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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz mit einer
Sitzhöhenverstellung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bei
einem Unfall wirken aufgrund der abrupten Verzögerung hohe Trägheitskräfte auf
die Fahrzeuginsassen, den Kraftfahrzeugsitz und ein die Fahrzeuginsassen
sicherndes Gurtsystem ein. Zusätzlich
bewirkt die abrupte Verzögerung
eine nach oben und/oder nach vorn und/oder nach hinten gerichtete
Kraft auf eine Sitzhöhenverstellung,
welche oftmals einen Schwachpunkt der Sitzkonstruktion darstellt,
so dass die Gefahr besteht, dass sich die Sitzhöhenverstellung verformt und/oder
bricht und dadurch der Fahrzeugsitz und mit ihm der Fahrzeuginsasse
nach oben und/oder nach vorne und/oder nach hinten verlagert wird,
wodurch sich ein erhöhtes
Verletzungsrisiko z.B. im Kopfbereich ergibt.
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Aus
der am Anmeldetag der vorliegenden Patentanmeldung noch nicht veröffentlichten
deutschen Patentanmeldung
DE
103 16 341.7 vom 10.04.2003 ist ein Kraftfahrzeugsitz mit
einer Sitzhöhenverstellung
bekannt. Die Sitzhöhenverstellung dient
zum Verstellen eines ersten Teils des Kraftfahrzeugsitzes gegen
einen zweiten Teil des Kraftfahrzeugsitzes, wobei zwischen dem ersten
und dem zweiten Teil wenigstens ein Crash-Element angeordnet ist,
welches in einem Crashfall eine Relativbewegung des ersten Teils
gegen den zweiten Teil verhindert oder zumindest behindert, während es
im Normalbetrieb Höhenverstellungen
der Sitzteile zulässt. Dabei
kann der erste Teil beispielsweise als Sitzrahmen ausgebildet sein,
wogegen der zweite Teil des Kraftfahrzeugsitzes als Oberschiene
ausgebildet sein kann, welche vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung
an einem Fahrzeugboden verstellbar ist. Das Crashelement verhindert
oder behindert im Crashfall eine durch Trägheitskräfte auf den Fahrzeuginsassen
einwirkende Bewegung und trägt
dadurch zu einer erhöhten
Fahrzeugsicherheit bzw. einer Reduzierung des Verletzungsrisikos
bei.
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Aus
der
DE 196 06 605
A1 ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Cabrio oder ein Coupe,
mit geringem Kopffreiraum sowie mit mindestens einem am Fahrzeugboden
gehaltenen Fahrzeugsitz bekannt. Der Fahrzeugsitz ist dabei von
einem Bodenelement aufgenommen, das mit dem Fahrzeugboden in einer eine
annähernd
vertikale Relativbewegung zulassenden Weise verbunden und an diesem
verriegelt ist. Desweiteren sind Mittel vorgesehen, die bei extremer Fahrverzögerung,
beispielsweise bei einem Verkehrsunfall, die Verriegelung lösen und
das Bodenelement durch Absenkung des Fahrzeugsitzes durch eine Aussparung
im Fahrzeugboden hindurch nach unten Absenken und in Absenklage
arretieren. Dadurch wird der gesamte Fahrzeugsitz unter das Niveau
des Fahrzeugbodens aktiv abgesenkt und somit ein erweiterter Kopffreiraum
im Dachbereich geschaffen. Ein angeschnallter Sitzbenutzer kann
somit trotz einer crashbedingten Verlagerung des Kopfes nach vorne
oder nach hinten nicht mit Dachkonstruktionsteilen in Berührung kommen.
