DE102016122065A1

DE102016122065A1 - Sitz mit entfaltbarem Kunststoffbalken

Info

Publication number: DE102016122065A1
Application number: DE102016122065.5A
Authority: DE
Inventors: Mike James Whitens; Dean M. Jaradi; Mohammed Omar Faruque; Iskander Farooq
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2017-06-08
Also published as: US9994138B2; MX2016015666A; RU2016146742A; GB2547073A; GB201620431D0; US20170158096A1; CN106809075A; CN106809075B

Abstract

Ein Balkenmodul für einen Fahrzeugsitz ist an einer Vorderseite eines Sitzes auf einer Sitzschale und unter einem Sitzpolster montiert. Das Modul weist einen geformten Kunststoffbalken auf. Das Modul hat eine erste Form, die mit der Sitzschale im Wesentlichen bündig ist, und eine zweite Form, die über der Sitzschale vorragt. Der geformte Kunststoffbalken hat einen Montageflansch mit einem vorderen Abschnitt und einem zweiten Abschnitt. Der geformte Kunststoffbalken ist aufblasbar. Im aufgeblasenen Zustand nimmt der geformte Kunststoffbalken seine zweite Form an, wobei das Sitzpolster entsprechend verschoben und deformiert wird, um das Sitzpolster anzuheben, wenn ein Frontalaufprall erfasst wird.

Description

HINTERGRUND
Durch einen Fahrzeugfrontalaufprall kann sich ein Fahrzeug schnell verlangsamen. Insoweit Fahrzeuginsassen nicht starr angeschnallt sind und sich im Fahrzeug bewegen können, verlangsamen sie sich nicht synchron mit dem Fahrzeug. Aufgrund ihrer Eigendynamik bewegen sich die Insassen während der schnellen Verlangsamung des Fahrzeugs bezüglich des Fahrzeugs weiter nach vorne. Wenn ein Insasse mit einem herkömmlichen Dreipunktgurtsystem einschließlich eines Beckengurts und eines Schultergurts teilweise angeschnallt ist, kann es immer noch möglich sein, dass die Oberschenkel und die Hüfte des Insassen nach vorne gleiten. Eine derartige Vorwärtsbewegung wird als Submarining, das Durchrutschen unter dem Gurt beim Zusammenstoß, bezeichnet, da die Oberschenkel und zuweilen die Hüfte des Insassen unter das Armaturenbrett des Fahrzeugs gleiten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht eines Beispiels einer Sitzanordnung für ein Fahrzeug mit einem nicht entfalteten entfaltbaren Balken in der Nähe eines vorderen Rands des Sitzes teilweise im Schnitt.
2 ist eine Seitenansicht der Sitzanordnung aus 1 mit dem entfaltbaren Balken in einem entfalteten Zustand teilweise im Schnitt.
3 ist eine Perspektivansicht eines Rahmens des Sitzes aus 1 ohne Polster und mit dem entfaltbaren Balken in einem nicht entfalteten Zustand.
4 ist eine Schnittansicht des Sitzes aus 3 in der Richtung der Pfeile 4.
5 ist eine Perspektivansicht des Sitzrahmens aus 3 mit dem entfaltbaren Balken in einem entfalteten Zustand.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Relative Ausrichtungen und Richtungen (beispielsweise obere/r/s, untere/r/s, unten, nach vorne, nach hinten, vordere/r/s, hintere/r/s, rückwärtige/r/s, außenbords, binnenbords, einwärtige/r/s, auswärtige/r/s, höhere/r/s, niedrigere/r/s) werden in der vorliegenden Beschreibung nicht als Beschränkungen angeführt, sondern um dem Leser dabei dienlich zu sein, sich von mindestens einer Ausführungsform der hier beschriebenen Strukturen ein Bild zu verschaffen.
