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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung betreffen eine Fahrzeugsitzanordnung
mit einer Rückenlehne,
die sowohl einen oberen als auch einen unteren Abschnitt hat, wobei
der obere Abschnitt in Bezug auf den unteren Abschnitt geschwenkt
werden kann und auf einen vorderen Abschnitt der Fahrzeugsitzanordnung
zu gedrückt
wird.
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2. Technischer Hintergrund
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Bei
herkömmlichen
Fahrzeugsitzanordnungen umfasst ein Rückenlehnenabschnitt im Allgemeinen
ein einzelnes Element mit einem oberen Abschnitt und einem unteren
Abschnitt, die in einem konstanten, nicht verstellbaren Winkel aufeinander ausgerichtet
sind. Da die Größe und Statur
von Fahrzeuginsassen stark variieren, kann ein nicht verstellbarer
Rückenlehnenabschnitt
den oberen Rücken- und
den Schulterbereichen eines Insassen mehr oder weniger Halt geben,
als dies für
das Wohlbefinden des Insassen wünschenswert/notwendig
ist. Beispielsweise kann bei einigen Sitzlehnen der obere Abschnitt
der Rückenlehne
in Bezug auf den unteren Abschnitt so geneigt werden, dass ein Fahrzeuginsasse
nach vorn gebogen wird. Bei anderen Rückenlehnen kann der obere Abschnitt
der Rückenlehne nach
hinten geneigt werden, so dass der obere Rücken- und der Schulterbereich
des Insassen nicht gestützt
werden. Es ist wünschenswert,
einen Fahrzeugsitz für
einen Fahrzeuginsassen zu schaffen, der eine Rückenlehne hat, bei der sich
der obere Abschnitt der Rückenlehne
automatisch verstellen kann, um sich an die Kontur des Rückens und
der Schultern des Insassen anzupassen und damit dem Insassen verbesserten
Komfort zu bieten.
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Ein
weiteres Problem, vor dem Hersteller von Fahrzeugsitzanordnungen
stehen, besteht im bestmöglichen
Schutz eines Insassen vor Verletzungen, die mit Heckkollisionen
zusammenhängen.
Eine derartige Verletzung ist das Schleudertrauma, das auftreten
kann, wenn der Kopf, der Hals und die Schulter eines Insassen während einer
Heckkollision nach hinten gedrückt
werden. Eine effektive Einrichtung zum Verhindern von Schleudertrauma
besteht darin, den Kopf, den Hals und die Schultern eines Fahrzeuginsassen
mit dem Fahrzeugsitz nach einer Kollision so schnell wie möglich „aufzufangen”. Daher
ist es vorteilhaft, wenn eine Fahrzeugsitzanordnung einen relativ
geringen, konstanten Abstand zwischen Kopf, Hals und Schultern eines
Fahrzeuginsassen einerseits und dem oberen Abschnitt der Rückenlehne andererseits
schafft.
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Im
Folgenden offenbarte Ausführungsformen
der Erfindung lösen
diese und andere Probleme.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen einer Fahrzeugsitzanordnung
offenbart. In einer ersten Ausführungsform
umfasst die Fahrzeugsitzanordnung ein erstes Rücken-Stützelement, das zur Verbindung
mit einem Sitzunterteil ausgeführt
ist. Ein zweites Rücken-Stützelement
ist oberhalb des ersten Rücken-Stützelementes
angeordnet und schwenkbar damit verbunden. Das zweite Rücken-Stützelement
ist so ausgeführt,
dass es eine Kopfstütze
aufnimmt. Ein erstes Spannelement ist mit dem zweiten Rücken-Stützelement
verbunden. In dieser ersten Ausführungsform
ist das zweite Rücken-Stützelement
so ausgeführt,
dass es in Bezug auf das erste Rücken-Stützelement über einen
definierten Bereich geschwenkt wird, der ein vorderes Ende und ein
hinteres Ende hat. Das erste Spannelement ist so ausgeführt, dass
es das zweite Rücken-Stützelement
auf das vordere Ende des definierten Schwenkbereiches zu drückt.
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In
einer Umsetzung der ersten Ausführungsform
ist das erste Spannelement des Weiteren mit dem ersten Rücken-Stützelement
verbunden.
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In
einer weiteren Umsetzung der ersten Ausführungsform umfasst das erste
Spannelement eine Gasdruckfeder.
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In
einer weiteren Umsetzung der ersten Ausführungsform hat das erste Spannelement
eine Federkonstante zwischen ungefähr 100 Newton pro Meter und
120 Newton pro Meter. In einer Abwandlung dieser Umsetzung hat das
erste Spannelement eine Federkonstante von ungefähr 110 Newton pro Meter.
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In
einer weiteren Umsetzung der ersten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugsitzanordnung des
Weiteren ein zweites Spannelement, das mit dem zweiten Rücken-Stützelement
verbunden ist. Das zweite Spannelement ist des Weiteren so ausgeführt, dass
es das zweite Rücken-Stützelement
auf das vordere Ende des definierten Schwenkbereiches zu drückt.
