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Die
Erfindung betrifft eine Sitzrückhalteeinrichtung.
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Aus
der deutschen Patentschrift
DE 198 60 234 C1 ist ein Fahrzeugsitz bekannt,
dessen Sitzteil über
eine mehrere Federn umfassende Federanordnung schwingbeweglich an
einem Sitzuntergestell abgestützt
ist. An dem bekannten Fahrzeugsitz ist eine Verriegelungsmechanik
vorgesehen, mit der bei Bedarf die Schwingbeweglichkeit des Sitzteils
gegenüber
dem Sitzuntergestell weitestgehend aufgehoben werden kann. Hierzu
ist jeweils eine Zahnstange an Kurbeln gelagert, die bei Bedarf,
beispielsweise bei einem Unfall, mit korrespondierenden Sperrmitteln
an den hinteren Aufnahmen von Sitzbügeln in Eingriff gebracht sind
und somit eine Festlegung des Sitzteils am Sitzuntergestell erreichen.
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Aus
der europäischen
Patentanmeldung
EP 1
215 414 A1 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, der mit einem
Kolben-Zylinderaggregat verstellt werden kann. Das Kolben-Zylinderaggregat
ist zwischen einer Rückenlehne
und einem Basisteil angeordnet. Ein weiteres willkürlich blockierbares
Kolben-Zylinderaggregat ist dem Kolben-Zylinderaggregat funktional
parallel geschaltet. Bei einer großen Verzögerung wirkt die Massenträgheit einer
auf einem Sitz befindlichen Person gegen die Rückenlehne, wodurch die Kolbenstangen
beider Kolben- Zylinderaggregate
rasch beschleunigt werden. Unabhängig
von der Auslösestellung
des Kolben-Zylinderaggregats wird das Kolben-Zylinderaggregat aufgrund
des großen
Staudrucks in einem Arbeitsraum in eine Blockierstellung gebracht.
Aus dem US-Patent
US 4,090,580 ist
eine Kolben-/Zylindereinrichtung bekannt, deren Kolben an einem
Fahrzeugsitz befestigt ist und bei einem Unfall eine Bewegung des
Sitzes verhindert. Aus der deutschen Patentschrift
DE 545 334 ist eine Flüssigkeitsbremse
für Karren
mit hebbarer Plattform bekannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine einfache und kostengünstige Sitzrückhalteeinrichtung,
insbesondere für
Kraftfahrzeuge, zu schaffen, die eine definierte Verschiebegeschwindigkeit
eines Sitzes ermöglicht
und dessen Bewegung bei einem Unfall verhindert.
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Die
Aufgabe wird durch eine Sitzrückhalteeinrichtung
gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Wenn
die Arbeitsraumentlastungsöffnung
offen ist, dann kann ein in dem Zylinder enthaltenes Medium durch
die Arbeitsraumentlastungsöffnung strömen, so
dass sich der Kolben in dem Zylinder bewegen kann. In diesem Zustand
der Sitzrückhalteeinrichtung
kann sich der mit dem Kolben gekoppelte Sitz relativ zu der Sitztragstruktur
bewegen. Wenn eine große
Beschleunigungskraft auf den Kolben wirkt, dann wird die Arbeitsraumentlastungsöffnung durch
das Schließelement
verschlossen. In diesem Zustand der Sitzrückhalteeinrichtung kann sich
der mit dem Kolben gekoppelte Sitz nicht mehr relativ zu der Sitztragstruktur
bewegen. Dadurch wird bei einem Unfall die Wirkung eines dem Sitz
zugeordneten Sicherheitsgurtsystems verbessert. Der Sitz wird unter
einer weitgehenden Aufhebung seiner Schwingbeweglichkeit an der
Sitztragstruktur festgelegt. Über die
Kolbenstange wird der Kolben mit dem Sitz gekoppelt. Der Zylinder
und die Kolbenstange sind so angeordnet, dass die Kolbenstange bei
einem Unfall auf Zug belastet wird.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Sitzrückhalteeinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement die Gestalt einer
Kreisringscheibe aufweist, die in einem von dem Kolben in dem Zylinder
begrenzten Arbeitsraum auf der Kolbenstange geführt ist. Der Arbeitsraum ist
vorzugsweise mit einem inkompressiblen Medium gefüllt. Das
inkompressible Medium lässt
eine Bewegung des Kolbens erst dann zu, wenn ein Teil des inkompressiblen
Mediums durch die Arbeitsraumentlastungsöffnung in dem Kolben aus dem
Arbeitsraum entweichen kann.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Sitzrückhalteeinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Schließelements kleiner
als der Innendurchmesser des Zylinders ist. Der zwischen dem Schließelement
und dem Zylinder vorhandene Ringspalt ermöglicht einen definierten Durchtritt
eines in dem Arbeitsraum enthaltenen Mediums, solange das Schließelement
nicht die Arbeitsraumentlastungsöffnung