1 zeigt eine beispielhafte Sitzanordnung 10. Wenn die Sitzanordnung 10 in einem Fahrzeug montiert ist, hat sie einen im Wesentlichen horizontalen Sitz 12 und eine im Wesentlichen vertikale Rückenlehne 14. Die Rückenlehne 14 ist an ihrem unteren Ende an einem hinteren Ende des Sitzes 12 befestigt. In einem eingebauten Zustand ist der Sitz 10 durch eine (nicht gezeigte) Sitzbefestigung an einem Fahrzeugboden montiert.
Der Sitz 12 weist eine beispielhafte Sitzrahmenanordnung 16 mit einem darüber angeordneten Sitzpolster 26 auf. Ein (nicht gezeigter) Sitzbezug, der üblicherweise aus Gewebe- oder Ledermaterial besteht, ist über dem Polster 26 und der Rahmenanordnung 16 angeordnet. Die Sitzrahmenanordnung 16, die am besten aus 3 und 5 hervorgeht, weist eine Sitzschale 18 auf, die an einem ersten Sitzrahmenseitenglied 20 und einem zweiten Sitzrahmenseitenglied 21 befestigt ist. Die Sitzschale 18 kann aus einem beliebigen geeignet starren Material ausgebildet sein, einschließlich Stahlblech und Verbundcarbonfasermaterial, jedoch ohne Beschränkung darauf. Eine Vielzahl von Sitzstützfedern 22 erstrecken sich in Längsrichtung zwischen der Sitzschale 18 und einem hinteren Querglied 24 der Sitzrahmenanordnung 16 und verbinden diese. Der Sitz 12 weist ferner ein über der Sitzrahmenanordnung 16 angeordnetes Sitzpolster 26 auf.
Eine beispielhafte Struktur der Rückenlehne 14 wird wie folgt beschrieben. Die beispielhafte Rückenlehne 14 weist eine Rückenlehnenrahmenanordnung 28 auf. Die Rückenlehnenrahmenanordnung 28, die am besten aus 3 und 5 hervorgeht, weist ein linkes und ein rechtes Seitenglied 30 und 32 auf, die jeweils durch ein oberes Querglied 34 und ein unteres Querglied 36 verbunden sind. Ein Rückenlehnenpolster 38 ist über einer Vorderseite der Rahmenanordnung 28 angeordnet. Eine durch die Glieder 30, 32, 34 und 36 definierte Öffnung ist an einer Rückseite durch eine hintere Platte 40 verschlossen. Ein teilweise in 1 und 2 gezeigter Rückenlehnenbezug 42, der mit dem Sitzbezug koordiniert ist, ist über der Rückenlehnenrahmenanordnung 28 und dem Polster 38 angeordnet. Der Bezug 42 kann über der Platte 40 angeordnet oder mit der Platte 40 integriert sein, so dass die Platte 40 in der fertigen Sitzanordnung 10 freiliegt.
Die Sitzanordnung 10 weist ein dargestelltes beispielhaftes entfaltbares Balkenmodul 44 auf, das an der Vorderseite des Sitzes 12 an einer nach oben weisenden Fläche der Sitzschale 18 montiert ist. Das Modul 44 weist einen aufblasbaren Kunststoffbalken 46 auf der Oberseite der Sitzschale 18 und einen Aufblasmechanismus 48 unter der Sitzschale 18 auf. Als Alternative kann der Mechanismus 48 in einem Balkenleerraum 66 oder damit integriert angeordnet sein und sich oben auf der Sitzschale 18 befinden. Das Sitzpolster 26 ist über der Sitzrahmenanordnung 16 angeordnet. Der Aufblasmechanismus 48 ist elektrisch mit einer nicht gezeigten elektronischen Steuereinheit verbunden. Derartige elektronische Verbindungen können drahtgebunden oder drahtlos hergestellt werden. Als Reaktion auf einen Befehl von der elektronischen Steuereinheit entfaltet der Aufblasmechanismus 48 die Kunststoffplatte 46.
