så att det är fast förbundet med yttertaket 7 och så att det således inte kan förskjutas i förhållande till yttertaket 7.

Vid ett eventuellt islag av förarens 2 huvud 3 i axiell led, d.v.s. längs den tänkta linje som löper genom förarens 2 rygg och. nacke 6, initieras en böjning av nacken 6 10 15 20 25 30 35 515 808 7 huvudsakligen. samtidigt som. den axiella belastningen. mot huvudet 3 uppstår. För detta ändamål är det första skiktet 4a utformat med en styvhet som förhindrar att huvudet 3 trycks fast och ”låses” mot rörelse i exempelvis fordonets längsriktning utan istället tillåter nacken 6 att böjas.

Med hjälp skiktet 4b tillförsäkras istället att det första skiktet 4a tillåts varigenom förarens huvud också förskjuts av det energiabsorberande andra förskjutas något, i motsvarande grad.

Enligt vad som kommer att beskrivas i detalj nedan inrättas de två skikten 4a, 4b företrädesvis så att nämnda förskjutning sker i fordonets längsriktning, men en förskjutning i en riktning som avviker från fordonets längsriktning är också möjlig.

För att medge den ovannämnda förskjutningen av det första skiktet 4a, av en böjning av förarens nacke, och således också för att medge en initiering är det första skiktet 4a monterat i innertaksstrukturen 5 med en lämplig fog 8 som tillåter en relativrörelse hos det första skiktet 4a i förhållande till innertaksstrukturen 5 i övrigt.

I figur 3 visas i detalj enlighet med den första utföringsformen. uppfinningens uppbyggnad, i Närmare bestämt framgår att det andra skiktet 4b är uppbyggt av ett antal lamell- med utsträckning huvudsakligen tvärs den riktning i vilken och/eller stavliknande element 9 som är anordnade förarens huvud önskas styras. I ett lämpligt utförande är lamellerna 9 arrangerade huvudsakligen rätvinkligt mot fordonets längsriktning. Vidare är lamellerna 9 arrangerade snedställda i Lamellerna 9 lutar något förhållande till ett övre fästlager 10. bakåt, position indikeras med en pil i figur 3). så att de är infästa i samt är sett i förhållande till fordonets främre parti (vars N 15 20 25 30 35 515 808 8 Den nedre delen av respektive lamell 9 är fixerad med hjälp av ett clips ll eller liknande komponent, i vilken den nedre delen av respektive lamell 9 är rörlig. Respektive clips ll är fast förbunden med ett nedre fästlager 12, som liksom det övre fästlagret 10 utgör en del av det andra skiktet 4b. Således hålls ett obelastat normaltillstànd. Alternativt kan lamellerna 9 lamellerna 9 fixerade i fixeras på annat sätt i det andra skiktet 4b, t.ex. genom att lamellerna 9 är fastgjutna i såväl det övre fästlagret 10 som det nedre fästlagret 12.

För att tillhandahålla den energiabsorberande funktionen hos det andra skiktet 4b är lamellerna 9 vidare utformade av ett elastiskt, alternativt plastiskt, material. streckade linjer att vilket sker vid påkänning mot det första materialskiktet 4a.

I figur 3 indikeras vidare med respektive lamell. 9' böjs under energiupptagning, Härvid gäller att respektive lamell 9 förs uppåt till ett vilket markeras med hänvisningsbeteckningen 9', clips ll, ll”. Vid en aktuell vid de kommer först det första materialskiktet 4a övre läge, med hjälp av respektive sådan påkänning, som kan vara ovannämnda olyckstyperna, att utsättas för en kompressionskraft, vilken kommer att till det lamellerna 9 är vinklade kommer det första materialskiktet 4a att att det det att lamellerna 9 böjs) ett visst stycke i den riktning som överföras andra materialskiktet 4b, Eftersom styras så förskjuts (under indikeras med en pil i figur 3. Detta motsvarar normalt en riktning framåt i fordonet. Uppfinningen är dock inte begränsad till denna rörelseriktning, utan kan i beroende av hur lamellerna 9 orienteras medge en relativförflyttning i princip i 'vilken riktning soul helst. Härigenonn uppnås enligt uppfinningen att den åkandes huvud styrs så att nackens böjs som en axiell belastning något samtidigt föreligger. På så vis minskas risken för allvarliga huvud- 10 15 20 25 30 35 515 808 9 och nackskador vid de aktuella olyckstyperna.