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In
einer weiteren Umsetzung der ersten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugsitzanordnung
einen Dämpfer,
der so ausgeführt
ist, dass er Schwenkbewegung des zweiten Rü cken-Stützelementes dämpft, wenn
das zweite Rücken-Stützelement über den
definierten Schwenkbereich geschwenkt wird. In einer Abwandlung
dieser Umsetzung ist das erste Spannelement eine Gasdruckfeder mit
einem integralen Dämpfer.
In einer alternativen Abwandlung umfasst der Dämpfer einen hydraulischen Dämpfer.
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In
einer weiteren Umsetzung der ersten Ausführungsform ist das zweite Rücken-Stützelement
so ausgeführt,
dass es die Kopfstütze
um ungefähr
200 mm bewegt, wenn das zweite Rücken-Stützelement zwischen
dem hinteren Ende und dem vorderen Ende des definierten Schwenkbereiches
geschwenkt wird.
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In
einer zweiten Ausführungsform
umfasst die Fahrzeugsitzanordnung ein erstes Rücken-Stützelement,
das zur Verbindung mit einem Sitzunterteil ausgeführt ist.
Ein zweites Rücken-Stützelement
ist oberhalb des ersten Rücken-Stützelementes
angeordnet und schwenkbar damit verbunden. Das zweite Rücken-Stützelement
ist so ausgeführt,
dass es eine Kopfstütze
aufnimmt. Ein erstes Spannelement ist mit dem zweiten Rücken-Stützelement
verbunden. Ein Arretiermechanismus ist mit dem zweiten Rücken-Stützelement
verbunden. Der Arretiermechanismus ist so ausgeführt, dass er sich zwischen
einer arretierten Position und einer entarretierten Position bewegt.
In dieser zweiten Ausführungsform
ist das zweite Rücken-Stützelement
so ausgeführt,
dass es in Bezug auf das erste Rücken-Stützelement über einen
definierten Schwenkbereich geschwenkt wird, der ein vorderes Ende
und ein hinteres Ende hat. Das erste Spannelement ist so ausgeführt, dass
es das zweite Rücken-Stützelement
auf das vordere Ende des definierten Schwenkbereiches zu drückt. Der
Arretiermechanismus ist so ausgeführt, dass er Schwenkbewegung
des zweiten Rücken-Stützelementes
in Bezug auf das erste Rücken-Stützelement verhindert,
wenn sich der Arretiermechanismus in der arretierten Position befindet.
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In
einer Umsetzung der zweiten Ausführungsform
ist der Arretiermechanismus so ausgeführt, dass er zulässt, dass
das zweite Rücken-Stützelement
in Bezug auf das erste Rücken-Stützelement
geschwenkt wird, wenn Kräfte,
die auf das zweite Rücken-Stützelement
wirken, einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigen.
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In
einer weiteren Umsetzung der zweiten Ausführungsform ist das erste Spannelement
integral mit dem Arretiermechanismus ausgebildet.
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In
einer weiteren Umsetzung der zweiten Ausführungsform umfasst der Arretiermechanismus einen
Zylinder mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer und einen
Kolben, der die erste Kammer von der zweiten Kammer trennt, wobei
der Kolben eine Bohrung aufweist, die durch ihn hindurch verläuft, um
zu ermöglichen,
dass ein Fluid zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer
hindurchgelangt, wenn sich der Kolben durch den Zylinder bewegt,
und ein Ventil, das mit dem Kolben verbunden und so ausgeführt ist,
dass es die Bohrung selektiv öffnet
und schließt.
In einer Abwandlung der Umsetzung umfasst die Fahrzeugsitzanordnung
des Weiteren eine Seilanordnung, die mit dem Arretiermechanismus
verbunden ist, und ein Auslöseelement,
das mit der Seilanordnung verbunden ist. Das Auslöseelement
ist so ausgeführt,
dass es den Arretiermechanismus über
die Seilanordnung fernbedient betätigt. In einer weiteren Abwandlung
ist das Auslöseelement
zur Anbringung an dem Sitzunterteil ausgeführt.
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In
einer weiteren Umsetzung der zweiten Ausführungsform ist der Arretiermechanismus
so ausgeführt,
dass er sich an die arretierte Position bewegt, wenn das zweite
Rücken-Stützelement
an jeder beliebigen gewünschten
Position innerhalb des definierten Schwenkbereiches angeordnet ist.
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In
einer weiteren Umsetzung der zweiten Ausführungsform umfasst das erste
Spannelement eine Gasdruckfeder. In einer Abwandlung dieser Umsetzung
weist die Gasdruckfeder einen integralen hydraulischen Dämpfer auf.
