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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Fahrzeugsitz und
spezieller einen Fahrzeugsitz mit einem aktiven Kopfstützensystem.
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Herkömmliche
Fahrzeugsitzkonstruktionen des Typs, der üblicherweise auf dem zugehörigen Gebiet
gefunden wird, enthalten typischerweise eine Rückenlehnenanordnung, eine untere
Sitzanordnungen, einen Stützmechanismus,
einen manuellen oder angetriebenen Einstellmechanismus zum Einstellen einer
Anzahl von Positionen entweder der Rückenlehne oder der unteren
Sitzanordnung sowie eine Anzahl von Sicherheitsmerkmalen einschließlich Insassenbeschränkungs-einrichtungen
wie Sitzgurte. Die Rückenlehnenanordnung
enthält
auch eine Kopfstütze
oder Kopfbeschränkung,
die typischerweise an dem Kopfende oder oberen Ende der Rückenlehne befestigt
ist.
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Im
Zusammenhang mit der Fahrzeugsitzkonstruktion gibt es ein andauerndes
Bemühen,
die Sicherheit des Fahrzeuginsassen im Falle einer Kollision am
rückwärtigen Ende
zu verbessern. Spezieller setzt sich ein andauerndes Bemühen fort,
Sicherheitsmechanismen anzugeben, die die Wahrscheinlichkeit einer
Verletzung im Bereich des Nackens eines Insassen verringern. Im
Falle einer rückwärtigen Endkollision
wird der Insasse gegen den Sitz gezwängt und kann einem großen Energieimpuls
ausgesetzt sein. Unter solchen Umständen können Becken, Lende und Schulter
oder Brustbereiche des Insassen eine Kraft auf die Rückenlehne
ausüben,
und es gibt oft eine Trennung zwischen den Hals- und Kopfbereichen
des Insassen und der Kopfstütze.
In Abhängigkeit
von der Kraft der rückwärtigen Endkollision
kann diese Trennung schnell und stark durch die Bewegung des oberen
Torso, Hals und Kopf den Passagiers in Richtung der Rückenlehne
in einem Fall geschlossen werden, der allgemein als „whiplash" bekannt ist. Somit
hat es eine andauernde Bemühung
gegeben, dieses Problem in dem Kontext der Fahrzeugsitzsicherheit
zu lösen.
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In
der Vergangenheit war die Kopfstütze
eine relativ statische Vorrichtung, die typischerweise nach oben
und nach unten bewegbar und leicht kippbar war, jedoch üblicherweise
in Verbindung mit Einstellungen, die für den Komfort jedes vorgegebenen
Insassen des Sitzes während
normaler Fahrtbedingungen gemacht werden. Um jedoch die Probleme
zu lösen,
die während
einer rückwärtigen Endkollision auftreten,
sind dynamische oder aktive Kopfstützenmechanismen auf dem betreffenden
Gebiet vorgeschlagen worden.
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Beispielsweise
offenbart das US-Patent Nr. 5,938,279, erteilt für Schubring et. al und übertragen auf
den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung, eine dynamische
Fahrzeugkopfstützenanordnung,
die so aufgebaut ist, daß die
Größe der Trennung
zwischen den Insassen und der Kopfstütze im Falle einer rückwärtigen Endkollision
reduziert ist. Die Kopfstützenanordnung
enthält
eine Aufprall- oder Zielplatte, die von dem Rückenlehnenrahmen in dem allgemeinen
Bereich gehalten ist, die dem Brust- oder Schulterbereich des Insassen
entspricht. Die Aufprallplatte ist drehbar an einem Gestänge gehalten,
das mit der Kopfstütze
verbunden ist. Im Falle einer rückwärtigen Endkollision
betätigt
die Kraft des Insassen auf die Zielplatte das Gestänge um die Kopfstütze in Richtung
des Kopfs des Insassen zu bewegen, wodurch die Größe der Trennung
zwischen dem Insassen und der Rückenlehne
reduziert wird.
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Während die
dynamischen Kopfstützensysteme
des auf dem zugehörigen
Gebiet bekannten Typs eine Verbesserung gegenüber zuvor bekannten statischen
Kopfstützen
waren, bleibt ein Bedürfnis auf
dem Gebiet, die Energie besser zu absorbieren und abzuleiten, die
durch die Kraft entsteht, die auf die Rückenlehne im Falle einer rückwärtigen Endkollision
einwirkt, speziell in den Hüft-
und Lendenbereichen, die allgemein entfernt von der Kopfstütze sind.
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US-Patent
Nr. 6,565,150, übertragen
auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung, offenbart einen
Fahrzeugsitz mit einer aktiven Kopfstütze, die so konstruiert ist,
daß sie
dieses Problem anspricht. Spezieller hat der Sitz eine Drehstützanordnung,
die an dem Rückenlehnenrahmen
befestigt und operativ mit der Kopfstütze verbunden ist, so daß sich die
Kopfstütze
im Falle einer rückwärtigen Endkollision
zu dem Insassen bewegt. Die Drehstützanordnung enthält eine
untere Aufprallplatte, die in den Hüft- und Lendenbereichen angeordnet
ist, um die Kräfte
abzuleiten, die zuerst in diesem Bereich auf die Rückenlehne übertragen
werden. Die untere Prallplatte ist mit einer Reaktionsplatte verbunden, die
drehbar an der Rückenlehne
befestigt ist. Die Kopfstütze
ihrerseits ist an der Reaktionsplatte befestigt.