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Aus
der
DE 101 07 695
A1 ist ein Kraftfahrzeugsitz mit einem gegenüber einem
ersten Teil verstellbaren zweiten Teil bekannt. Zur Relativverstellung
der beiden Teile zueinander dient eine drehbare, durch einen Antrieb
antreibbare Spindel. Die Spindel weist ein oder mehrere Gewindebereiche
sowie zusätzliche
Endanschläge
im Endbereich der Gewinde zur Begrenzung der Verstellung auf. Des
Weiteren sind eine erste und eine zweite Spindelmutter auf der Spindel
angeordnet, wobei ein Gewinde der Spindelmuttern einem zugeordneten
Gewindebereich der Spindel entspricht. Um eine Verstellung der jeweiligen
Spindelmutter zu ermöglichen,
sind die erste bzw. zweite Spindelmutter bezüglich der Spindel zumindest
temporär
drehfest gelagert. Ist eine der Spindelmuttern dabei dauerhaft drehfest
gelagert, führt jede
Drehung der Spindel zu einer Verstellung der Spindelmutter entlang
der Spindel. Die Sitzhöhenverstellung
mittels der Spindel und den beiden Spindelmuttern eröffnet eine
besonders kompakte und platzsparende Bauweise.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
einen Kraftfahrzeugsitz der eingangs genannten Art eine verbesserte
Ausführungsform
anzugeben, die einen erhöhten
Insassenschutz bietet und bei der insbesondere Deformationsbewegungen
des Fahrzeugsitzes in einem Crashfall begrenzt werden sollen.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Kraftfahrzeug
mit einer Sitzhöhenverstellung,
welche zum Verstellen eines ersten Teils des Kraftfahrzeugsitzes
gegen einen zweiten Teil des Kraftfahrzeugsitzes ausgebildet ist,
zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des Kraftfahrzeugsitzes
wenigstens ein Crashelement anzuordnen, welches in ei nem Crashfall
eine Relativbewegung des ersten Teils gegen den zweiten Teil verhindert oder
zumindest behindert.
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Erfindungsgemäß ist hierzu
das Crashelement als Kolben-Zylinder-Aggregat
ausgebildet, wobei der Kolben mit dem ersten Teil des Kraftfahrzeugsitzes
und der Zylinder mit dem zweiten Teil des Kraftfahrzeugsitzes oder
umgekehrt verbunden ist. Um im Crashfall eine Relativbewegung des
ersten Teils gegen den zweiten Teil des Kraftfahrzeugsitzes zu verhindern
oder zumindest zu behindern ist in einer Zylinderwand des Crashelementes
eine Öffnung vorgesehen,
durch welche zumindest im Crashfall ein verzahntes Sperrelement
einer Sperreinrichtung mit einer am Kolben ausgebildeten Verzahnung
in sperrenden Eingriff bringbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung verhindert somit
eine gefährliche
Sitzverstellung während
eines Crashfalls und hält
dadurch Kopf-, Brust-, Becken- sowie Kniewerte der Fahrzeuginsassen
in einem Grenzbereich, wodurch Verletzungsrisiken reduziert werden
können.
Gleichzeitig hält
das erfindungsgemäße Crashelement
den Fahrzeugsitz und damit eine darauf sitzende und angeschnallte
Person in einer zu Sicherheitseinrichtungen, wie beispielsweise einem
Airbag, günstigen
Position, so dass durch die Erfindung die Fahrzeugsicherheit und
insbesondere der Insassenschutz erhöht werden können. Darüber hinaus gewährleistet
die Erfindung eine Fixierung der beiden Teile des Kraftfahrzeugsitzes
relativ zueinander während
eines Fahrzeugcrashes und macht dadurch eine aufwändige und
teure Sitzverstärkung, welche
alternativ die gleiche Aufgabe erfüllen würde, entbehrlich.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung ist
ein Befestigungspunkt des Zylinders oder des Kolbens am ersten Teil des
Kraftfahrzeugsitzes gleichzeitig ein Befestigungspunkt für ein Gurtschloss.
Dies bietet den Vorteil, dass die Kraft, welche bei einem Fahrzeugcrash auf
einen Fahrzeuginsassen und damit auf den Sicherheitsgurt bzw. das
Gurtschloss einwirkt, gleichgerichtet in das Crashelement eingeleitet
wird. Der Kraftfluss verläuft
dabei nahezu parallel zur Zug-/Druckrichtung des Kolbens und dadurch
besonders günstig,
ohne dass Querkräfte
in das Crashelement eingeleitet werden. Durch eine gelenkige Lagerung
des Crashelements sowohl am ersten Sitzteil als auch am zweiten
Sitzteil kann dieser Effekt zusätzlich
verstärkt
werden, da in diesem Fall, ähnlich einer
Pendelstütze,
keine Momente in das Crashelement eingeleitet werden können.