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In
einer dritten Ausführungsform
umfasst die Fahrzeugsitzanordnung ein Sitzunterteil, das zur Anbringung
an einem Fahrzeug ausgeführt
ist. Ein erstes Rücken-Stützelement
ist schwenkbar mit dem Sitzunterteil verbunden. Ein zweites Rücken-Stützelement
ist oberhalb des ersten Rücken-Stützelementes
angeordnet und schwenkbar damit verbunden. Eine Kopfstütze ist
mit dem zweiten Rücken-Stützelement
verbunden. Eine Gasdruckfeder ist mit dem ersten Rücken-Stützelement
und dem zweiten Rücken-Stützelement
verbunden. Die Gasdruckfeder weist einen integralen Dämpfer und
einen integralen Arretiermechanismus auf, der so ausgeführt ist,
dass er sich zwischen einer arretierten Position und einer entarretierten
Position bewegt. In dieser dritten Ausführungsform ist das zweite Rücken-Stützelement
so ausgeführt,
dass es in Bezug auf das erste Rücken-Stützelement über einen
definierten Schwenkbereich geschwenkt wird, der ein vorderes Ende
und ein hinteres Ende hat. Die Gasdruckfeder ist so ausgeführt, dass
sie das zweite Rücken-Stützelement auf
das vordere Ende des definierten Schwenkbereiches zu drückt. Der
integrale Dämpfer
ist so ausgeführt,
dass er Schwenkbewegung des zweiten Rücken-Stützelementes dämpft, wenn
das zweite Rücken-Stützelement über den
definierten Schwenkbereich geschwenkt wird. Der integrale Arretiermechanismus
ist so ausgeführt,
dass er Schwenkbewegung des zwei ten Rücken-Stützelementes in Bezug auf das
erste Rücken-Stützelement
verhindert, wenn sich der Arretiermechanismus in der arretierten
Position befindet.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
folgende Beschreibung nimmt auf die beigefügten Zeichnungen Bezug, in
denen sich in den verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszeichen
durchgängig
auf gleiche Teile beziehen, wobei:
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1 eine
schematische Ansicht ist, die eine Ausführungsform einer Fahrzeugsitzanordnung
gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung darstellt, die ein oberes Rücken-Stützelement,
das schwenkbar mit einem unteren Rücken-Stützelement verbunden
und so ausgeführt
ist, dass es zwischen einem vorderen Ende und einem hinteren Ende
eines Schwenkbereiches geschwenkt wird, und ein Spannelement aufweist,
das so ausgeführt
ist, dass es das obere Rücken-Stützelement
zum vorderen Ende des Schwenkbereichs hin drückt;
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2 eine
Hinteransicht der in 1 dargestellten Fahrzeugsitzanordnung
ist, die mit einer Vielzahl von Spannelementen versehen ist;
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3 eine
schematische Schnittansicht ist, die eine Ausführungsform eines Spannelementes zum
Einsatz mit der Fahrzeugsitzanordnung in 1 darstellt;
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4 eine
schematische Schnittansicht ist, die eine alternative Ausführungsform
des in 3 dargestellten Spannelementes darstellt;
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5 und 6 Schnittansichten
sind, die eine weitere Ausführungsform
des in 3 dargestellten Spannelementes in einem entarretierten
Zustand (5) und einem arretierten Zustand
(6) darstellen;
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7–9 die
Funktion der Fahrzeugsitzanordnung in 1, die mit
den Spannelementen in 5 und 6 versehen
sind, in dem entarretierten Zustand darstellen;
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10–12 schematische
Seitenansichten sind, die die Funktion der Fahrzeugsitzanordnung in 1,
die mit den Spannelementen in 5 und 6 versehen
ist, in dem arretierten Zustand darstellen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen
der Erfindung werden im Folgenden im Detail offenbart, jedoch versteht
sich, dass die offenbarten Ausführungsformen
lediglich beispielhaft für
die Erfindung sind, die in verschiedenen alternativen Formen ausgeführt werden
kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, einige Strukturen
können
vergrößert oder verkleinert
sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind im
Folgenden offenbarte strukturelle und funktionelle Details nicht
als einschränkend
zu betrachten, sondern lediglich als veranschaulichende Basis für die Patentansprüche und/oder
als veranschaulichende Basis, anhand derer einem Fachmann vermittelt
wird, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise eingesetzt werden
kann.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung schließen eine Fahrzeugsitzanordnung
ein, die eine Rückenlehne
aufweist, die zwei Komponenten umfasst, d. h. ein erstes bzw. unteres
Rücken-Stützelement
und ein zweites bzw. oberes Rücken-Stützelement.
Das obere Rücken-Stützelement
ist schwenkbar mit dem unteren Rücken-Stützelement verbunden
und so eingeschränkt,
dass es innerhalb eines Schwenkbereiches mit einem vorderen Ende („vorn” ist in
Bezug auf die Fahrzeugsitzanordnung festgelegt) und einem hinteren
Ende geschwenkt wird. Das untere Rücken-Stützelement kann mit einem Sitzunterteil
verbunden sein, während
das obere Rücken-Stützelement
eine Kopfstütze
aufnehmen kann.