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Während die
auf dem Gebiet bekannten dynamischen Kopfstützensysteme allgemein für ihre beabsichtigten
Zwecke gearbeitet und die Sicherheit verbessert haben, verbleibt
ein Bedürfnis
nach einer Fahrzeugsitzanordnung, die effektiver und schneller Kräfte von
dem Insassen auf das Kopfstützensystem zur
effektiveren Betätigung
der Kopfstütze
zu dem Insassen während
einer Kollision überträgt. Es bleibt auch
ein Bedürfnis
nach einer Fahrzeugsitzanordnung mit einem aktiven Kopfstützensystem,
das weniger teuer, leichter und einfacher zu montieren ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Nachteile des Standes der Technik werden in einer Fahrzeugsitzanordnung
vermieden, die einen Rückenlehnenrahmen
und ein aktives Kopfstützensystem
aufweist, das operativ von dem Rückenlehnenrahmen
gehalten ist. Das aktive Kopfstützensystem
enthält
ein oberes Zubehör,
das beweglich an dem Rückenlehnenrahmen
befestigt ist, und eine Kopfstütze,
die an dem oberen Zubehör
befestigt ist. Das aktive Kopfstützensystem
enthält
ferner ein unteres Zubehör,
das operativ an dem oberen Zubehör
befestigt ist. Das untere Zubehör
ist betätigbar, sich
zu dem oberen Zubehör
als Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft zu bewegen, die auf das
untere Zubehör
einwirkt, und auf das obere Zubehör einzuwirken, um die Kopfstütze zu dem
Insassen zu bewegen.
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Auf
diese Weise sieht die vorliegende Erfindung ein aktives Kopfstützensystem
vor, das besser auf Kräfte
anspricht, die von dem Insassen auf die Rückenlehne ausgeübt werden.
Die Fahrzeugsitzanordnung überträgt wirkungsvoller
und schneller Kräfte
von dem Insassen auf die Kopfstütze
zur effektiveren Betätigung
der Kopfstütze
zu dem Insassen, wodurch der Insasse während einer rückwärtigen Endkollision
besser abgestützt
ist. Schließlich
löst die Fahrzeugsitzanordnung
der vorliegenden Erfindung diese spezifischen Probleme in einem
System, das relativ wirkungsvoll, von leichtem Gewicht, robust und
kosteneffektiv ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Vorteile der Erfindung sind vollständig zu würdigen und besser verständlich aus
der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den
beigefügten
Zeichnungen, wobei:
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1 eine
Seitenansicht einer Fahrzeugsitzanordnung der vorliegenden Erfindung
ist, dargestellt im Verhältnis
zu einem schematisch gezeigten Insassen der Fahrzeugsitzanordnung;
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2 eine
perspektivische Frontansicht einer Ausführungsform der Fahrzeugsitzanordnung der
vorliegenden Erfindung mit einem aktiven Kopfstützensystem ist;
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3 eine
perspektivische Rückansicht
der Fahrzeugsitzanordnung ist, die in 2 gezeigt
ist;
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4 eine
perspektivische Seitenansicht des oberen Endes der Fahrzeugsitzanordnung
ist, die in 2 gezeigt ist, und
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5 eine
perspektivische Seitenansicht des unteren Endes der Fahrzeugsitzanordnung
ist, die in 2 gezeigt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen, in denen dieselben Bezugszeichen verwendet
werden, um gleiche Strukturen in den Figuren zu bezeichnen, ist
eine Fahrzeugsitzanordnung der vorliegenden Erfindung allgemein
mit 10 in 1 bezeichnet. Die Fahrzeugsitzanordnung 10 enthält eine
Rückenlehne,
allgemein mit 12 bezeichnet, und eine untere Sitzanordnung,
allgemein mit 14 bezeichnet, die auf einem Sitzschienenmechanismus 16 gelagert
ist, wie dies allgemein auf dem Gebiet bekannt ist. Die Rückenlehne 12 kann
schwenkbar mit der unteren Sitzanordnung 14 mittels eines
Trägers 18 über einen
Gelenkpunkt 20 verbunden sein, die einen Teil des Sitzschienenmechanismus 16 bilden.
Auf diese Weise ist die Fahrzeugsitzanordnung 10 in der
Lage auf mehrere Arten zu stützen
oder einzustellen, die auf dem Gebiet bekannt sind. Zusätzlich zu
diesen gemeinsamen Elementen kann die Sitzanordnung 10 der
vorliegenden Erfindung verschiedene Steuer- und Beschränkungssysteme
wie Sitzgurte etc. haben, die nicht gezeigt, jedoch auf dem Gebiet
gut bekannt sind.
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Ein
Insasse, allgemein mit 24 bezeichnet, ist stichpunktiert
gezeigt, wie er auf der Fahrzeugsitzanordnung 10 sitzt.
Der Insasse 24 hat einen Hüftbereich 26, der
nahe der unteren Sitzanordnung 14 und dem unteren Ende
der Rückenlehne 12 ist.
Der Insasse 24 hat einen Lendenbereich 28 über dem
Hüftbereich 26 und
einen Schulter- oder Brustbereich 30 über den Lendenbereich 28.
Außerdem
hat der Insasse 24 einen Kopf- und Halsbereich 32 über dem Brustbereich 30.