in dem Kolben verschließt.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Sitzrückhalteeinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolben und dem Schließelement eine
Druckfedereinrichtung angeordnet ist. Die Druckfedereinrichtung
dient dazu, das Schließelement
im normalen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs so von dem Kolben
beabstandet zu halten, dass die mindestens eine Arbeitsraumentlastungsöffnung in
dem Kolben, die den Arbeitsraum mit einem Ausgleichsraum verbindet,
nicht durch das Schließelement
verschlossen wird. Dadurch wird eine relativ langsame Bewegung des
Kolbens, des durch die Federeinrichtung von dem Kolben beabstandeten Schließelements
und des mit dem Kolben ge koppelten Sitzes ermöglicht, um zum Beispiel die
Sitzhöhe zu
verstellen. Wenn der Kolben und das durch die Federeinrichtung von
dem Kolben beabstandete Schließelement,
zum Beispiel aufgrund einer starken Beschleunigung des Sitzes, schnell
bewegt werden, dann kommt das Schließelement so an dem Kolben zur
Anlage, dass die Arbeitsraumentlastungsöffnung in dem Kolben verschlossen
wird und das druckbeaufschlagte Medium in dem Arbeitsraum eine weitere Bewegung
des Kolbens verhindert. Dadurch wird der Sitz relativ zu der Sitztragstruktur
fixiert.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Sitzrückhalteeinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder von einem Druckrohr
gebildet wird, dessen eines Ende durch einen Boden verschlossen ist.
Das verschlossene Ende des Druckrohrs ist vorzugsweise mit Hilfe
eines Gelenkauges an die Sitztragstruktur des Kraftfahrzeugs angelenkt.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Sitzrückhalteeinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende des Druckrohrs
durch einen Deckel verschlossen ist, der ein zentrales Durchgangsloch
aufweist, durch das die Kolbenstange geführt ist. Die Schnittstelle
zwischen Deckel und Kolbenstange muss so gestaltet sein, dass das
in dem Arbeitsraum enthaltene Medium nicht über diese Schnittstelle entweichen
kann.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Sitzrückhalteeinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitsraum ein Hydraulikmedium
aufgenommen ist. Bei dem Hydraulikmedium handelt es sich vorzugsweise
um Hydrauliköl.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung,
in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
im Einzelnen beschrieben ist.
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In
der beiliegenden Figur ist eine Sitzrückhalteeinrichtung im Längsschnitt
dargestellt. Die Sitzrückhalteeinrichtung
umfasst einen Zylinder, der von einem Druckrohr 1 gebildet
wird, das die Gestalt eines Kreiszylindermantels aufweist. Ein Ende
des Druckrohrs 1 ist durch einen kreisscheibenförmigen Boden 2 verschlossen.
An dem Boden 2 des Druckrohrs 1 ist ein Gelenkauge 3 befestigt,
das dazu dient, das Druckrohr 1 an einer (nicht dargestellten) Sitztragstruktur
anzulenken.
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Das
andere Ende des Druckrohrs 1 ist durch einen Deckel 5 verschlossen.
In dem Druckrohr 1 ist ein Kolben 6, der im Wesentlichen
die Gestalt einer Kreisscheibe aufweist, hin und her bewegbar aufgenommen.
Von dem Kolben 6 geht eine Kolbenstange 7 aus,
die durch ein zentrales Durchgangsloch 8 in dem Deckel 5 hindurchgeführt ist
und an deren Ende ein Gelenkauge 11 ausgebildet ist. Das
Gelenkauge 11 ist im eingebauten Zustand der Sitzrückhalteeinrichtung
an einem (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugsitz angelenkt.
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In
dem Kolben sind zwei Durchgangslöcher 9, 10 ausgespart,
die auch als Arbeitsraumentlastungsöffnungen bezeichnet werden.
Durch den Kolben 6 wird der Innenraum des Zylinders 1 in
einen Ausgleichsraum 12 und einen Arbeitsraum 14 unterteilt.
In dem zur Umgebung nach außen
abgeschlossenen Innenraum des Zylinders, also sowohl in dem Ausgleichsraum 12 als
auch in dem Arbeitsraum 14, ist Hydraulikmedium enthalten.
Der Arbeitsraum 14 ist zur Umgebung hin geschlossen und
steht nur über die
Durchgangslöcher 9 und 10 mit
dem Ausgleichsraum 12 in Verbindung.
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In
dem Arbeitsraum 14 ist an der Kolbenstange 7 eine
Schließscheibe 16 hin
und her bewegbar geführt.
Die Schließscheibe 16 hat
die Gestalt einer Kreisringscheibe mit einem zentralen Durchgangsloch 17.
