DE102010009356A1

DE102010009356A1 - Sitz in einem Fortbewegungsmittel

Info

Publication number: DE102010009356A1
Application number: DE102010009356A
Authority: DE
Inventors: Dieter 71287 Jungert; Tassilo 75179 Gilbert; Joachim 71277 Müller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-08-25
Also published as: CN102166972A; US20110204695A1; CN102166972B; FR2956624A1; US9205768B2; FR2956624B1

Abstract

Es wird ein Sitz (1) zur Verwendung in einem Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, wobei der Sitz eine starre Sitzkissenstruktur (4) und eine starre Sitzlehnenstruktur (5) aufweist. Die Sitzlehnenstruktur (5) weist zwei Seitenteile (7) und zwei diese verbindende, obere und untere Quertraversen (8, 9) auf, die starr sind. Die obere Quertraverse (8) verbindet die beiden Seitenteile (7) im Bereich deren oberen Enden miteinander und es verbindet die untere Quertraverse (9) die beiden Seitenteile in Abstand von deren unteren Ende, wobei die untere Quertraverse oberhalb desjenigen Bereiches (10) des rückseitigen Teils (3) angeordnet ist, der der Abstützung des Gesäßes (16) des Insassen (13) dient. Bei einem Heckcrash, bei dem der Insasse durch Trägheitskräfte nach hinten im Sitz bewegt wird, bedingt die Anordnung der unteren, starren Quertraverse (9), dass das Gesäß (16) des Insassen (13) zwischen der unteren Quertraverse (9) und der Sitzkissenstruktur (4) gehalten wird und demnach der Insasse mit seinem Rücken (17) und Kopf (18) nicht nach oben, insbesondere nicht über den Bereich der Kopfstütze (12) des rückseitigen Teils (3) hinausbewegt wird. Der Insasse unterliegt somit bei einem Heckcrash keiner erhöhten Gefährdung unter dem Aspekt einer Bewegung des Whiplash.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sitz in einem Fortbewegungsmittel, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Der Sitz umfasst ein unteres Teil zur Auflage von Gesäß und Oberschenkel eines Insassen und ein rückseitiges Teil zur Abstützung von Gesäß, Rücken und Kopf des Insassen. Das untere Teil weist eine starre Sitzkissenstruktur und eine Polsterung für diese auf und das rückseitige Teil eine starre Sitzlehnenstruktur und eine Polsterung für diese auf. Die Sitzlehnenstruktur ist im Bereich ihres unteren Endes in der Sitzkissenstruktur gelagert. Die Sitzlehnenstruktur weist zwei Seitenteile und zwei diese verbindende, obere und untere Quertraversen auf, wobei die obere Quertraverse starr ausgebildet ist und die beiden Seitenteile im Bereich deren oberen Enden miteinander verbindet. Die untere Quertraverse verbindet die beiden Seitenteile in Abstand von deren unteren Enden.
Ein solcher Sitz ist aus der DE 695 15 604 T2 bekannt. Bei diesem ist die untere Quertraverse in geringem Abstand zu den unteren Enden der Seitenteile der Sitzlehnenstruktur und damit in geringem Abstand zum Verbindungsbereich von Sitzlehnenstruktur und Sitzkissenstruktur angeordnet. Zudem besteht das untere Querteil typischerweise aus Metall, kann aber bei Einwirkung des Insassen im Fall eines Heckcrashs des Fortbewegungsmittels plastisch verformt werden, wobei es jedoch stark genug ausgebildet ist, nicht zu brechen.
Diese Gestaltung des Sitzes im Bereich des unteren Querteiles der Sitzlehnenstruktur ist vor dem Hintergrund zu sehen, dass im Falle eines Heckcrashs des Fortbewegungsmittels sich der Insasse im Sitz durch auftretende Trägheitskräfte in Richtung der Sitzlehnenstruktur, d. h. nach hinten bewegt. Das Gesäß des Insassen stützt sich hierbei an der unteren Quertraverse ab, wobei die beim Heckcrash über den Insassen in die Quertraverse eingeleiteten Kräfte so hoch sind, dass diese sich plastisch verformt. Dieses untere Querteil ist aufgrund seiner Positionierung nahe dem unteren Ende der Sitzlehnenstruktur nicht geeignet, eine Positionierung des Fahrzeuginsassen im Sitz, bei der das Gesäß beim Heckcrash sicher in seiner unteren Position verbleibt, zu gewährleisten.