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Die
Fahrzeugsitzanordnung 10 enthält ferner ein aktives Kopfstützensystem,
das allgemein mit 34 bezeichnet und operativ von der Rückenlehne 12 gehalten
ist. Das aktive Kopfstützensystem 34 enthält eine
Kopfstütze 35 nahe
dem Kopf- und Halsbereich 32 des
Insassen 24. Die Kopfstütze 36 kann
in einer aufrechten Position positioniert werden (durchgezogen in 1 gezeigt)
und sie kann in einer operativen Position positioniert werden (in 1 strichpunktiert
gezeigt), wobei die Kopfstütze 36 nach
vorne und nach oben geschwenkt ist, zu dem Kopf- und Halsbereich 32 des
Insassen 24. Im Falle einer rückwärtigen Endkollision können die
hervorgerufenen Kräfte
bewirken, daß der
Insasse 24 allgemein rückwärts zu der
Rückenlehne 12 bewegt
wird. Wie weiter unten in näheren
Einzelheiten beschrieben wird, werden Kräfte von dem Insassen 24 auf
die Rückenlehne 12 auf
das aktive Kopfstützensystem 34 übertragen, um
schließlich
die Kopfstütze 36 aus
der aufrechten Position in die operative Position zu dem Kopf- und Halsbereich 32 des
Insassen 24, zu bewegen. Diese Bewegung der Kopfstütze 36 stützt den
Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 24, während der
rückwärtigen Endkollision
besser ab und reduziert die Wahrscheinlichkeit einer whiplash-Verletzung.
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Mit
Bezug auf die 2 bis 5 ist die
Rückenlehne 12 der
Fahrzeugsitzanordnung 10 in näheren Einzelheiten gezeigt.
Die Fahrzeugsitzanordnung 10 enthält einen Rückenlehnenrahmen, der allgemein
mit 38 bezeichnet ist. Der Rückenlehnenrahmen 38 enthält ein Paar
Seitenrahmenelemente 40, die in einer allgemein vertikalen
Ausrichtung angeordnet und horizontal relativ zueinander beabstandet sind.
Der Rückenlehnenrahmen 38 enthält ferner obere
und untere Querelemente 42, 44, die sich horizontal
zwischen dem Paar der Seitenrahmenelemente 40 erstrecken.
Auf diese Weise begrenzt der Rückenlehnenrahmen 38 eine
Vorderseite 46 und eine Rückseite 48 der Rückenlehne 12.
Der Rückenlehnenrahmen 38 kann
eine „Einkörper"-Konstruktion haben,
bei der die Seitenrahmenelemente 40 sowie das obere und
das untere Querelement 42, 44 integral geformt
sind. Außerdem
kann der Rückenlehnenrahmen 38 aus
getrennten Bauteilen montiert sein, die die Seitenrahmenelemente 40 und
das obere und das untere Querelement 42, 44 bilden,
die dann verschweißt
oder auf andere Weise dauerhaft aneinander befestigt werden. Somit
ist auch aus der folgenden Beschreibung für den Fachmann ersichtlich,
daß mehrere
verschiedene Mittel zum operativen Verbinden der Bauteile des Rückenlehnenrahmens 38 verwendet
werden können,
ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wie
in den 2 bis 5 gezeigt ist, enthält das aktive
Kopfstützensystem 34 allgemein
ein oberes Zubehör,
allgemein bezeichnet mit 50, und ein unteres Zubehör, allgemein
mit 52 bezeichnet. Das obere Zubehör 50 ist beweglich
an dem Rückenlehnenrahmen
befestigt, so daß es
nahe dem oberen Querelement 42 des Rückenlehnenrahmens 38 angeordnet
ist. Die Kopfstütze 36 ist
an dem oberen Zubehör 50 befestigt,
so daß sie
nahe dem Kopf- und Halsbereich 34 des Insassen 24 angeordnet
ist. Ferner ist das untere Zubehör 52 darunter
angeordnet und operativ an dem oberen Zubehör 50 befestigt, so daß es nahe
den Hüft-,
Lenden- und Brustbereichen 26, 28, 30 des
Insassen 24 angeordnet ist. Wie weiter unten in näheren Einzelheiten
beschrieben wird, ist das untere Zubehör 52 betätigbar,
um sich zu dem oberen Zubehör 50 als
Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft, die auf das untere Zubehör 52 einwirkt, zu
bewegen, und darauf einzuwirken, um die Kopfstütze 36 zu dem Insassen 24 zu
bewegen. Das untere Zubehör 52 ist
ferner betätigbar,
um sich zu der Rückseite
der Rückenlehne 12 als
Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft zu bewegen, die auf das untere Zubehör 52 einwirkt,
und um auf das obere Zubehör 50 einzuwirken,
um die Kopfstütze 36 zu
dem Insassen 24 zu bewegen.
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Wie 2 zeigt,
enthält
das untere Zubehör 52 einen
Hüftstützmechanismus 54,
der nahe dem Hüftbereich 26 des
Insassen 24 angeordnet ist, einen Lendenstützmechanismus 56,
der nahe dem Lendenbereich 28 des Insassen 24 angeordnet
ist, und einen Bruststützmechanismus 58,
der nahe dem Brustbereich 30 des Insassen 24 angeordnet
ist. Im Falle einer rückwärtigen Endkollision übt der Insasse 24 Kräfte auf
das untere Zubehör 52 aus.
Wenn diese Kräfte
ein vorbestimmtes Maß übertreffen, überträgt das untere
Zubehör 52 die
Kräfte,
um das obere Zubehör 50 zu
verschwenken, wodurch die Kopfstütze 36 zu
dem Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 24 bewegt
wird. Im einzelnen werden Kräfte
von dem Hüftbereich 26 des
Insassen 24 auf den Hüftstützmechanismus 54 übertragen,
Kräfte
von dem Lendenbereich 28 des Insassen 24 werden
auf den Lendenstützmechanismus 56 übertragen,
und Kräfte
von dem Brustbereich 30 des Insassen 24 werden
auf den Bruststützbereich 58 übertragen.