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Ein
Spannelement ist an dem oberen Trageelement angebracht und so konfiguriert,
dass es das obere Rücken-Stützelement
auf das vordere Ende des Schwenkbereiches zu drückt. Das Spannelement kann
jeder beliebige Typ Feder sein, wobei dies Blattfedern, Schraubenfedern,
Wickelfedern und Gasdruckfedern einschließt, jedoch keine Einschränkung darstellt.
Da das Spannelement das obere Rücken-Stützelement
auf das vordere Ende des Schwenkbereiches zu drückt, kann die Fahrzeugsitzanordnung
den Schultern und dem oberen Rücken eines
Insassen unabhängig
von seiner Haltung oder Physiologie ein gleichbleibendes Maß an Halt
und Komfort bieten.
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Wenn
sich ein Insasse nach hinten streckt, drückt er auf das obere Rücken-Stützelement,
das seinerseits auf das Spannelement drückt, das nachgibt und sich
an die Bewegung des Insassen anpasst. Wenn sich der Insasse nach
vorn lehnt, wird das obere Rücken-Stützelement
mit ihm nach vorn geschwenkt, um seinem Rücken und den Schultern gleichbleibend
Halt zu bieten.
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Zusätzlich dazu,
dass sie Komfort bietet und stützt,
gewährleistet
die Schwenkbewegung des oberen Rücken-Stützelementes
auch, dass ein im Allgemeinen konstanter Abstand zwischen dem Kopf
des Insassen und der Kopflehne vorhanden ist, die an dem oberen
Rücken-Trageelement
angebracht ist. Indem ein im Allgemeinen konstanter Abstand zwischen
dem Kopf des Insassen und der Kopfstütze gewährleistet wird, bietet die
Fahrzeugsitzanordnung der vorliegenden Erfindung dem Insassen ein
größeres Maß an Sicherheit
bei einer Heckkollision. Während
der Abstand zwischen dem Kopf eines Insassen und der Kopfstütze bei
herkömmlichen
Sitzanordnungen aufgrund von Physiologie und Haltung variiert, weist
die Sitzanordnung der vorliegenden Erfindung eine Kopfstütze auf,
die sich „nach
vorn lehnen” kann,
wenn sich der Insasse nach vorn lehnt, und die den Insassen in verschiedenen
Haltungen und Positionen wirkungsvoll abschirmt. Durch diese Fähigkeit besteht
ein minimaler, relativ gleichbleibender Abstand zwischen dem Kopf
des Insassen und der Kopfstütze.
Während
einer Heckkollision in einem Fahrzeug, das mit der Fahrzeugsitzanordnung
der vorliegenden Erfindung versehen ist, bewegt sich der Kopf eines
Insassen nur über
eine minimale Strecke nach hinten, bevor er auf die Kopfstütze auftrifft.
Desgleichen bewegen sich der obere Rücken und die Schultern des
Insassen ebenfalls über
eine entsprechende kürzere
Strecke als bei einem herkömmlichen
Sitz, bevor sie von dem oberen Rücken-Stützelement „aufgefangen” werden.
Auf diese Weise kann mit der Fahrzeugsitzanordnung der vorliegenden
Erfindung die relative Bewegung zwischen Kopf, Hals und Schultern
eines Insassen während
einer Heckkollision schneller gesteuert werden als bei einer herkömmlichen
Fahrzeugsitzanordnung.
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Des
Weiteren kann die Fahrzeugsitzanordnung, da sie so ausgeführt ist,
dass sie auf das hintere Ende des definierten Schwenkbereiches zu
geschwenkt wird, dazu beitragen, die Aufprallkräfte, die auf einen Körper eines
Insassen wirken, über
eine größere Strecke
abzuleiten als dies bei einer herkömmlichen Fahrzeugsitzanordnung
der Fall wäre.
In einigen Ausführungsformen
kann das obere Rücken-Stützelement
so eingeschränkt
sein, das es innerhalb eines definierten Bereiches geschwenkt wird,
der es der Kopfstütze
ermöglicht,
sich um ungefähr
200 mm zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende zu bewegen. Bei
einer derartigen Konstruktion wären
ungefähr
200 mm gewährleistet,
innerhalb derer eine relativ gesteuerte Abbremsung von Kopf, Hals
und Schultern eines Insassen möglich
ist.
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In
anderen Ausführungen
kann die Fahrzeugsitzanordnung des Weiteren einen Dämpfer enthalten,
der mit dem oberen Rücken-Stützelement verbunden
ist, um seine Schwenkbe wegung zu verlangsamen. Der Dämpfer kann
einen Gasdämpfer, einen
hydraulischen Dämpfer
oder jeden beliebigen anderen Typ Dämpfer umfassen, mit dem die
Geschwindigkeit der Schwenkbewegung des oberen Rücken-Stützelementes in Bezug auf das
untere Rücken-Stützelement
verringert wird. In einigen Ausführungsformen
kann der Dämpfer
eine eigenständige Komponente
sein. In anderen Ausführungsformen kann
der Dämpfer
integral mit der Feder ausgebildet sein, so beispielsweise als eine
Gasdruckfeder mit einem integralen Dämpfer, wobei dies jedoch keine Einschränkung darstellt.