Bei einem Heckcrash besteht die große Gefahr, dass der Insasse einer Whiplash-Verletzung, auch als Schleudertrauma bezeichnet, unterliegt. So führt bei einem Heckcrash der Anstoß auf das Fortbewegungsmittel zur Übertragung der Bewegung auf den Insassen. Dies geschieht nach einer kurzen Latenz, in welcher bei Ausbildung des Fortbewegungsmittels als Kraftfahrzeug, zunächst die Knautschzone des Fahrzeugs verformt werden und das angestoßene Fahrzeug selbst entsprechend der Wucht des Aufpralls in Bewegung gesetzt wird. Die Beschleunigung überträgt sich über den Sitz auf den Insassen. Dieser bewegt sich infolge der Trägheitskräfte nach hinten im Sitz. Eine recht weit unten angeordnete Quertraverse der Sitzlehnenstruktur bewirkt hierbei, dass auf den sich nach hinten bewegenden Insassen ein Moment auf diesen einwirkt, das den Oberkörper des Insassen um die untere Quertraverse nach hinten oben dreht. Durch diese Trägheit des Insassens bewegt sich der Oberkörper, nach Kontakt mit der unteren Quertraverse, neben der nach hinten gerichteten Bewegung nach oben. Diese Bewegung nach oben soll unter dem Aspekt des Whiplash-Effekts verhindert werden. Insbesondere ist zu verhindern, dass sich der Oberkörper des Insassen beim Heckcrash so weit nach oben bewegt, dass der Kopf des Insassen über den Bereich der Kopfstütze hinaus und nach hinten bewegt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fortbewegungsmittel der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass bei einem Heckcrash ein Verletzungsrisiko des Insassen unter dem Aspekt eines Whiplash wirksam reduziert werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe bei einem Sitz der eingangs genannten Art dadurch, dass die untere Quertraverse starr ist und oberhalb desjenigen Bereiches des rückseitigen Teils angeordnet ist, der der Abstützung des Gesäßes des Insassen dient.
Bewegt sich beim Heckcrash der Insasse durch die Trägheitskräfte nach hinten im Sitz, ist die Position des Gesäßes des Fahrzeuginsassen unterhalb der unteren Quertraverse. Demzufolge kann durch den Trägheitsanteil des Insassen, der unterhalb der Quertraverse wirksam ist, eine Bewegung des Insassen nach oben reduziert werden. Das im Bereich des Gesäßes auf den Insassen einwirkende Moment ist somit gegenläufig einem Moment, das auf den Insassen wirken würde, wenn die Quertraverse weiter unten, auf Höhe des Gesäßes bzw. am unteren Ende der Sitzlehnenstruktur angeordnet wäre. Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung des Sitzes wird somit bei einem Heckcrash das Gesäß des Insassen quasi zwischen der unteren Quertraverse der Sitzlehnenstruktur und der Sitzkissenstruktur eingeklemmt. Die untere Quertraverse wird hierbei unter Einwirkung der Kraft des Insassen beim Heckcrash nicht bewusst verformt, sondern ist im Wesentlichen starr vorgesehen.