Wie weiter unten in näheren
Einzelheiten beschrieben wird, übertragen
der Hüft-,
Lenden- und Bruststützmechanismus 54, 56, 58 zusammen
die Kräfte,
um das obere Zubehör 50 zu
verschwenken, wodurch die Kopfstütze 36 zu
dem Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 24 bewegt
wird. Damit ist der Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 24 während einer
rückwärtigen Endkollision
besser abgestützt.
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Eine
Ausführungsform
des oberen Zubehörs 50 ist
in den 2 bis 4 dargestellt. Das obere Zubehör 50 enthält eine
Querstange 60 und mehrere Stäbe 62. Die Querstange 60 ist
horizontal angeordnet, und die Stäbe 62 sind auf der
Querstange 60 beabstandet und erstrecken sich vertikal
davon. Die Kopfstütze 36 ist
auf einem oberen Ende von jedem Stab 62 befestigt, so daß eine Bewegung
der Querstange 60 gleichzeitig die Stäbe 62 und die Kopfstütze 36 bewegt.
Die Kopfstütze 36 kann
fest an den oberen Enden der Stäbe 62 befestigt
sein, oder die Kopfstütze 36 könnte beweglich
auf eine bekannte Weise an den Stäben 62 befestigt sein,
so daß die Kopfstütze gekippt,
angehoben und/oder gegenüber den
Stäben 62 abgesenkt
werden kann, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Das
obere Zubehör 50 enthält außerdem wenigstens
ein, und bevorzugt mehrere Gestänge 64, die
in den 2 und 4 gezeigt sind. In der dargestellten
Ausführungsform
sind Gestänge 64 fest
an den gegenüberliegenden
Enden der Querstange 60 befestigt. Die Gestänge 64 können auf
jede geeignete Weise fest an der Querstange 60 befestigt
sein, durch Schweißen,
Befestigungsmittel oder dergleichen. Jedes Gestänge 64 ist außerdem drehbar
an dem Rückenlehnenrahmen 38 an
einem Gelenkpunkt 65 befestigt. In der gezeigten Ausführungsform enthält der Rückenlehnenrahmen 38 beispielsweise mehrere
L-förmige Träger 66,
die jeweils fest an einem der Seitenrahmenelemente 40 befestigt
sind, und jedes Gestänge 64 ist
drehbar mit einem der L-förmigen
Träger 66 verbunden.
Die Gestänge 64 können mittels
Befestigungsmittel, Lager oder dergleichen an den L-förmigen Trägern 66 befestigt
sein. Jedes der Gestänge 64 ist
ferner auf eine noch zu beschreibende Weise an dem unteren Zubehör 52 befestigt,
und diese Befestigung ermöglicht
es, daß Kräfte von
dem unteren Zubehör 52 auf
das obere Zubehör 50 übertragen
werden, wodurch die Kopfstütze 36 zu
dem Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 24 bewegt
wird.
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Die
Fahrzeugsitzanordnung 10 enthält ferner wenigstens ein, vorzugsweise
mehrere Vorspannelemente 68 (2 und 4).
Jedes Vorspannelement 68 ist operativ an einem der Gestänge 64 und dem
Rückenlehnenrahmen 38 befestigt.
Das Vorspannelement 68 ist eine Schraubenfeder in der dargestellten
Ausführungsform,
jedoch könnte
das Vorspannelement 68 auch jedes andere geeignete Element
sein, wie ein Torsionsfeder, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung
abzuweichen. In der dargestellten Ausführungsform enthält jedes
Gestänge 64 einen
L-förmigen
Arm 70. Ein Ende jedes Vorspannelements 68 ist
an dem Arm 70 über
die Öffnung 72 befestigt.
Das gegenüberliegende
Ende jedes Vorspannelements 68 ist an dem Seitenrahmenelement 40 befestigt.
Die Vorspannelemente 68 spannen das obere Zubehör 50 in
die aufrechte Position vor. Somit bewirken die Vorspannelemente
einen Widerstand für
das obere Zubehör 50 gegen
ein Verschwenken gegenüber
dem Rückenlehnenrahmen 38.
Wenn das untere Zubehör 52 die
Kopfstütze 36 veranlaßt, sich
aus der aufrechten Position zu der operativen Position zu dem Kopf-
und Halsbereich 32 des Insassen 24 zu bewegen,
führen
die Vorspannelemente 68 die Kopfstütze 36 zurück in die
aufrechte Position, wie weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben
wird.
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Mit
speziellem Bezug auf die 2 und 3 ist eine
Ausführungsform
des unteren Zubehörs 52 gezeigt.
Das untere Zubehör 52 enthält einen Aufprallkörper, der
allgemein mit 74 bezeichnet ist. Der Aufprallkörper 74 ist
allgemein eben, er kann jedoch jede geeignete Form haben, ohne von
dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Der Aufprallkörper 74 ist
zu der Vorderseite 46 der Rückenlehne 12 angeordnet
und allgemein vertikal ausgerichtet. Der Aufprallkörper 74 kann
aus jedem geeigneten Material bestehen, und in einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Aufprallkörper 74 aus
einem flexiblen Material gemacht, so daß es für den Insassen 24 angenehm
ist, gegen den Aufprallkörper 74 zu sitzen.
In der gezeigten Ausführungsform
enthält
der Aufprallkörper 74 ein
oberes Ende 76, das nahe dem Lendenbereich 28 angeordnet
ist, und ein unteres Ende 78, das nahe dem Hüftbereich 26 des
Insassen 24 angeordnet ist. Der Aufprallkörper 74 ist
gegenüber
dem Rückenlehnenrahmen 38 bewegbar.