Die elektronische Steuereinheit erteilt Befehle, die teilweise auf einer in der elektronischen Steuereinheit gespeicherten Systemlogik und auf Daten basieren, die von Sensoren eingehen, die elektrisch mit der elektronischen Steuereinheit verbunden sind. Im Einzelnen weist die elektronische Steuereinheit mindestens einen elektronischen Prozessor und einen zugeordneten Speicher auf. Die Betriebssystem-Software des Prozessors ist für den Zugriff durch den Prozessor im Speicher gespeichert. Die Systemlogik zum Ausführen gewisser vorbestimmter Aufgaben, wie in der Software ausgedrückt, wird im Speicher verwahrt. Im Speicher ist auch ein Pufferbereich vorgesehen, der die Speicherung und Verarbeitung von Daten ermöglicht. Die verschiedenen Speicherabschnitte können entweder mit einer einzigen Vorrichtung oder mit mehreren, für besondere Speicherfunktionen bestimmte Vorrichtungen untergebracht werden. Die genaue Struktur der elektronischen Steuereinheit ist für die vorliegende Beschreibung nicht kritisch.
1, 3 und 4 zeigen das Modul 44 mit dem Balken 46 in einem nicht entfalteten Zustand. 1 zeigt, dass die Position des Polsters 26 durch das Vorhandensein des Moduls 44 und spezifisch durch den nicht entfalteten Balken 46 nicht beeinflusst wird. 3 zeigt eine Platzierung des Balkens 46 auf einer nach oben weisenden Fläche und einem vorderen Rand der Sitzschale 18. In 3 ist nur ein Kappenabschnitt 49, der für eine obere Fläche des Balkens 46 sorgt, sichtbar. 4 ist ein schematischer Schnitt der Sitzschale 18 und des Moduls 44 in einer Richtung der Pfeile 4 von 3. In der Darstellung ist der Balken 46 an einer der Sitzschale 26 zugewandten Seite offen. Der beispielhafte Balken 46 hat einen Umfangsmontageflansch 50, der für einen ununterbrochenen Umfangskontakt zwischen dem Balken 46 und der Sitzschale 18 sorgt. Der Flansch 50 ist über einen Wandabschnitt 51 mit dem Kappenabschnitt 49 verbunden. Der Flansch 50 hat einen vorderen Flanschabschnitt 52, der durch einen Flanschspalt 56 von einem hinteren Flanschabschnitt 54 getrennt ist. Der Spalt 56 definiert einen offenen Bereich im Balken 46. In einer Ausführungsform stehen der Flansch 50 und die Sitzschale 26 in Dichteingriff, um an ihrer Schnittstelle für eine luftdichte Abdichtung zu sorgen. Das Mittel zur Bildung der Abdichtung ist von den Materialien abhängig, aus denen die Sitzschale 26 und der Balken gebildet sind. Zu Alternativen für das Befestigen und Abdichten des Balkens 46 an der Sitzschale 18 gehören Wärmekontaktnieten und Ultraschallschweißen. In einer anderen (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsform ist der Balken 46 als eine abgedichtete oder belüftete Blase ausgebildet. Die Blase hat einen Flansch, der sich vom Balken nach außen erstreckt und einen unteren Teil der Blase umschreibt und den Balken an der Sitzschale 18 befestigt. Als Alternative könnte der Flansch jedoch auf einen vorderen Flanschabschnitt und einen hinteren Flanschabschnitt begrenzt sein, die durch einen Flanschspalt getrennt sind, der der Breite der Blase im Wesentlichen entsprechen könnte. Eine untere Platte der Blase schließt den Spalt zwischen den Flanschabschnitten. Beide Flanschabschnitte wären an der Sitzschale 18 befestigt. Bei einer abgedichteten oder belüfteten Blase ist ein Abdichten des Flanschs gegen die Sitzschale 18 nicht notwendig.