Durch die Fixierung des Insassen in seinem Gesäßbereich bei einem Heckcrash mittels der besonderen Anordnung der unteren Quertraverse bei dem Sitz wird somit verhindert, dass der Oberkörper des Insassen sich beim Heckcrash nach oben bewegt. Demzufolge wird auch die Kopfposition des Insassen beim Heckcrash weitgehend beibehalten, in unmittelbarer Nachbarschaft der Kopfstütze, und demnach verhindert, dass der Kopf des Insassen über den Bereich der Kopfstütze hinaus und nach hinten bewegt wird. Die erfindungsgemäße Gestaltung des Sitzes steigert die Sicherheit beim Fahrzeugheckcrash mit hoher Geschwindigkeit, indem der Insasse quasi im Sitz ”gehalten” wird. Auch bei langsamen Geschwindigkeiten kommt dieser Effekt zur Geltung. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Sitzes führt zu einer hohen Insassen-Sicherheit, indem die Insassenverlagerung beim Heckcrash nur nach hinten gerichtet ist und die Bewegung nach oben reduziert wird. Ferner wird ein Moment in den Insassen eingeleitet, welches der Bewegung des Whiplash entgegengesetzt wirkt. Die erfindungsgemäße Gestaltung des Sitzes steigert die Sicherheit beim Fahrzeugheckcrash mit hoher Geschwindigkeit. Auch bei langsamen Geschwindigkeiten kommt dieser Effekt ebenfalls zur Geltung. Dies ist auch von Bedeutung für Versicherungsbewertungen und Verbraucherschutzgesetze unter dem Aspekt von Anti-Whiplash Anforderungen.
Die Sitzlehnenstruktur ist insbesondere so gestaltet, dass sie im Wesentlichen die Form eines A aufweist. Die Gestaltung der Sitzlehnenstruktur unterscheidet sich somit grundsätzlich von derjenigen üblicher Sitze in Fortbewegungsmitteln, bei denen die beiden Seitenteile und die beiden diese verbindenden Quertraversen im Wesentlichen die Form eines Rechtecks bilden.
Vorzugsweise ist die untere Quertraverse in einem Bereich von 20 bis 40% der Länge des jeweiligen Seitenteils, insbesondere in einem Bereich von 1/3 der Länge des jeweiligen Seitenteils, von dessen unterem Ende berechnet, mit dem Seitenteil verbunden. Diese Dimensionierung der Sitzlehnenstruktur unter dem Aspekt der Anordnung deren unterer Quertraverse stellt sicher, dass die untere Quertraverse oberhalb desjenigen Bereiches des rückseitigen Teiles des Sitzes angeordnet ist, der der Abstützung des Gesäßes des Insassen dient.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Sitzes sind die Seitenteile und die Quertraversen im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Im Falle eines Heckcrashs wirkt der Insasse somit auf eine ebene Struktur ein, die demzufolge über die Höhe der Sitzlehnenstruktur weitgehend konstante Gegenkräfte in den Insassen einleitet. Dies verstärkt den Halteeffekt des Insassen im Sitz.
Vorzugsweise sind die Sitzlehnenstruktur und/oder die Sitzkissenstruktur in einem urformenden Verfahren hergestellt. Durch ein gusstypischen Rippenbild lässt sich ein Widerstand beim Aufprall des Insassen einstellen, das für Insassenkinematik besonders vorteilhaft ist. Die Sitzkissenstruktur und die Sitzlehnenstruktur können fest oder verstellbar miteinander verbunden sein.
Der erfindungsgemäße Sitz kann grundsätzlich bei jedem geeigneten Fortbewegungsmittel Verwendung finden, bei dem die Gefahr besteht, dass Kräfte in das Fortbewegungsmittel eingeleitet werden, die einem Heckcrash bei einem Kraftfahrzeug entsprechen, somit Kräfte von hinten in einen den Sitz aufnehmenden Rahmen einwirken. Bevorzugt findet der erfindungsgemäße Sitz allerdings in einem Kraftfahrzeug Verwendung, bei dem es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen handelt.
Die Erfindung ist nachfolgend in schematischer Darstellung für eine grundsätzliche Ausführungsform beschrieben, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht des Sitzes, teilweise geschnitten dargestellt, mit veranschaulicher Position eines Insassen, einerseits im Normalzustand, andererseits bei einem Heckcrash,
2 eine Ansicht der Sitzlehnenstruktur des in 1 gezeigten Sitzes, in Richtung des Pfeiles A in 1 gesehen.