In einigen Ausführungsformen
kann der Dämpfer
einen Zylinder umfassen, der zwei Kammern aufweist, die durch einen
Kolben getrennt sind. Eine Bohrung kann durch den Kolben hindurch
ausgebildet sein, um Fluid zwischen den Kammern hindurchtreten zu
lassen, wenn sich der Kolben durch den Zylinder bewegt. Das Fluid
kann entweder eine Flüssigkeit
(d. h. bei einem hydraulischen Dämpfer)
oder ein Gas (d. h. bei einem Gasdämpfer) sein. Da sich das Fluid
nur über
die Bohrung zwischen den zwei Kammern bewegen kann, wird die Bewegung
des Kolbens durch den Zylinder notwendigerweise abgebremst oder
gedämpft,
wenn das Fluid in einer Kammer durch die Bohrung hindurchtritt.
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In
anderen Ausführungsformen
kann die Fahrzeugsitzanordnung des Weiteren einen Arretiermechanismus
enthalten, der es einem Insassen ermöglicht, Schwenkbewegung des
oberen Rücken-Stützelementes
in Bezug auf das untere Rücken-Stützelement
zu verhindern. Ein derartiger Arretiermechanismus würde es einem
Insassen ermöglichen,
das obere Rücken-Stützelement ähnlich wie bei
herkömmlichen
Rückenlehnen,
die schwenkend in Bezug auf ein Sitzunterteil eingestellt werden,
an eine gewünschte
Position zu verstellen und es dort zu halten. Der Arretiermechanismus
kann eine separate bzw. eigenständige
Komponente sein, die mit dem oberen Rücken-Stützelement, dem unteren Rücken-Stützelement,
dem Scharnier oder anderen Drehpunkten verbunden ist, die das obere
und das untere Rücken-Stützelement
miteinander verbinden. Es kann jeder beliebige Mechanismus eingesetzt werden,
der Schwenkbewegung des oberen Rücken-Stützelementes
in Bezug auf das untere Rücken-Stützelement
verhindert und den Prinzipien und Lehren der vorliegenden Erfindung
entspricht.
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In
einer Ausführungsform
kann der Arretiermechanismus in den Dämpfer integriert werden. Beispielsweise
kann ein Ventil über
der Bohrung positioniert werden, um die Bohrung selektiv zu öffnen und zu
schließen.
Wenn das Ventil die Bohrung schließt, kann kein Fluid zwischen
den zwei Kammern des Dämpfers
hindurchtreten, um so Bewegung des oberen Rücken-Stützelementes in Bezug auf das
untere Rücken-Stützelement
zu verhindern. Eine Seilanordnung kann mit dem Ventil verbunden
sein, um es einem Insassen zu ermöglichen, das Ventil fernbedient zu
betätigen
und so das Arretieren und Entarretieren des Arretiermechanismus
zu steuern. In einigen Ausführungsformen
kann die Seilanordnung einen Auslöser bzw. Griff einschließen, der
an jeder beliebigen vorteilhaften Position an der Fahrzeugsitzanordnung einschließlich des
Sitzunterteils angebracht werden kann. In Ausführungsformen der Fahrzeugsitzanordnung,
bei denen der Dämpfer
ein Ventil enthält
und der Dampfer mit einem Gas gefüllt ist, kann die obere Rückenstütze dennoch
Schwenkbewegung eines Insassen während
einer Heckkollision gewährleisten, wenn
der Dämpfer
Schwenkbewegung des oberen Rücken-Stützelementes
verhindert hat. Da Gase zusammendrückbar sind, können die
stärkeren
Kräfte, die
auf das obere Rücken-Stützelement
durch den Oberkörper
eines Insassen ausgeübt
werden, bewirken, dass das Gas in dem Arretiermechanismus/Dämpfer zusammengedrückt wird,
wenn das Ventil geschlossen ist. Dies wird als ein „Schnappverschluss”-Effekt
bezeichnet. Die Kompression des Gases in dem Dämpfer unter dem stärkeren Kräften, die
durch den Oberkörper
und den Kopf eines Insassen während
einer Heckkollision ausgeübt
werden, bewirkt, dass das obere Rücken-Stützelement während einer Kollision in einer
Rückwärtsrichtung
geschwenkt wird und so vorteilhafterweise die Aufprallkräfte über eine
Strecke absorbiert. Ein besseres Verständnis der hier offenbarten
Ausführungsformen der
Erfindung ermöglicht
die folgende Erläuterung sowie
die Darstellungen, die zu dieser Offenbarung gehören.
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1 ist
eine Darstellung in schematischer Ansicht, die eine Ausführungsform
der Fahrzeugsitzanordnung 20 der vorliegenden Erfindung
zeigt. Fahrzeugsitzanordnung 20 enthält ein Sitzunterteil 22,
das auf einer Bodenfläche
eines Fahrzeugs angebracht ist. Sitzunterteil 22 kann auf
jede beliebige gewünschte
Weise angebracht sein, wobei dies eine feststehende Montage oder
eine in Bezug auf die Bodenfläche 24 verschiebbare
Anbringung einschließt. Rückenlehnenanordnung 26 ist
mit Sitzunterteil 22 an einem unteren Abschnitt von Rückenlehnenanordnung 26 verbunden.