Wie in näheren
Einzelheiten unten beschrieben wird, wird eine Kraft von dem Insassen 24,
die während
einer rückwärtigen Endkollision
hervorgerufen wird, über den
Aufprallkörper 74 auf
das obere Zubehör 50 übertragen.
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Wie
oben erwähnt,
enthält
das unter Zubehör 52 einen
Lendenstützmechanismus 56,
der so wirkt, daß eine
Kraft von dem Lendenbereich 28 des Insassen 24 auf
das obere Zubehör 50 übertragen
wird. In der gezeigten Ausführungsform
enthält
der Lendenstützmechanismus 56 ein
Gestänge 80,
das in 3 gezeigt ist. Das Gestänge 80 ist operativ
an dem Aufprallkörper 74 befestigt,
so daß eine
Kraft von den Insassen 24 auf das Gestänge 80 übertragen
wird. Zu diesem Zweck enthält
der Lendenstützmechanismus 56 ferner
einen Befestigungsarm, der allgemein mit 82 in 3 bezeichnet
ist. Der Befestigungsarm 82 ist operativ an dem Aufprallkörper 74 befestigt,
und das Gestänge 80 ist
operativ an dem Befestigungsarm 82 befestigt. Spezieller
ist das Gestänge 80 ein gebogener,
starrer Stab, der hinter dem Aufprallkörper 74 angeordnet
ist. Der Befestigungsarm 82 ist ein gebogenes, längliches
Blech, das zwischen dem Gestänge 80 und
dem Aufprallkörper 74 angeordnet
ist. Das Gestänge 80 bildet
einen Mittelabschnitt 84, der gradlinig ist und sich allgemein
senkrecht zu jedem der Seitenrahmenelemente 40 erstreckt,
und zwei Endabschnitte 86, die sich jeweils von dem Mittelabschnitt 84 zu
der Vorderseite 46 der Fahrzeugsitzanordnung 10 erstrecken.
Der Befestigungsarm 82 bildet einen Mittelabschnitt 88,
der gradlinig ist und sich allgemein senkrecht zu jedem der Seitenrahmenelemente 40 erstreckt,
und zwei Endabschnitte 90, die jeweils allgemein U-förmig sind.
Der Befestigungsarm 82 enthält ferner mehrere Befestigungselemente 92,
die sich jeweils von dem jeweiligen Endabschnitt 90 erstrecken
und um den Mittelabschnitt 84 des Gestänges 80 gewickelt
sind, wie in 3 gezeigt ist. Die Befestigungselemente 92 befestigen
bevorzugt drehbar das Gestänge 80 an
dem Befestigungsarm 82. Außerdem ist der Befestigungsarm 82 operativ
an dem Aufprallkörper 74 auf
eine Weise befestigt, die zu beschreiben ist, so daß Kräfte von
dem Insassen 24 über
den Aufprallkörper 74, über den
Befestigungsarm 82, über
das Gestänge 80 und
zu dem oberen Zubehör 50 übertragen
werden, wodurch sich die Kopfstütze 36 zu
dem Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 24 bewegt.
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In
einer Ausführungsform
kann der Befestigungsarm 82 auch zur Befestigung anderer
Komponenten innerhalb der Fahrzeugsitzanordnung 10 verwendet
werden. In der gezeigten Ausführungsform enthält die Fahrzeugsitzanordnung 10 eine
Mehrzahl von Motoren 94 (gestrichelt gezeigt), die an dem
Befestigungsarm 82 befestigt sind. Die Motoren 94 sind betätigbar,
um die Höhe
und Krümmung
des Aufprallkörpers 74 für einen
erhöhten
Komfort der Fahrzeugsitzanordnung 10 einzustellen. Der
Fachmann erkennt jedoch, daß der
Aufprallkörper 74 ein
nicht einstellbares Stützsystem
sein könnte,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Wie oben erwähnt, enthält das untere
Zubehör 52 außerdem einen
Bruststützmechanismus 58 zum Übertragen
einer Kraft von dem Brustbereich 30 des Insassen 24 auf
das obere Zubehör 50.
In der Ausführungsform der 2, 3 und 4 enthält der Bruststützmechanismus 58 eine
Querstange, die allgemein mit 96 bezeichnet ist. Die Querstange 96 erstreckt
sich horizontal zwischen den Seitenrahmenelementen 40, und
die Querstange 96 bildet einen Mittelabschnitt 98 und
zwei Endabschnitte 100. Der Mittelabschnitt 98 der
Querstange 96 ist nahe der rückwärtigen Seite 48 der
Rückenlehne 12 angeordnet,
und die Endabschnitte 100 erstrecken sich von dem Mittelabschnitt 98 zu
der Vorderseite 46 der Fahrzeugsitzanordnung 10 nahe
den Seitenrahmenelementen 40. Die Querstange 96 kann
aus einer länglichen
Platte hergestellt sein.
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In
der gezeigten Ausführungsform
enthält der
Bruststützmechanismus 58 außerdem wenigstens
einen, bevorzugt mehrere vergrößerte Abschnitte 102.
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Jeder
der vergrößerten Abschnitte 102 ist
allgemein flach und rechtwinklig und an einem der Endabschnitte 100 der
Querstange 96 durch Schweißen oder ein anderes geeignetes
Verfahren befestigt. Kräfte
von dem Insassen 24 speziell aus dem Brustbereich 30 des
Insassen 24 werden auf die Querstange 96 und zu
dem oberen Zubehör 50 auf
eine Weise übertragen,
die unten in näheren
Einzelheiten beschrieben ist. Die vergrößerten Abschnitte 102 haben einen
vergrößerten Flächenbereich,
um einen großen
Aufprallbereich speziell in der Nähe der Schultern des Insassen 24 vorzusehen.