1 zeigt einen Sitz 1 eines Personenkraftwagens, insbesondere einen Fahrersitz. Dieser Sitz weist einen unteren Teil 2 zur Aufnahme von Gesäß und Oberschenkel eines Insassen und einen rückseitigen Teil 3 zur Abstützung von Gesäß, Rücken und Kopf des Insassen auf. Das untere Teil 2 weist ferner eine starre Sitzkissenstruktur 4 und eine nicht gezeigte auf dieser aufliegende Polsterung, gegebenenfalls zusätzlich einen Bezug für die Polsterung. Das rückseitige Teil 3 weist eine starre Sitzlehnenstruktur 5 und eine nicht veranschaulichte Polsterung, gegebenenfalls zusätzlich einen Bezug für die Polsterung auf. Die Sitzlehnenstruktur 5 ist im Bereich ihres unteren Endes mittels einer allgemein mit der Bezugsziffer 6 bezeichneten Lagerung im Bereich des hinteren Endes der Sitzkissenstruktur 4 in dieser gelagert. Diese Lagerung 6 ist so gestaltet, dass die Sitzkissenstruktur 4 und die Sitzlehnenstruktur 5 fest oder verstellbar, insbesondere verschwenkbar, miteinander verbunden sind.
Die Sitzlehnenstruktur 5 weist zwei Seitenteile 7 und zwei diese verbindende Quertraversen auf, wobei die obere Quertraverse mit der Bezugsziffer 8, die untere Quertraverse mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet ist. Die beiden Quertraversen 8 und 9 sind horizontal angeordnet, während die beiden Seitenteile nach oben hin leicht konvergierend verlaufen. Beide Quertraversen 8 und 9 sind starr ausgebildet. Die obere Quertraverse 8 verbindet die beiden Seitenteile 7 im Bereich deren oberen Enden miteinander und es verbindet die untere Quertraverse 9 die beiden Seitenteile 7 in Abstand zu deren unteren Enden. Konkret ist die Quertraverse 9 so weit von den unteren Enden des Seitenteiles 7 beabstandet angeordnet, dass sie oberhalb desjenigen Bereiches 10 des rückseitigen Teiles 3, somit der Sitzlehnenstruktur 5 angeordnet ist, der der Abstützung des Gesäßes des Insassen dient.
Die Sitzlehnenstruktur 5 weist somit im Wesentlichen die Form eines A auf.
Im Detail ist bei dem Sitz 1 vorgesehen, dass die Sitzkissenstruktur 4 und die Sitzlehnenstruktur 5 jeweils in einem urformenden Verfahren hergestellt sind, beispielsweise in einem Druckgussverfahren hergestellt sind, insbesondere im Wesentlichen aus Magnesium bestehen. Die Seitenteile 7 und die Quertraversen 8, 9 der Sitzlehnenstruktur 5 sind im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Die untere Quertraverse 9 ist in einem Bereich von 20 bis 40% der Länge des jeweiligen Seitenteils 7, insbesondere in einem Bereich von 1/3 der Länge des jeweiligen Seitenteils, von dessen unterem Ende 11 berechnet, mit dem Seitenteil 7 verbunden.
Bestandteil des rückseitigen Teils 3 bildet neben der Sitzlehnenstruktur 7 mit Polsterung und gegebenenfalls Bezug eine im Bereich des oberen Endes der Sitzlehnenstruktur 3 in dieser gelagerte Kopfstütze 12 für den Insassen des Personenkraftwagens.
2 zeigt die Anordnung der beiden Seitenteile 7, der Quertraversen 8 und 9 sowie der Kopfstütze 12.
Zusätzlich ist in 1 ein normal auf dem Sitz 1 sitzender Insasse 13 veranschaulicht, und zwar mit durchgezogener Linie und zusätzlich dieser Insasse bei einem Heckcrash mit strichlierter Linie veranschaulicht, womit die Bewegung des Insassen 13 bei einem Heckcrash deutlich wird.
Bezüglich des Insassen 13 sind veranschaulicht dessen Unterschenkel 14, Oberschenkel 15, Gesäß 16, Rücken 17 und Kopf 18. Zu sehen ist, dass das untere Teil 2, konkret die Sitzkissenstruktur 4, der Auflage von Gesäß 16 und Oberschenkel 15 des Insassen 13 dient und das rückseitige Teil 3 der Abstützung von Gesäß 16, Rücken 17 und Kopf 18 des Insassen 13 dient, wobei Gesäß 16 und Rücken 17 sich an der Sitzlehnenstruktur 5 und der Kopf 18 an der Kopfstütze 2 abstützen.