Das Balkenmodul 44 ist entfaltbar, damit sich ein vorderes Ende des Sitzpolsters 26 anheben kann, wenn ein Frontalaufprall erfasst wird. Ein Winkel einer dargestellten beispielhaften Sitzposition vergrößert sich von einem Sitzrampenwinkel 60 im nicht entfalteten Zustand, wie in 1 gezeigt, zu einem bedeutend größeren Sitzrampenwinkel 62 im entfalteten Zustand, wie in 2 gezeigt. Beispielhafte Werte für Winkel 60 und 62 sind 30° bzw. 45°. 5 zeigt den Balken 46 auch in einem entfalteten oder aufgeblasenen Zustand. 2 zeigt die Verschiebung des Sitzpolsters 26 nach oben durch den aufgeblasenen Balken 46. Dank dargestellten beispielhaften Ziehharmonikafalten 64 im Wandabschnitt 51 kann der Balken 46 von seiner nicht entfalteten Form, in der er im Wesentlichen bündig mit der Sitzschale 18 ist, zu einer entfalteten Form expandieren, in der die Falten 64 des Wandabschnitts 51 mindestens teilweise gerade sind. Der beispielhafte Sitzbezug ist aus Materialien gebildet, die so gewählt sind, dass sie eine solche Verschiebung ermöglichen, indem sie Dehnungsfalten oder dehnbares Material (nicht gezeigt) in einem im Wesentlichen vertikalen Bereich des Sitzbezugs zwischen einer Platte auf einer im Wesentlichen horizontalen Sitzfläche des Sitzes 12 und einem unteren Rand des Sitzes 12 aufweisen.
Wenn das Modul 44 aktiviert und entfaltet ist, setzt der Aufblasmechanismus 48 über einen Aufblasmechanismusauslass 68 des Aufblasmechanismus 48, der mit dem Leerraum 66 in Fluidkommunikation steht, Gas in den Balkenleerraum 66 frei. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Leerraum 66 zusammenwirkend durch den Balken 46 und die Sitzschale 18 definiert. Beim Aufblasen wird der Kappenabschnitt von der Sitzschale 18 weg verschoben. Der aus einem Kunststoff geformte Balken, wobei es sich bei dem Kunststoff beispielsweise um Polypropylen handeln kann, verfügt über ausreichende Wanddicke, wobei eine Wanddicke beispielsweise zwischen 2 und 4 mm beträgt, und ausreichenden Innendruck im entfalteten Zustand, der beispielsweise zwischen 15 und 20 psi bei einer Temperatur von ungefähr 70°F liegt, dass er einem Falten nach vorne und lokaler Deformierung widersteht, wenn er einer Belastung ausgesetzt wird, die durch einen abtauchenden Fahrgast (Submarining) ausgeübt wird. Die Beabstandung der Abschnitte 52, 54 des Flanschs 50 in Längsrichtung trägt auch wesentlich dazu bei, dass der Balken 46 nach vorne rollt, wenn er in nach vorne gehender Richtung beaufschlagt wird.
Das offenbarte entfaltbare Balkenmodul kann vorteilhaft leicht und preisgünstig und mit minimalen Auswirkungen auf die Sitzrahmenanordnungsauslegung in bestehende Fahrzeuge eingebaut werden. Mit einem Sitz, der über ein entfaltbares Balkenmodul 44 verfügt, können Insassen bei Frontalaufprallen wirksamer gehalten werden als mit einem herkömmlichen Sitz, weil das Submarining weniger wahrscheinlich ist. Ein Formen des Balkens aus Kunststoff stellt einen Balken bereit, der im Vergleich zu einem aus alternativen Materialien wie Gewebe gebildeten Balken solider und widerstandsfähiger gegen örtliche Umlenkung und Biegen nach vorne ist. Wie oben angemerkt, widersteht die Trennung des vorderen und hinteren Flanschs des Balkens in Längsrichtung ferner nach vorne gehenden Kräften gegen den Balken, die ansonsten dazu neigen würden, zu veranlassen, dass der Balken um seine Befestigungsstelle an der Sitzschale nach vorne schwenkt.