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Das
untere Zubehör 52 enthält wenigstens einen,
und bevorzugt mehrere Kopplungen, die in den 2, 3 und 4 allgemein
mit 104 bezeichnet sind. Jede der Kopplungen 104 ist
operativ an dem oberen Zubehör 50 befestigt.
Wenigstens eine der Kopplungen 104 verbindet den Lendenstützmechanismus 56 mit
dem oberen Zubehör 50,
um eine Kraft von dem Lendenstützbereich 56 auf
das obere Zubehör 50 zu übertragen.
Auf ähnliche
Weise verbindet wenigstens eine Kopplung 104 den Bruststützbereich 58 mit
dem oberen Zubehör 50,
um eine Kraft von dem Bruststützmechanismus 58 auf
das obere Zubehör 50 zu übertragen.
In der gezeigten Ausführungsform
sind die Kopplungen 104 gemeinsam für den Lenden- und den Bruststützmechanismus 56, 58 vorgesehen,
so daß dieselben
Kopplungen 104 sowohl den Lenden- als auch Bruststützmechanismus 56, 58 mit
dem oberen Zubehör 50 verbinden.
Für den
Fachmann ist aber ersichtlich, daß eine Kopplung 104 den
Lendenstützmechanismus 56 mit dem
oberen Zubehör 50 verbinden
könnte,
während eine
getrennte Kopplung 104 den Lendenstützmechanismus 56 mit
dem oberen Zubehör 50 verbinden könnte, ohne
von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Wie weiter unten
in näheren
Einzelheiten beschrieben wird, sind die Kopplungen 104 betätigbar,
um sich zu der Rückseite 48 der
Rückenlehne 12 als
Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft zu bewegen, die auf den Aufprallkörper 74 und/oder
die Querstange 96 einwirkt, wodurch die Kopplungen 104 auf das
obere Zubehör 50 einwirken,
um die Kopfstütze 36 zu
dem Insassen 24 zu bewegen.
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In
der gezeigten Ausführungsform
sind die Kopplungen 104 jeweils nahe den jeweiligen Seitenrahmenelementen 40 und
allgemein parallel dazu angeordnet. Die Kopplungen 104 enthalten
jeweils ein oberes Element 106 und ein unteres Element 108, die
jeweils flach und langgestreckt sind. Das untere Element 108 ist
drehbar an dem Seitenrahmenelement 40 an einem Gelenkpunkt 110 (2)
befestigt. Das obere Element 106 ist drehbar an dem unteren Element 108 an
einem Gelenkpunkt 112 (2) befestigt.
Das obere Element 106 ist drehbar an dem Gestänge 64 des
oberen Zubehörs 50 an
einem Kopplungspunkt 114 befestigt, wie 4 zeigt.
Die Drehbewegung der Gelenkpunkte 110, 112 und Kopplungspunkte 114 wird über Befestigungsmittel, Lager
oder andere geeignete Mittel erreicht.
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Jedes
Ende der Querstange 96 und jeder vergrößerte Abschnitt 102 des
Bruststützmechanismus 58 sind über Schweißungen oder
andere geeignete Mittel mit einem der oberen Elemente 106 der jeweiligen
Kopplung 104 befestigt. Auf gleiche Weise sind die Endabschnitte 90 des
Gestänges 80 des Lendenstützmechanismus 56 in
entsprechenden Öffnungen 116 in
den oberen Elementen 106 der jeweiligen Kopplung 104 befestigt,
wie 3 zeigt. Somit werden Kräfte von dem Lenden- und Bruststützmechanismus 56, 58 übertragen,
um die Kopplungen 104 zu betätigen, wodurch das obere Zubehör 50 dreht,
wie weiter unten näher
beschrieben wird.
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Wie
oben erwähnt,
enthält
das untere Zubehör 52 einen
Hüftstützmechanismus 54 zum Übertragen
von Kraft von dem Hüftbereich 26 des
Insassen 24 auf das obere Zubehör 50. In der gezeigten
Ausführungsform
enthält
der Hüftstützmechanismus 54 wenigstens
eine Übertragungsstange,
die in den 2 bis 5 allgemein
mit 118 bezeichnet ist. Die Übertragungsstange 118 enthält einen
unteren Querstab 120 und wenigstens eine, bevorzugt mehrere Verbindungsstangen 122.
Der untere Querstab 120 ist horizontal angeordnet und erstreckt
sich zwischen den zwei Seitenrahmenelementen 40, und die
Verbindungsstäbe 122 sind
an der Querstange 120 durch Schweißen oder auf andere geeignete
Weise befestigt und erstrecken sich vertikal davon zu dem oberen
Zubehör 50.
Die Verbindungsstangen 122 sind horizontal voneinander
beabstandet. Wie in 3 gezeigt, enthält der Befestigungsarm 82 mehrere
Befestigungselemente 123, die sich von dem Mittelabschnitt 84 des
Befestigungsarms 82 erstrecken und um eine der Verbindungsstangen 122 zur festen
Befestigung gewickelt sind. Die Übertragungsstange 118 ist
außerdem
operativ an dem Aufprallkörper 74 befestigt.
In der gezeigten Ausführungsform
enthält
der Aufprallkörper 74 beispielsweise mehrere Öffnungen 124,
durch die sich die Verbindungsstangen 122 der Übertragungsstange 118 erstrecken.
Ein Satz Öffnungen 124 ist
an dem unteren Ende 78 des Aufprallkörpers 74 ausgebildet,
wie 5 zeigt, und ein weiterer Satz Öffnungen 124 ist an
dem oberen Ende 76 des Aufprallkörpers 74 ausgebildet,
wie die 2 und 4 zeigen.