Dieser Zustand gilt sowohl für den Normalzustand, somit dann, wenn keine Heckcrash-Verhältnisse vorliegen als auch für den besonderen Fall des Heckcrashs.
Bei einem Heckcrash bewegt sich der Insasse 13 durch die einwirkenden Trägheitskräfte nach hinten im Sitz 1, wie es durch den Pfeil B veranschaulicht ist. Wenn die Sitzlehnenstruktur 5 hinter dem Bezug und dem Schaum des Polsters den Insassen 13 belastet, bewegt sich das Gesäß 16, das unterhalb des Höhenniveaus der unteren Quertraverse 9 angeordnet ist, geringfügig unter die untere Quertraverse 9, womit das Gesäß 16 zwischen der unteren Quertraverse 9 und dem unteren Teil 2, insbesondere der Sitzkissenstruktur 4, gehalten wird. Diese Fixierung des Insassen 13 im Bereich seines Gesäßes 16 bewirkt, dass der Insasse 13 sich mit seinem Rücken 17 und seinem Kopf 18 nicht nach oben bewegt, insbesondere wird verhindert, dass der Kopf 18 des Insassen 13 sich über den Bereich der Kopfstütze 12 hinaus bewegt. Beim Heckcrash verbleibt somit der Kopf 18 im Bereich der Kopfstütze 12, so dass bei dem erfindungsgemäßen Sitz 1 die Sitzlehne die Funktion einer Anti-Whiplash-Sitzlehne aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der starren unteren Quertraverse 9 verformt sich diese nicht und kann damit die Funktion verwirklichen, das Gesäß 16 zu übergreifen und damit den Insassen 13 im Sitz 1 zu halten. Diese Anordnung der unteren Quertraverse 9 bedingt, dass ein Moment auf den Insassen 13 wirkt, veranschaulicht durch den Momentenpfeil M, das einer Kraft auf den Insassen, die diesen nach oben ziehen würde, entgegenwirkt, womit die Bewegung des Insassen nach oben reduziert ist. Dieses in den Insassen eingeleitete Moment M wirkt somit entgegengesetzt der Bewegung des Whiplash.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69515604 T2 [0002]

Claims

Sitz (1) in einem Fortbewegungsmittel, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem unteren Teil (2) zur Auflage von Gesäß (16) und Oberschenkel (15) eines Insassen (13) und mit einem rückseitigen Teil (3) zur Abstützung von Gesäß (16), Rücken (17 und Kopf (18) des Insassen (13), wobei das untere Teil (2) eine starre Sitzkissenstruktur (4) und eine Polsterung für diese aufweist und das rückseitige Teil (3) eine starre Sitzlehnenstruktur (5) und eine Polsterung für diese aufweist, sowie die Sitzlehnenstruktur (5) im Bereich ihres unteren Endes (11) in der Sitzkissenstruktur (4) gelagert ist, wobei ferner die Sitzlehnenstruktur (5) zwei Seitenteile (7, 7) und zwei diese verbindende, obere und untere Quertraversen (8, 9) aufweist, wobei die obere, starre Quertraverse (8) die beiden Seitenteile (7, 7) im Bereich deren oberen Enden miteinander verbindet und die untere Quertraverse (9) die beiden Seitenteile (7, 7) in Abstand von deren unteren Enden (11) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Quertraverse (9) starr ist und oberhalb desjenigen Bereiches (10) des rückseitigen Teils (3) angeordnet ist, der der Abstützung des Gesäßes (16) des Insassen (13) dient.
Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzlehnenstruktur (5) im Wesentlichen die Forme eines A aufweist.
Sitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Quertraverse (9) in einem Bereich von 20 bis 40% der Länge des jeweiligen Seitenteils (7), insbesondere in einem Bereich von 1/3 der Länge des jeweiligen Seitenteils (7), von dessen unterem Ende (11) berechnet, mit dem Seitenteil (7) verbunden ist.
Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (7, 7) und die Quertraversen (8, 9) im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.
Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzlehnenstruktur (5) und/oder die Sitzkissenstruktur (4) in einem urformenden Verfahren hergestellt sind.
Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzkissenstruktur (4) und die Sitzlehnenstruktur (5) fest oder verstellbar miteinander verbunden sind.