Eine Kopfstütze 28 ist
mit einem oberen Abschnitt von Rückenlehnenanordnung 26 verbunden.
Rückenlehnenanordnung 26 umfasst ein
erstes oder unteres Rückenlehnenelement 30, das
an Sitzunterteil 22 angrenzend angeordnet und schwenkbar
damit verbunden ist. Rückenlehnenanordnung 26 enthält des Weiteren
ein zweites bzw. oberes Rücken-Stützelement 32,
das schwenkbar mit dem unteren Rücken-Stützelement 30 verbunden ist.
Kopflehne 28 ist an einem oberen Abschnitt des oberen Rücken-Stützelementes 32 angebracht.
Das obere Rücken-Stützelement 32 ist
so ausgeführt, dass
es innerhalb eines definierten Schwenkbereiches R mit einem vorderen
Ende und einem hinteren Ende geschwenkt wird, wie dies in 1 angedeutet ist.
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Die
Rückenlehnenanordnung 26 enthält des Weiteren
ein Spannelement 34, das sowohl mit dem oberen Rücken-Stützelement 32 als
auch dem unteren Rücken-Stützelement 30 verbunden
ist. Das Spannelement 34 ist über einen Schwenkverbinder 36 schwenkbar
mit dem oberen Rücken-Stützelement 32 verbunden,
und über
Schwenkverbinder 38 schwenkbar mit dem unteren Rücken-Stützelement verbunden.
In anderen Ausführungsformen
kann das Spannelement 34 mit dem oberen Rücken-Stützelement 32 oder
mit jeder beliebigen anderen Komponente verbunden sein, so beispielsweise
mit einem Boden, einem Dach und/oder einer Säule des Fahrzeugs, in dem die
Fahrzeugsitzanordnung 20 montiert ist, oder mit einer anderen
Komponente der Fahrzeugsitzanordnung 20, wobei dies keine
Einschränkung
darstellt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst Spannelement 34 eine
Gasdruckfeder, die das obere Rücken-Stützelement 32 auf
das vordere Ende des definierten Schwenkbereiches zu spannt. Es
versteht sich, dass jedes beliebige geeignete Spannelement eingesetzt
werden kann, um das obere Rücken-Stützelement 32 auf
das vordere Ende des definierten Schwenkbereiches zu zu spannen, und
dies Blattfedern, Wickelfedern, Schraubenfedern, elastische Materialien
oder jeden beliebigen anderen Mechanismus oder jedes beliebige andere Element
einschließt,
das das obere Rücken-Stützelement 32 auf
das vordere Ende zu drückt,
wobei dies keine Einschränkung
darstellt. Es versteht sich auch, dass das Spannelement 34,
obwohl es in 1 als außerhalb der Rückenlehnenanordnung 26 befindlich
dargestellt ist, integral damit angebracht sein kann und durch Sitzpolster, Überzüge und Bezugmaterialien
verborgen werden kann.
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Das
obere Rücken-Stützelement 32 liegt, wie
in 1 dargestellt, unter dem Druck des Spannelementes 34 an
dem vorderen Ende des definierten Schwenkbereiches an, wenn kein
Insasse auf der Fahrzeugsitzanordnung 20 sitzt. Das obere
Rücken-Stützelement 32 ist
ebenfalls in unterbrochenen Linien dargestellt, um das hintere Ende
des definierten Schwenkbereiches anzudeuten.
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In 2 ist
die Fahrzeugsitzanordnung 20 in einer Hinteransicht dargestellt.
Die Rückenlehnenanordnung 26 enthält, wie
dargestellt, ein Paar Spannelemente 34. In anderen Ausführungsformen
der Fahrzeugsitzanordnung 20 kann eine größere oder kleinere
Anzahl von Spannelementen 34 eingesetzt werden.
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3 stellt
eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Spannelementes 34 dar.
In der dargestellten Ausführungsform
umfasst das Spannelement 34 eine Gasdruckfeder mit einem Zylinder 40 und
einem Kolben 42. Zylinder 40 weist einen Hohlraum 44 auf.
Kolben 42 ist so ausgeführt, dass
er in Hohlraum 44 hinein und aus ihm heraus glei tet. Eine
Dichtung 46 erzeugt eine luftundurchlässige Passung zwischen Kolben 42 und
Zylinder 40. Die Dichtung 46 kann einen O-Ring
oder jeden beliebigen anderen Typ Dichtung umfassen, die eine luftundurchlässige Passung
erzeugt. Hohlraum 44 enthält eine Menge an gasförmigem Material
mit einem Druck, der den atmosphärischen
Umgebungsdruck übersteigt.