Jede Verbindungsstange 122 erstreckt sich durch eine Öffnung 124 jedes
Satzes von Öffnungen 124.
Die Übertragungsstange 118 ist
ferner operativ an dem oberen Zubehör 50 befestigt. Spezieller
enthält
in der gezeigten Ausführungsform
das obere Zubehör 50 mehrere
Lappen 126. Die Lappen 126 sind an der Querstange 60 des
oberen Zubehörs 50 befestigt und
erstrecken sich zu der Vorderseite der Fahrzeugsitzanordnung. Die
Lappen 126 enthalten jeweils eine Öffnung 128, und die
Verbindungsstangen 122 erstrecken sich jeweils durch eine
der Öffnungen 128.
In der gezeigten Ausführungsform
enthalten die Lappen 126 eine Buchse 129, so daß sich die
Verbindungsstangen 122 leichter innerhalb der Öffnungen 128 bewegen
können.
Außerdem
enthält
jede Verbindungsstange 122 eine Biegung 130 nahe
und unterhalb des zugehörigen
Lappens 126, wie in 4 gezeigt
ist. Die Biegung 130 liegt an dem zugehörigen Lappen 126 an,
wenn sich die Übertragungsstange 118 nach
oben bewegt. Wie noch beschrieben wird, ist die Übertragungsstange 118 betätigbar, um
sich zu dem oberen Zubehör 50 in
Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft zu bewegen und auf dieses einzuwirken,
die auf den Aufprallkörper 74 einwirkt, um
die Kopfstütze 36 zu
dem Insassen 24 zu bewegen.
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Die
Fahrzeugsitzanordnung 10 enthält ferner wenigstens eine,
vorzugsweise mehrere Rampen 132, wie 5 zeigt.
Jede Rampe 132 ist an dem unteren Querelement 44 des
Rückenlehnenquerelements 44 des
Rückenlehnenrahmens 38 befestigt, hinter
dem unteren Ende 78 des Aufprallkörpers 74. Jede Rampe 132 enthält außerdem wenigstens
eine Nockenfläche 134,
die sich allgemein nach oben zu dem oberen Zubehör 50 erstreckt. In
der gezeigten Ausführungsform
enthält
jede Rampe 132 eine erste Nockenfläche 134a, die in Verbindung
mit einer zweiten Nockenfläche 134b steht.
Die erste Nockenfläche 134a ist
näher zu
dem unteren Querelement 44 angeordnet als die zweite Nockenfläche 134b.
Die ersten Nockenfläche 134a erstreckt
sich von der Vorderseite 46 und zu der Rückseite 48 der
Rückenlehne 12 und
von dem unteren Querelement 44 zu dem oberen Zubehör 50,
und die zweite Nockenfläche 88b erstreckt
sich nach oben zu dem oberen Zubehör 50 und ist allgemein
parallel zu den Seitenrahmenelementen 40. Der Fachmann
erkennt, daß die
Rampe 132 jede Anzahl von Nockenflächen haben kann, die auf jede
Weise zu dem oberen Zubehör 50 ausgerichtet
sind, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Beide Enden
der unteren Querstange 120 des Übertragungsstabs 118 sind
verschieblich innerhalb der Rampe 132 an den Nockenflächen 134a, 134b gehalten,
um daran zu einer Bewegung nach oben und rückwärts geführt zu werden. Somit bewegt
sich die untere Querstange 120 des Übertragungsstabs 118 auf
den Nockenflächen 134a, 134b zu
dem oberen Zubehör 50 als
Reaktion auf eine vorbestimmte Kraft, die auf den Aufprallkörper 74 einwirkt.
In der bevorzugten Ausführungsform
gemäß 5 sind
die Nockenflächen 134a, 134b durch
die zugehörige
Rampe 132 eingeschlossen, um die untere Querstange 120 innerhalb
der Rampen 132 zu halten. Die Übertragungsstange 118 kann
Haltemittel (nicht dargestellt) wie Unterlegscheiben aufweisen, die
an der unteren Querstange 120 befestigt sind, die an den
Rampen 132 anliegen, um zusätzlich die untere Querstange 120 darin
zu halten.
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Bei
der Betätigung
des Hüftstützmechanismus 54 bewirkt
eine rückwärtige Endkollision,
daß der
Insasse 24 eine Kraft auf den Aufprallkörper 74 ausübt, und
der Aufprallkörper 74 bewegt
sich gleichzeitig zu der Rückseite 48 der
Rückenlehne 12.
Diese Bewegung bewirkt, daß der
Aufprallkörper 74 gegen die Übertragungsstange 118 anstößt, speziell
an dem unteren Ende 78 des Aufprallkörpers 74, wo die Verbindungsstäbe 122 an
dem Aufprallkörper 74 befestigt
sind. Dieses Anstoßen
bewegt die untere Querstange 120 des Übertragungsstabs 118 innerhalb
der Rampen 132 auf den Nockenflächen 134a, 134b zur
geführten
Aufwärtsbewegung
des Übertragungsstabs 118 zu
dem oberen Zubehör 50.
Spezieller bewegt sich die untere Querstange 120 anfänglich nach
oben und rückwärts auf
der ersten Nockenfläche 134a,
und wenn der Aufprall ausreichend ist, bewegt sich die untere Querstange 120 anschließend an
der zweiten Nockenfläche 134b nach
oben. Diese Bewegung bewirkt, daß die Biegungen 130 der
Verbindungsstangen 122 an den Lappen 126 des oberen Zubehörs 50 anstoßen, wodurch
das obere Zubehör verschwenkt
wird und schließlich
die Kopfstütze 36 zu
dem Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 24 bewegt.