So wie es hier verwendet wird, bedeutet das ein Adjektiv modifizierende Adverb „im Wesentlichen“, dass eine Form, eine Struktur, eine Messung, ein Wert, eine Berechnung usw. von einer Geometrie, einem Abstand, einer Messung, einem Wert, einer Berechnung usw., die bzw. der exakt beschrieben wird, aufgrund von Unzulänglichkeiten bei Materialien, der maschinellen Bearbeitung, der Herstellung, den Sensormessungen, den Datenverarbeitungen, der Bearbeitungszeit, der Kommunikationszeit usw. abweichen können.
Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung, die die obige Beschreibung und die beiliegenden Figuren und die folgenden Ansprüche umfasst, veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die bereitgestellten Beispiele wären für den Fachmann bei Lektüre der obigen Beschreibung offensichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht durch Bezugnahme auf die obige Beschreibung, sondern stattdessen durch Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche, zusammen mit dem gesamten Äquivalenzbereich, welcher derartigen Ansprüchen zusteht, bestimmt werden. Sofern hier nicht anders angegeben oder dargelegt, soll allen Begriffen in den Ansprüchen ihre offensichtliche und gewöhnliche Bedeutung gegeben werden. Es wird erwartet und ist beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen bei der hier besprochenen Technik stattfinden werden, und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen einbezogen werden. Zusammengefasst versteht sich, dass die Anmeldung modifizierbar und abänderbar ist und nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt wird.

Claims

Balkenmodul für einen vorderen Rand eines Fahrzeugsitzes, wobei das Modul einen aufblasbaren geformten Kunststoffbalken umfasst, mit Folgendem: einem Kappenabschnitt, der eine geschlossene Seite des Balkens distal zu einem Montageflansch definiert, wobei der Montageflansch einen vorderen Flanschabschnitt und einen hinteren Flanschabschnitt hat, wobei die Abschnitte durch einen Spalt getrennt sind, einem Wandabschnitt mit Ziehharmonikafalten, der zwischen dem Montageflansch und dem Kappenabschnitt angeordnet ist und diese verbindet, wobei der Balken eine nicht entfaltete Form hat, in der die Ziehharmonikafalten zusammengefaltet sind und der Balken im Wesentlichen flach ist, und wobei der Balken eine entfaltete Form hat, in der die Ziehharmonikafalten mindestens teilweise gerade sind und der Kappenabschnitt vom Flansch beabstandet ist.
Balkenmodul nach Anspruch 1, wobei der Balken, der in einem montierten und aufgeblasenen Zustand eine Wanddicke von mehr als 2 mm hat, Deformierung und Schwenkverschiebung widersteht.
Balkenmodul nach Anspruch 1, wobei die Sitzschale ein carbonfaserverstärktes Verbundformteil ist und das Modul durch Ultraschallverschweißungen an der Sitzschale angebracht ist.
Balkenmodul nach Anspruch 1, wobei der Montageflansch einen Gesamtumfang des Balkens umschreibt.
Balkenmodul nach Anspruch 4, wobei der Spalt zwischen dem vorderen Flanschabschnitt und dem hinteren Flanschabschnitt offen ist und der Montageflansch in einem eingebauten Zustand dichtend mit der Sitzschale verbunden ist.
Balkenmodul nach Anspruch 5, wobei ein Aufblasmechanismus an der Sitzschale montiert ist und einen Auslass hat, der mit einem Leerraum in Fluidkommunikation steht, der zusammenwirkend durch den Kunststoffbalken und die Sitzschale definiert ist.
Balkenmodul nach Anspruch 1, wobei der Balken eine Kunststoffblase einschließlich einer den Spalt verschließenden unteren Platte umfasst.