Das Gas in Hohlraum 44 wirkt auf Kolben 42 und
drückt
ihn nach außen,
bis ein Anschlag (nicht dargestellt) erreicht ist. Da sie so ausgeführt ist,
schiebt die Spanneinrichtung 34 das obere Rücken-Stützelement 32 auf
das vordere Ende des definierten Schwenkbereiches zu. In einem Beispiel hat
sich eine Gasdruckfeder mit einer Federkonstante von ungefähr 100 bis
120 Newton pro Meter als wirkungsvoll zum Lagern des oberen Rücken-Stützelementes 32 erwiesen.
In einem weiteren Beispiel hat sich eine Gasdruckfeder mit einer
Federkonstante von 110 Newton pro Meter als wirkungsvoll zum Lagern
des oberen Rücken-Stützelementes 32 erwiesen.
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In 4 ist
Spannelement 34' dargestellt. Dies
ist eine alternative Ausführung
der in 3 dargestellten Gasdruckfeder, die einen integralen Dämpfer 48 aufweist.
Dämpfer 48 umfasst
einen Abschnitt von Zylinder 40 und einen sekundären Kolben 50.
Kolben 50 teilt den Abschnitt von Zylinder 40 in eine
erste Kammer 52 und eine zweite Kammer 54. Der
sekundäre
Kolben 50 weist eine Bohrung 56 auf, die durch
den sekundären
Kolben 50 hindurch verläuft,
um die erste und die zweite Kammer 52, 54 miteinander
zu verbinden. Bohrung 56 ermöglicht es, dass sich Fluid
zwischen der ersten und der zweiten Kammer 52, 54 bewegt,
wenn sich der sekundäre Kolben 50 durch
Zylinder 40 bewegt. Bohrung 56 wirkt als ein Drosselpunkt,
der den Strom von Fluid zwischen der ersten und der zweiten Kammer 52, 54 einschränkt und
damit die Bewegung des sekundären
Kolbens 50 durch Zylinder 40 verlangsamt. Der sekundäre Kolben 50 ist,
wie dargestellt, mit Kolben 42 verbunden. Daher wird die
Bewegung von Kolben 42 durch Zylinder 40 bei dem
Versuch von Fluid, durch Bohrung 56 hindurch zu gelangen,
entsprechend verlangsamt.
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In 5 ist
Spannelement 34'' dargestellt. Spannelement 34'' ist eine Gasdruckfeder mit einem integralen
Dämpfer 48 und
einem Ventil 58, das so ausgeführt ist, dass es Bohrung 56 selektiv öffnet und schließt. Eine
Feder 50 spannt Ventil 58 auf eine geschlossene
Position zu. Ein Seil 62 ist mit einem Ende von Ventil 58 verbunden
und so ausgeführt, dass
es Ventil 58 gegen Feder 60 zieht, um so Ventil 58 in
die offene Position zu bewegen. Seil 62 wird durch Hülse 64 hindurch
geführt
und ist so ausgeführt,
dass es darin gleitet und es einem Benutzer ermöglicht, Ventil 58 fernbedient
zu öffnen
und zu schließen.
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In 6 ist
Ventil 58 in der geschlossenen Position dargestellt. Wenn
sich Ventil 58 in der geschlossenen Position befindet,
ist Bohrung 56 geschlossen, wodurch wiederum verhindert
wird, dass sich Fluid zwischen der ersten und der zweiten Kammer 52, 54 bewegt.
Dadurch wiederum wird verhindert, dass sich der sekundäre Kolben 50 durch
Zylinder 40 hindurch bewegt. Da sich der sekundäre Kolben 50 nicht
durch Zylinder 40 hindurch bewegen kann, ist Kolben 42 unbeweglich.
Da Kolben 42 unbeweglich ist, wird Schwenkbewegung des
oberen Rücken-Stützelementes 32 in
Bezug auf das untere Rücken-Stützelement 30 verringert.
So umfassen Dämpfer 48 und
Ventil 58 zusammen einen Arretiermechanismus, der es einem
Insassen ermöglicht, das
obere Rücken-Stützelement 32 selektiv
an jeder beliebigen gewünschten
Position innerhalb des definierten Schwenkbereiches zu arretieren.
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In 7 und 8 ist
eine Sitzanordnung 20 dargestellt, die mit Spannelement 34'' versehen ist. Eine Seilanordnung 66,
bei der es sich um ein Bowdenzugseil handeln kann, verbindet Ventil 58 mit Auslöserelement 68,
das an Sitzunterteil 22 angebracht ist. Auslöserelement 68 ist
so ausgeführt,
dass es sich zwischen einer oberen Position (siehe 7) und
einer unteren Position (siehe 10) bewegt. Wenn
es sich an der oberen Position befindet, bringt Auslöserelement 68 Seil 62 unter
Spannung, wodurch Ventil 58 an die offene Position gezogen
wird, so dass sich Fluid über
Bohrung 56 zwischen der ersten und der zweiten Kammer 52, 54 bewegen
kann. In 7 sitzt ein Insasse 70 im
Allgemeinen aufrecht auf der Fahrzeugsitzanordnung 20.