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Zweckmäßig kann
ein Crashsensor oder ein Pre-Crashsensor vorgesehen sein, welcher
im Crashfall oder im Pre-Crashfall das Sperrelement in dessen Sperrstellung
verstellt. Derartige Crashsensoren detektieren ein Unfallgeschehen
unmittelbar beim Crashfall oder, sofern sie als Pre-Crashsensoren ausgebildet
sind, bereits kurz vor dem eigentlichen Fahrzeugcrash. Dadurch wird
die Möglichkeit
geboten, die Sperreinrichtung rechtzeitig zu aktivieren, wodurch
die Fahrzeugsicherheit und insbesondere der Insassenschutz erhöht werden
können.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erfolgt ein Verstellen des
Sperrelements und damit ein Sperren der Sperreinrichtung mechanisch,
pyrotechnisch, elektrisch oder elektromagnetisch. Diese Aufzählung symbolisiert
dabei, die mit der Erfindung verbundenen breiten Ausgestaltungsmöglichkeiten
der Sperrelementverstellung und macht dadurch auch die praxisnahe
Anwendbarkeit aufgrund der hohen Flexibilität deutlich.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist zumindest ein Sicherungselement vorgesehen, welches
das Sperrele ment nach seiner Auslösung in dessen Sperrstellung
fixiert. Das Sicherungselement verhindert dabei ein Zurückverfahren des
Sperrelementes und gewährleistet
dadurch eine permanente Sperrstellung des Crashelementes. Durch
das Sicherungselement, welches beispielsweise als federbeaufschlagter
Sicherungsstift ausgebildet sein kann, wird ein unbeabsichtigtes
Verstellen des Sperrelementes in seine nichtsperrende Stellung verhindert.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
der Zeichnung und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Die
einzige 1 zeigt dabei eine Seitenansicht
auf ein erfindungsgemäßes Crashelement.
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In 1 ist
ein erster Teil 2 eines Kraftfahrzeugsitzes 1 sowie
ein damit über
ein Crashelement 4 verbundener zweiter Teil 3 des
Kraftfahrzeugsitzes 1 dargestellt. Der erste Teil 2 des
Kraftfahrzeugsitzes 1 kann dabei beispielsweise als Rahmen
einer Sitzfläche
ausgebildet sein, wogegen der zweite Teil 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 beispielsweise
einen Teil einer bodenseitigen Führung
bildet. Der Kraftfahrzeugsitz 1 ist über eine nicht gezeigte Sitzhöhenverstellung
höhenver stellbar,
indem der erste Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 1 gegen
den zweiten Teil 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 relativ
verstellt wird. Zwischen dem ersten Teil 2 und dem zweiten
Teil 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 ist dabei das
Crashelement 4 angeordnet, welches in einem Crashfall eine
Relativbewegung des ersten Teils 2 gegen den zweiten Teil 3 verhindert
oder zumindest behindert.
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Das
Crashelement 4 ist gemäß 1 als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet,
wobei dessen Kolben 5 mit dem ersten Teil 2 des
Kraftfahrzeugsitzes 1 und dessen Zylinder 6 mit
dem zweiten Teil 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 verbunden
ist. Der Kolben 5 des Crashelementes 4 ist gemäß 1 derart
mit dem ersten Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 1 gekoppelt,
dass es bei einer Sitzhöhenverstellung
zwangsläufig
zu einer Verstellung des Kolbens 5 in seiner Zug-/Druckrichtung 15 kommt.
Die Verstellung des Crashelementes 4 entlang seiner Zug-/Druckrichtung 15 erfolgt
bei einer Sitzhöhenverstellung
nahezu widerstandslos.
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Generell
ist denkbar, dass das Kolben-Zylinder-Aggregat einen im Querschnitt
im wesentlichen runden Kolben 5 bzw. Zylinder 6 aufweist,
wobei jedoch auch andere Querschnittsformen, beispielsweise eckige,
insbesondere rechteckige Querschnittsformen, vorstellbar sind. Das
Kolben-Zylinder-Aggregat ist demnach nicht zwangsläufig auf üblicher
Weise im Querschnitt runde Kolben und Zylinder beschränkt, sondern
dient lediglich der Beschreibung eines teleskopierbaren Crashelementes 4.
Das erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Aggregat
bietet darüber
hinaus in seiner Zug-/Druckrichtung 15 eine zuverlässige Führung, wodurch
zusätzliche
Führungselemente,
wie sie beispielsweise bei lediglich in Zugrichtung stabilen Crashelementen
erforderlich wären, entfallen
können.