Der Außendurchmesser
der Schließscheibe 16 ist
etwas kleiner als der Innendurchmesser des Druckrohrs 1,
so dass sich zwischen dem Druckrohr 1 und der Schließscheibe 16 ein
Ringspalt 20 ergibt, durch den Hydraulikmedium von einer
Seite der Schließscheibe
zu der anderen Seite der Schließscheibe 16 gelangen
kann. Zwischen der Schließscheibe 16 und
dem Kolben 6 ist eine Druckfeder 23 angeordnet.
Durch die Druckfeder 23 wird die Schließscheibe 16 in einem
vorbestimmten Abstand zu dem Kolben 6 gehalten. Wenn die
Druckkraft der Druckfeder 23 überwunden wird, dann kann die Schließscheibe 16 an
dem Kolben 6 zur Anlage kommen. Die Abmessungen der Schließscheibe 16 sind so
gewählt,
dass die Schließscheibe 16 die
Durchgangslöcher 9 und 10 in
dem Kolben 6 verschließt, wenn
die Schließscheibe 16 an
dem Kolben 6 zur Anlage kommt.
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Wenn
die Kolbenstange, wie durch einen Pfeil 25 angedeutet ist,
langsam aus dem Druckrohr 1 herausgezogen wird, dann strömt das in
dem Arbeitsraum 14 enthaltene Hydraulikmedium am äußeren Rand
der Schließscheibe 16 vorbei
durch den Ringspalt 20. Von dem Ringspalt 20 gelangt
das Hydraulikmedium durch die Durchgangslöcher 9, 10 in den
Ausgleichsraum 12. Der Kolben 6 kann sich also langsam
in Richtung des Pfeils 25 bewegen.
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Bei
einem starken Zug an der Kolbenstange 7 in Richtung des
Pfeils 25 entsteht bei der Umströmung der Schließscheibe 16 ein
Staudruck, der dazu führt,
dass die Schließscheibe 16 entgegen
dem Druck der Druckfeder 23 an den Kolben 6 gedrückt wird.
Dabei wird der Volumenstrom durch den Ringspalt 20 und
die Durchgangslöcher 9, 10 reduziert. Wenn
die Kraft an der Schließscheibe 16,
die aus dem Druck des Hydraulikmediums in dem Arbeitsraum 14 resultiert,
die Druckkraft der Druckfeder 23 übersteigt, dann verschließt die Schließscheibe 16 die
Durchgangslöcher 9 und 10 in
dem Kolben 6 vollständig
und der Volumenstrom von dem Arbeitsraum 14 in den Ausgleichsraum 12 wird
unterbrochen. Dies hat ein sofortiges Blockieren der Kolbenstange 7 zur Folge.
Der Kolben 6 und der mit dem Kolben 6 gekoppelte
Sitz können
keine Bewegung mehr in Richtung des Pfeils 25 ausführen.
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Die
Schließscheibe 16 ist
in axialer Richtung durch eine Arretierscheibe 30 fixiert,
die auf der dem Boden 2 abgewandten Seite der Schließscheibe 16 an
der Kolbenstange 7 in axialer Richtung fixiert ist. Die
Arretierscheibe 30 verhindert, dass die Schließscheibe 16 im
Betrieb der Sitzrückhalteeinrichtung
in Richtung des Deckels 5 wandert.
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Die
Sitzrückhalteeinrichtung,
die auch als hydraulischer Stopper oder Dämpfer bezeichnet werden kann,
dient dazu, bei einer impulsartigen Belastung in Zugrichtung eine
starre Verbindung in der Sitzhöhenverstellung
herzustellen. Beim normalen Verstellen der Sitzhöhe mit geringer Geschwindigkeit kann
das Hydraulikmedium, insbesondere das Öl, in dem Zylinder 1,
der auch als Dämpfer
bezeichnet werden kann, durch die Durchgangslöcher 9, 10,
die auch als Kolbendüsen
bezeichnet werden, von dem Arbeitsraum 14 in den Ausgleichsraum 12 strömen. Der
sich dabei aufbauende Staudruck reicht nicht aus, um mit der Schließscheibe 16,
die auch als Platte bezeichnet wird, die Durchgangslöcher 9, 10,
die auch als Überströmdüsen bezeichnet
werden, zu verschließen.
Zum Verschließen
muss die Federkraft der Druckfeder 23 überwunden werden.
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Wenn
eine schlagartige Belastung auf den Dämpfer aufgebracht wird, indem
zum Beispiel schnell an dem Gelenkauge 11 in Richtung des
Pfeils 25 gezogen wird, dann reicht der Ringspalt 20 nicht mehr
für den
Volumenstrom aus und der Staudruck auf die Schließscheibe 16 wird
so hoch, dass diese von den Druckfedern 23 nicht mehr auf
Abstand gehalten werden kann und somit die Schließscheibe 16 die
Durchgangslöcher 9, 10 verschließt. Da das
Hydraulikmedium in dem Arbeitsraum 14 nicht komprimiert
werden kann, wird das System starr und versteift damit die Konstruktion.
Ein Bewegen des Sitzes wird verhindert.