Ein Abstand D1 zwischen dem Kopf 72 des Insassen und der
Kopfstütze 28 ist
angedeutet. Wenn sich der Insasse nach vorne lehnt (wie in 8 dargestellt),
lehnt sich das obere Rücken-Stützelement 32 durch
den Druck von Spannelement 34'' mit
ihm nach vorne. Daher bleibt der Abstand zwischen dem Kopf 72 des
Insassen und der Kopfstütze 28 im
Wesentlichen konstant bei D1.
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In 9 sind
der Insasse 70 und die Fahrzeugsitzanordnung 20,
die in 8 dargestellt sind, der Aufprallkraft F ausgesetzt,
die mit einer Heckkollision einhergehen kann. P1 zeigt die Position
des Kopfes 70 des Insassen unmittelbar vor dem Aufprall. P2
stellt die Position des Kopfes des Insassen dar, wenn er auf Kopfstütze 28 auftrifft.
So hat sich der Kopf 72 des Insassen über eine Strecke D1 bewegt, bevor
er von der Kopfstütze 28 „aufgefangen” wird. P3
stellt die Position des Kopfes 72 des Insassen dar, wenn
das obere Rücken-Stützelement 32 das
hintere Ende des definierten Schwenkbereiches erreicht. Auf diese
Weise werden die Aufprallkräfte,
die auf den Insassen 70 und insbesondere auf den Kopf 72 und Hals
sowie Schultern wirken, absorbiert und über einen Zeitraum und eine
definierte Strecke abgeleitet, so dass die Aufprallkräfte gedämpft werden
und die Wahrscheinlichkeit von Verletzung des Insassen 70 potentiell
verringert wird. Es versteht sich, dass das Verhalten der in 7–9 dargestellten
Fahrzeugsitzanordnung gleichfalls das Verhalten einer Fahrzeugsitzanordnung 20 repräsentiert,
die mit Spannelement 34' versehen
ist, das einen integralen Dämpfer,
jedoch keinen Arretiermechanismus aufweist.
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In 10 sitzt
Insasse 70 auf der Fahrzeugsitzanordnung 20, die
mit Spannelement 34'' versehen ist,
das die erste und zweite mit Gas gefüllte Kammer 52, 54 aufweist.
Insasse 70 hat Auslöseelement 68 in
die abgesenkte Position gebracht und so Ventil 58 geschlossen,
so dass verhindert wird, dass das obere Rücken-Stützelement 32 in Bezug
auf das untere Rücken-Stützelement 30 geschwenkt
wird. Im Unterschied zu der Darstellung in 8 lehnt
sich, in 10, wenn sich der Insasse 70 nach
vorn lehnt, das obere Rücken-Stützelement 32 nicht
nach vorn, um dem Insassen 70 zu folgen. So variiert der
Abstand D2 zwischen dem Kopf 72 des Insassen und der Kopfstütze 28 mit
der Position des Insassen 70.
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11 und 12 stellen
den Effekt von Aufprallkräften
einer Heckkollision dar, die auf die Fahrzeugsitzanordnung 20 in 10 wirken.
In 11 stellt P1 die Position des Kopfes 72 des
Insassen unmittelbar vor einer Heckkollision dar. Insasse 70 lehnt
sich nach vorn und der Abstand zwischen dem Kopf 72 des
Insassen und der Kopfstütze 28 beträgt D2. Position
P2 stellt eine Position des Kopfes 72 des Insassen dar,
nachdem er in Bezug auf Aufprallkraft F, die auf Fahrzeugsitzanordnung 20 wirkt, die
Strecke D2 zurückgelegt
hat. Nach dem Zurücklegen
der Strecke D2 treffen der Kopf 72 und die Schultern auf
die Kopfstütze 28 bzw.
das obere Rücken-Stützelement 32 auf.
Obwohl sich das Auslöseelement 68 in
der abgesenkten Position befindet und Ventil 58 geschlossen
ist, kann, da die erste und zweite Kammer 52, 54 mit
einem Gas gefüllt
sind und Gas im Allgemeinen zusammengedrückt werden kann, das Spannelement 34 „zurückfedern”, um die Wucht
der Aufprallkräfte
F zu dämpfen,
die auf den Kopf 72 und die Schultern des Insassen 70 wirken, wobei
Position P2 die Position des Kopfes 72 des Insassen andeutet,
wenn er erstmals mit Kopfstütze 28 in
Kontakt kommt, und Position P3, die die Position des Kopfes 72 des
Insassen darstellt, nachdem das obere Rücken-Stützelement 32 das Ende
des Weges erreicht hat, der durch die Zusammendrückbarkeit des in der ersten
und der zweiten Kammer 52, 54 enthaltenen Gases
ermöglicht
wird.
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Obwohl
Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, sollen diese
Ausführungsformen
nicht alle möglichen
Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Vielmehr sind die
in der Patentbeschreibung verwendeten Formulierungen beschreibende
und keine beschränkenden
Formulierungen, und es versteht sich, dass ver schiedene Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Geist und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.