I figur 4 visas principen för förflyttningen av en àkandes huvud 3 i Vid àkandes första materialskiktet 4a enlighet med uppfinningen. islag av den det axiell riktning, huvud 3 kommer initialt att pâverkas i d.v.s. i den riktning som definieras av en tänkt linje genom den àkandes huvud och nacke. Huvudsakligen samtidigt kommer det första materialskiktet 4a att börja förflyttas i den riktning som medges av uppbyggnaden hos det andra materialskiktet 4b, enligt vad som beskrivits ovan med hänvisning till figur 3.

I den det materialskiktet 4a att förflyttas något framåt. visade utföringsformen kommer första Samtidigt kommer energi att tas upp i det andra materialskiktet 4b.

Enligt vad som visas med streckade linjer kommer härigenom en förflyttning av den àkandes huvud 3' ett visst stycke att ha ägt rum. I detta skede kommer det första materialskiktet 4'a också att ha förflyttats ett stycke framåt. Företrädesvis inrättas uppfinningen så att en förskjutning av det första materialskiktet 4a, 4'a av storleksordningen 50 mm medges.

I enlighet med uppfinningen kan den ovannämnda innertaks- strukturen utformas som en separat skyddsmodul som kan monteras i ett fordonstak, varvid en sådan skyddsmodul då positioneras där en åkandes huvud förväntas slå i taket i samband med de aktuella olyckstyperna. Denna princip beskrivs med hänvisning till figur 5, som är en vy ovanifrån av ett fordon 1 i vilket uppfinningen kan utnyttas. Närmare bestämt kan då innertaksstrukturen 5' utformas som ett flertal skyddsmoduler 5'a, 5'b, 5'c, 5'd, 5'e som då positioneras där ett motsvarande àkande i fordonet l förväntas sitta. Således visar figuren en första skyddsmodul 5'a avsedd. för fordonets l förare, en andra skyddsmodul 5'b avsedd för en. passagerare i fordonets l 5'd, framsäte samt tre skyddsmoduler 5'c, 5'e avsedda för 10 15 20 25 30 35 515 808 10 åkande i fordonets l baksäte. Exempelvis är den första skyddsmodulen 5'a avsedd att skydda föraren vid eventuellt islag av dennes huvud 3 i innertaket. till att skall finnas i ett visst antal i fordonet 1, Uppfinningen. är inte begränsad respektive skyddsmodul 5' utan kan nbnteras in vid exempelvis två, fyra eller fem sittplatser för àkande i fordonet 1.

I figur 6 visas en perspektivvy av en skyddsmodul 5' enligt uppfinningen. Denna kan utformas så att den kan monteras i ett befintligt tak i ett fordon. lameller 9, vilka således motsvarar de lameller som framgår Figuren visar ett antal av figur 3.

Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen, som inte ivisas i figurerna, kan innertaksstrukturen 'utformas med ett enstaka materialskikt som inrättas med en mot en åkande vänd yta som är utformad med en mycket låg friktion.

Detta materialskikt är också relativt styvt, varigenom fast mot taket, vilket skulle kunna ske om nmterialskiktet buktade inåt. förhindras att en ákandes huvud ”låses” Istället medger denna alternativa utföringsform att huvudet glider mot ytan på materialskiktet, varigenom nacken böjs vid islag av huvudet, vilket sker till följd av den låga Således ändamålet med uppfinningen, denna att tillhandahålla en styrning av huvudet så att en böjning av den ákandes nacke friktionen. uppnås även i utföringsform d.v.s. initieras huvudsakligen samtidigt som islag av huvudet i innertaket sker vid de ovannämnda olyckssituationerna.

Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsexempel, utan kan varieras inom ramen. för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan uppfinningen utnyttjas vid olika typer av fordon såsom personbilar och lastbilar. 10 515 898 ll Uppfinningen är i princip inte begränsad till användning i samband med tak, utan kan användas vid alla ytor där risk föreligger för islag av en àkandes huvud. Exempelvis kan uppfinningen utnyttjas vid taksvällare och andra vertikalt eller horisontellt orienterade ytor.

Dessutom är uppfinningen inte begränsad till en initiering av böjning av en àkandes nacke i fordonets längsriktning, t.ex. i riktning mot fordonets frontparti. En sådan böjning av nacken kan också ske i sidled och i riktning bakåt.

Claims (7)

W U 20 25 30 35 515 sus ¿;¿¿ 12 PATENTKRAV: (2) och inrättat i anslutning till ett innertak (4) (1), innertak (3) (2) huvud (3) vid en eventuell olyckssituation, (5) utformade med (3) egenskaper, i fordon (l) i nämnda fordon

1. Arrangemang för skydd av akande k ä n n e t e c: k n a t att nämnda (4), (2) som motsvarar ett förväntat islag av den àkandes d ä r a v , pa en position ovanför nämnda àkandes huvud är utformat med en innertaksstruktur som innefattar styrande organ (4a, 4b) styrning' av' huvudet som är en styvhet som medger vid. nämnda islag samt även. med att initieras (3) i varigenom medges en (6) huvudet sker vid nämnda olyckssituation. energiabsorberande (2) islag böjning av den àkandes nacke huvudsakligen samtidigt av (4) SOIII innertaket k ä n n e t e c k n a t (5)

2. Arrangemang enligt patentkrav 1, d ä r a v , att nämnda innertaksstruktur innefattar ett mot den àkande (2) vänt första materialskikt (4a) som är huvudsakligen styvt vid nämnda islag, samt ett andra materialskikt (4b) som är energiabsorberande och styrande vad beträffar huvudets (3) rörelse vid nämnda böjning av nacken (6). k ä n n e t e c k n a t (4b) framat eller i sidled sett i

3. Arrangemang enligt patentkrav 2, att nämnda andra materialskikt är inrättat (3) (1) d ä r a v , för styrning av huvudet förhållande till fordonets längsriktning.

4. Arrangemang enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v , att nämnda andra materialskikt (4b) element är uppbyggt av ett flertal elastiska lamelliknande (9; 9') med utsträckning huvudsakligen tvärs den 10 U 20 25 ' isis sos ¿¿= 13 riktning i vilken huvudet (3) styrs vid nämnda böjning av nacken (6). k ä n n e t e c k - att nämnda lamelliknande element (9) i det andra materialskiktets (4b) obelastade tillstànd är nagot snedställda i förhållande till en vertikal riktning,

5. Arrangemang enligt patentkrav 4, n a t d ä r a v , islag medför en förskjutning av (4a) varvid ett eventuellt nämnda första materialskikt i förhållande till nämnda andra materialskikt (4b).

6. Arrangemang enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda innertaksstruktur innefattar ett mot nämnda akande vant materialskikt med mycket làg friktion.

7. Skyddsmodul (5') (4) i fordonet för montering i. anslutning till ett (1) k ä n n e t e c k n a d i ett fordon och inrättad för skydd av (1), , att den (4a, 4b) medger styrning av huvudet vid en olyckssituation vid (2) (3) varigenom nædges att en böjning av den àkandes (6) islag av huvudet innertak (2) d ä r a v àkande innefattar energiupptagande och som är utformade med en styvhet som (3) huvud styrande medel slår i nämnda innertak (2) som nämnda vilken den akandes (4), nacke initieras samtidigt (3) huvudsakligen i innertaket (4) sker.