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In
einer Zylinderwand 7 des Zylinders 6 ist eine Öffnung 8 vorgesehen,
durch welche zumindest im Crashfall ein verzahntes Sperrelement 9 einer Sperreinrichtung 10 durch
Verstellen entlang einer Verstellrichtung 16 mit einer
am Kolben 5 ausgebildeten Verzahnung 11 in sperrenden
Eingriff bringbar ist. Der Kolben 5 stützt sich dann über das
Sperrelement 9 am Zylinder 6 ab. Durch den sperrenden
Eingriff wird eine Relativbewegung des ersten Teils 2 des Kraftfahrzeugsitzes 1 gegen
den zweiten Teil 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 verhindert
oder zumindest behindert, so dass eine gefährliche Sitzverstellung während eines
Crashfalles und damit verbunden ein erhöhtes Verletzungsrisiko reduziert
werden können.
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Entsprechend 1 ist
am Zylinder 6 ein Befestigungspunkt 12 angeformt
oder ausgebildet, mit welchem dieser entweder am ersten Teil 2 oder
am zweiten Teil 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1, hier
am zweiten Teil 3, drehbar befestigt ist. Die Befestigung des
Zylinders 6 an einem Teil 2, 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 kann
dabei über
geeignete, nicht dargestellte Befestigungselemente, beispielsweise
Schraubelemente, erfolgen. Die beiderseitige drehbare Befestigung
des Crashelementes 4 an den beiden Teilen 2 und 3 des
Kraftfahrzeugsitzes 1 gewährleistet die Lagerung des
Crashelementes 4 als Pendelstütze, wodurch eine Momenteneinleitung
in das Crashelement 4 verhindert wird. Gleichzeitig wird
hierdurch erreicht, dass ein auf das Crashelement 4 wirkender
Kraftfluss im wesentlichen parallel zur Zug-/Druckrichtung 15 verläuft.
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Günstigerweise
ist der Befestigungspunkt 12 des Kolbens 5 oder
des Zylinders 6, hier des Kolbens 5, am ersten
Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 1 gleichzeitig
ein Befestigungspunkt 12' für ein Gurtschloss 13.
Durch diese besonders günstige
Ausgestaltung wird eine verbesserte Krafteinleitung über das
Gurtschloss 13 direkt in das Crashelement 4 erreicht, ohne dass
die Kräfte
vorab umgelenkt werden müssen
und dadurch weitere ungünstige
Belastungen entstehen. Gleichzeitig wird dadurch ermöglicht, dass
sowohl für
die Anbindung des Gurtschlosses 13 am ersten Teil 2 des
Kraftfahrzeugsitzes 1 als auch für die Anbindung des Kolbens 5 am
ersten Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 1 ein und
derselbe Befestigungspunkt 12' verwendet wird und dadurch Fertigungszeiten
bzw. Produktionskosten eingespart werden können.
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Gemäß 1 ist
die Sperreinrichtung 10 an einer Außenseite des Zylinders 6 angeordnet.
Denkbar ist hierbei, dass die Sperreinrichtung 10 einseitig am
Zylinder 6 angeordnet ist oder aber zwei Sperreinrichtungen 10 jeweils
gegenüberliegend
an den Außenseiten
angeordnet sind.
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Eine
Verstellung des Sperrelementes 9 in seine sperrende Stellung
kann dabei mechanisch z.B. über
eine selbsthemmende Reibungskupplung, pyrotechnisch, beispielsweise über eine
Zündkapsel, elektrisch,
beispielsweise über
einen elektrischen Stellantrieb, oder elektromagnetisch, beispielsweise über einen
Elektromagneten, erfolgen. Um eine möglichst frühzeitige Verstellbewegung des
Sperrelementes 9 entlang seiner Verstellrichtung 16 und
damit eine Sperrung der Sperreinrichtung 10 zu bewirken,
kann zusätzlich
ein nicht dargestellter Crashsensor vorgesehen sein, welcher im
Crashfall das Sperrelement 9 in dessen Sperrstellung verstellt.
Alternativ kann auch ein Pre-Crashsensor vorgesehen sein, welcher
bereits kurz vor einem Crashfall das Sperrelement 9 in
dessen Sperrstellung verstellt.