Der Fachmann erkennt, daß die
Rampen 132 und der Aufprallkörper 74 irgendwo in
der Rückenlehne
angeordnet sein können,
so daß Eingangskräfte von
jedem Bereich des Insassen 24 einschließlich des Lenden- und Brustbereichs 28, 30 bewirken
können,
daß sich
das untere Zubehör 52 nach oben
zu dem oberen Zubehör 50 bewegt
und auf dieses einwirkt, um hierdurch die Kopfstütze 36 zu dem Insassen 24 zu
bewegen.
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Die
Bewegung des Aufprallkörpers 74 betätigt auch
den Lendenstützmechanismus 56.
Spezieller bewegt die Bewegung des Aufprallkörpers 74 den Befestigungsarm 82 und
das Gestänge 80 zu
der Rückseite 48 der
Rückenlehne 12,
wodurch die Kopplungen 104 zu der Rückseite 48 der Rückenlehne 12 gezogen
werden. Die Kopplungen 104 ihrerseits ziehen das Gestänge 64 des
oberen Zubehörs 50 und
bewirken, daß das
obere Zubehör 50 um
die Gelenkpunkte 65 schwenkt, wodurch das obere Zubehör 50 verschwenkt
wird und schließlich
die Kopfstütze 36 zu
dem Kopf- und Halsbereich 32 des
Insassen 24 bewegt.
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Außerdem betätigt die
Kraft von dem Insassen 24 den Bruststützmechanismus 58.
Insbesondere bewirkt die Kraft des Insassen 24, die auf
die Querstange 96 und die vergrößerten Abschnitte 102 einwirkt,
eine Bewegung der Kopplung 104 zu der Rückseite 48 der Rückenlehne 12,
wodurch das obere Zubehör 50 verschwenkt
wird und schließlich
die Kopfstütze 36 zu
dem Kopf- und Halsbereich des Insassen 24 bewegt.
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Die
Vorspannelemente 68 führen
das obere Stützzubehör 50 in
die aufrechte Position zurück.
Die Vorspannelemente 68 hindern ferner das obere Zubehör 50 an
einer unnötigen
Bewegung, wenn geringe Kräfte
von dem Insassen 24 ausgeübt werden, wie solche, wenn
sich der Insasse in der Fahrzeugsitzanordnung 10 zurücklehnt.
Bevorzugt ist die Steifigkeit der Vorspannelemente 68 so
eingestellt, daß nur
Kräfte,
die ein bestimmtes Maß übertreffen,
zur Folge haben, daß das
untere Zubehör 52 das
obere Zubehör 50 betätigt. Die
vorbestimmte Größe der Kraft
wird bevorzugt auf der Basis der Kräfte ausgewählt, die bei einer durchschnittlichen
rückwärtigen Endkollision
auftreten.
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Alle
Mechanismen des Hüft-,
Lenden- und Bruststützmechanismen 54, 56, 58 arbeiten
zusammen, um das obere Zubehör 50 zu
verschwenken, wodurch bewirkt wird, daß die Kopfstütze 36 zu
dem Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 54 bewegt wird,
um den Kopf- und Halsbereich 32 des Insassen 24 während einer
rückwärtigen Endkollision
besser abzustützen.
Der Fachmann erkennt, daß die
Kinematik der Fahrzeugsitzanordnung 10 es zuläßt, daß der Hüft-, Lenden-
und Bruststützmechanismus 54, 56, 58 zusammenwirken.
Beispielsweise sind die Kopplungspunkte 114 so gegenüber den
Drehpunkten 56, insbesondere darunter und hinter den Drehpunkten 65,
angeordnet, daß eine
allgemein rückwärtige Bewegung
der Kopplungen 104 eine Drehung des oberen Zubehörs 50 bewirkt.
Auf ähnlich Weise
sind die Lappen 126 des oberen Zubehörs 50 vor der Querstange 60 und
hinter den Drehpunkten 65 angeordnet, so daß eine allgemein
aufwärts
gerichtete Bewegung der Übertragungsstange 118 eine Drehung
des oberen Zubehörs 50 hervorruft.
Außerdem
erkennt der Fachmann, daß die
Fahrzeugsitzanordnung 10 nur einen oder zwei der Mechanismen 54, 56, 58 haben
kann, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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Zusammengefaßt sieht
die Fahrzeugsitzanordnung 10 der vorliegenden Erfindung
ein aktives Kopfstützsystem 34 vor,
das besser auf Kräfte
anspricht, die von dem Insassen 124 auf die Rückenlehne 12 ausgeübt werden.
Die Fahrzeugsitzanordnung 10 überträgt effizienter und schneller
Kräfte
von dem Insassen 24 auf die Kopfstütze 36 zur effektiveren Betätigung der
Kopfstütze 36 in
Richtung des Insassen 24, wodurch der Insasse 24 während einer
rückwärtigen Endkollision
besser abgestützt
ist. Schließlich
löst die
Fahrzeugsitzanordnung 10 der vorliegenden Erfindung diese
speziellen Probleme in einem System, daß relativ effizient und robust
ist, ein geringes Gewicht hat und kosteneffektiv ist.
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Die
Erfindung ist auf eine beispielhafte Weise beschrieben worden. Es
versteht sich, daß die verwendete
Terminologie in den Worten der Beschreibung erfolgt ist, nicht jedoch
als Beschränkung. Viele
Modifikationen und Variationen der Erfindung sind im Licht der obigen
Lehre möglich.
Deshalb kann die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auch anders praktiziert
werden als speziell beschrieben.