Fahrzeugsitzanordnung, umfassend: einen Sitz, der Folgendes aufweist: eine Sitzrahmenanordnung mit einer Sitzschale, ein über der Sitzrahmenanordnung und dem Balkenmodul angeordnetes Sitzpolster und einen über dem Sitzpolster und der Sitzrahmenanordnung angeordneten Sitzbezug, eine Rückenlehne, die Folgendes aufweist: eine Rückenlehnenrahmenanordnung, ein Rückenlehnenpolster und einen Rückenlehnenbezug, ein entfaltbares Balkenmodul, das an der Sitzschale unter dem Sitzpolster befestigt ist, wobei das Balkenmodul einen aufblasbaren Kunststoffbalken mit Folgendem aufweist: einem Kappenabschnitt, der eine geschlossene Seite des Balkens distal zu einem Montageflansch definiert, wobei der Montageflansch an der Sitzschale befestigt ist und einen vorderen Flanschabschnitt und einen hinteren Flanschabschnitt hat, wobei die Abschnitte durch einen Spalt getrennt sind, einem Wandabschnitt mit Ziehharmonikafalten, der zwischen dem Montageflansch und dem Kappenabschnitt angeordnet ist und diese verbindet, wobei der Balken eine nicht entfaltete Form hat, in der die Ziehharmonikafalten zusammengefaltet sind und der Balken im Wesentlichen flach ist, und wobei der Balken eine entfaltete Form hat, in der die Ziehharmonikafalten mindestens teilweise gerade sind und der Kappenabschnitt vom Flansch beabstandet ist.
Sitz nach Anspruch 8, wobei der Balken, der in einem montierten und aufgeblasenen Zustand eine Wanddicke von mehr als 2 mm hat, Deformierung und Schwenkverschiebung widersteht.
Sitz nach Anspruch 8, wobei die Sitzschale ein carbonfaserverstärktes Verbundformteil ist und das Modul durch Ultraschallverschweißungen an der Sitzschale angebracht ist.
Sitz nach Anspruch 8, wobei der Montageflansch einen Gesamtumfang des Balkens umschreibt.
Sitz nach Anspruch 11, wobei der Spalt zwischen dem vorderen Flanschabschnitt und dem hinteren Flanschabschnitt offen ist und der Montageflansch in einem eingebauten Zustand dichtend mit der Sitzschale verbunden ist.
Sitz nach Anspruch 12, wobei ein Aufblasmechanismus an der Sitzschale montiert ist und einen Auslass hat, der mit einem Leerraum in Fluidkommunikation steht, der zusammenwirkend durch den Kunststoffbalken und die Sitzschale definiert ist.
Sitz nach Anspruch 8, wobei der Balken eine Kunststoffblase einschließlich einer den Spalt verschließenden unteren Platte umfasst.
Aufblasbarer geformter Kunststoffbalken, der Folgendes aufweist: einen Kappenabschnitt, einen Montageflansch, der einen vorderen Flanschabschnitt und einen hinteren Flanschabschnitt hat, die durch einen Spalt getrennt sind, einen zusammenfaltbaren Wandabschnitt, der den Montageflansch mit dem Kappenabschnitt verbindet, wobei der Balken eine nicht entfaltete Form hat, in der der Wandabschnitt zusammengefaltet ist und der Balken im Wesentlichen flach ist, wobei der Balken eine entfaltete Form hat, in der der Wandabschnitt mindestens teilweise gerade ist.
Balken nach Anspruch 15, wobei der Wandabschnitt Ziehharmonikafalten hat, die in der nicht entfalteten Form zusammengefaltet und in der entfalteten Form mindestens teilweise gerade sind.
Balken nach Anspruch 15, wobei die Sitzschale ein carbonfaserverstärktes Verbundformteil ist.
Balken nach Anspruch 17, wobei das Modul durch Ultraschallverschweißungen an der Sitzschale angebracht ist.
Balken nach Anspruch 15, wobei der Montageflansch einen Gesamtumfang des Balkens umschreibt.
Balken nach Anspruch 19, wobei der Spalt zwischen dem vorderen Flanschabschnitt und dem hinteren Flanschabschnitt offen ist und der Montageflansch in einem eingebauten Zustand dichtend mit der Sitzschale verbunden ist.