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Des
Weiteren ist denkbar, dass das Sperrelement 9 permanent
in seiner Sperrstellung ist und nur bei einer Sitzhöhenverstellung
in eine nicht sperrende Stellung entgegen der Verstellrichtung 16 verrückt ist.
Dies bietet den Vorteil, dass das Sperrelement 9 und damit
das Crashelement 4 stets eine Relativbewegung des ersten
Teils 2 gegen den zweiten Teil 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 behindert
bzw. verhindert und diese lediglich bei einer gewünschten Sitzhöhenverstellung
zulässt.
Hierdurch können Crashsensoren
oder Pre-Crashsensoren entfallen, wodurch zusätzliche Kostenvorteile realisiert
werden können.
Gleichzeitig bietet diese Ausgestaltungsform eine erhöhte Fahrzeugsicherheit,
da ein Versagen im Crashfall verhindert werden kann.
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Generell
kann zumindest ein Sicherungselement 14 vorgesehen sein,
welches das Sperrelement 9 nach seiner Auslösung in
dessen Sperrstellung fixiert. Ein derartiges Sicherungselement 14 kann
beispielsweise ein federbeaufschlagter Sicherungsbolzen sein, welcher
nach einer Verstellbewegung des Sperrelementes 9 in seiner
Verstellrichtung 16 zwischen eine Wand der Sperreinrichtung 10 und
dem Sperrelement 9 einfährt
und dadurch eine Verstellung des Sperrelementes 9 entgegen
der Verstellrichtung 16 verhindert. Ein derartiges Sicherungselement 14 ist
dabei besonders vorteilhaft, wenn der Kolben 5 im Crashfall
durch seine in Zugrichtung 15 wirkende Kraft über die
Verzahnung 11 eine auf das Sperrelement 9 rückstellend
wirkende Kraft übertragen
würde.
Eine derartige Übertragung
einer Rückstellkraft
auf das Sperrelement 9 kann alternativ über eine besondere Ausgestaltung
der Verzahnung 11, beispielsweise als Sägezahn-Verzahnung, unterbunden
werden. Bei einer Ausbildung als Sägezahn-Verzahnung überträgt der Kolben 5 aufgrund
einer in Zugrichtung 15 wirkenden Kraft keine quer dazu
in Verstellrichtung 16 wirkenden Kräfte auf das Sperrelement 9.
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Denkbar
ist auch, dass das Crashelement 4 eine Verstellung in Druckrichtung
ermöglicht,
jedoch eine Verstellung in Zugrichtung 15 sperrt. Darüber hinaus
könnte
eine Stelleinrichtung vorgesehen sein, welche im Crashfall oder
im Pre-Crashfall auch bei aktiviertem Crashelement 4 eine
Verstellung des Fahrzeugsitzes 1 in eine abgesenkte Position
bewirkt und dadurch einen vergrößerten Kopffreiraum schafft.
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Zusammenfassen
lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt
charakterisieren:
Die Erfindung sieht ein Crashelement 4 vor,
welches zwischen einem ersten Teil 2 und einem zweiten
Teil 3 eines Kraftfahrzeugsitzes angeordnet ist und welches
im Crashfall eine Relativbewegung der beiden Teile 2 und 3 zueinander
verhindert oder zumindest behindert. Das Crashelement 4 ist
hierbei als Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet, wobei der Kolben 5 mit
dem ersten Teil 2 und der Zylinder 6 mit dem zweiten
Teil 3 des Kraftfahrzeugsitzes 1 verbunden ist.
Um das Crashelement 4 zumindest im Crashfall zu sperren,
ist in einer Zylinderwand 7 eine Öffnung 8 vorgesehen,
durch welche ein verzahntes Sperrelement 9 einer Sperreinrichtung 10 mit
einer am Kolben 5 ausgebildeten Verzahnung 11 zumindest
im Crashfall in sperrenden Eingriff bringbar ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird der
auf dem Fahrzeugsitz 1 angeschnallte Fahrzeuginsasse im
Crashfall in einer günstigen
Position gehalten und dadurch das Risiko von Verletzungen vermindert.
Gleichzeitig kann auf eine aufwändig
und teurere Sitzverstärkung,
welche bezüglich
der Verstellbewegung im Crashfall die gleiche Funktion erfüllen würde, verzichtet
werden, so dass Kostenvorteile realisiert werden können.