DE10249265B3

DE10249265B3 - Kraftfahrzeugsitz mit einer crashaktiven Kopfstütze

Info

Publication number: DE10249265B3
Application number: DE10249265A
Authority: DE
Inventors: Uwe Lindenberg
Original assignee: Faurecia Autositze GmbH and Co KG
Current assignee: Faurecia Autositze GmbH
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-10-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz mit einer crashaktiven Kopfstütze. Diese ist am bzw. im Querholm des Rückenlehnen-Rahmens axial verschiebbar und schwenkbar gelagert und steht über Verbindungsmittel mit einem zwischen den Seitenholmen des Rückenlehnen-Rahmens angeordneten Prallmittel derart in Wirkverbindung, dass sie sich durch Verlagerung des Prallmittels im Heck-Crashfall nach oben und vorn bewegt. Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen Kraftfahrzeugsitz weiterzuentwickeln. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Verbindungsmittel aus einem U-förmigen, nach unten offenen Kopfstützen-Trägerrahmen (13), jeweils einem in einem Drehpunkt (20) drehgelenkig an jedem der Seitenholme (3) angeschlagenen Schwenkhebel (15), an denen das Prallmittel (12) befestigt ist, sowie einer mindestens auf einer Rückenlehnenseite vorgesehenen Schubstange (14) bestehen, deren unteres Ende in einem vom Drehpunkt (20) des Schwenkhebels (15) am Seitenholm (3) beabstandeten Drehpunkt (19) an den Schwenkhebel (15) und deren oberes Ende in einem Drehpunkt (18) drehgelenkig an den Kopfstützen-Trägerrahmen (13) angeschlagen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz mit einer crashaktiven Kopfstütze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine der häufigsten Verletzungen im Straßenverkehr sind Nackenverletzungen eines Fahrzeuginsassen infolge eines sogenannten Peitschenschlages seines Kopfes. Derartige Verletzungen treten bei Heck-Crashs schon bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten auf, weil die Nacken-Wirbelsäule eines Insassen dabei enormen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Die Ursachen für diese Verletzungen liegen zum einen darin, dass die Kopfstütze in aller Regel immer zu niedrig eingestellt ist und zum anderen darin, dass die Kopfstütze konstruktiv bedingt zu weit weg vom Kopf des Sitzinsassen angeordnet ist. Um einem Peitschenschlag entgegenzuwirken, sind Kraftfahrzeugsitze mit sogenannten crashaktiven, genauer gesagt heck-crashaktiven Kopfstützen, entwickelt worden. Bei diesen Sitzen wird die bei einem Heck-Crash auf die Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes wirkende Trägheitskraft des Körpers eines Sitzinsassen durch entsprechende Übertragungsmechanismen derart auf die Kopfstütze übertragen, dass diese sich nach oben und vorn bewegt.

In der WO 98/09838 A1 ist ein gattungsgemäßer Kraftfahrzeugsitz beschrieben. Der Rahmen der Rückenlehne dieses Sitzes weist zwei Seitenholme sowie einen diese in ihrem oberen Bereich verbindenden Querholm auf. An dem Querholm sind hülsenförmige Halterungen axial verschieblich und schwenkbar geführt, die Haltestangen der Kopfstütze höhenverstellbar aufnehmen. Die unteren Enden der Halterungen sind starr mit einem Kopfstützen-Trägerrahmen verbunden, der zwischen den Seitenholmen des Rückenlehnen-Rahmens angeordnet und nach unten offen U-förmig gebogen ist. Die beiden Schenkel des Kopfstützen-Trägerrahmens sind im Bereich ihrer unteren Enden durch Lenker an den benachbarten Seitenholmen des Rückenlehnen-Rahmens geführt. In diesem Bereich erstreckt sich auch eine Prallplatte zwischen den beiden Schenkeln des Kopfstützen-Trägerrahmens. Wird die Prallplatte aufgrund eines Heck-Crashs durch den Torso eines Sitzinsassen mit Wucht nach hinten gedrückt, schwenkt der gesamte Kopfstützen-Trägerrahmen in seinem unteren Bereich nach hinten und oben, wodurch sich die Halterungen der Kopfstütze am Querholm des Rückenlehnen-Rahmens nach oben verschieben und in ihrem oberen Bereich nach vorn schwenken. Durch diesen Mechanismus wird die Kopfstütze bei einem Heck-Crash nach vorn und oben verlagert. Eine dieser eben beschriebenen sehr ähnliche Konstruktion geht aus der EP 0 627 340 B1 hervor.

Ein Nachteil des gattungsgemäßen Standes der Technik ist darin zu sehen, dass die Aufprallkraft eines Sitzinsassen auf das Prallmittel, und damit auch auf die direkt mit diesem verbundene Kopfstützen-Trägerkonstruktion, im wesentlichen horizontal wirkt. Zum Erreichen der gewünschten Aufwärts-Bewegung der Kopfstütze, die deutlich größer sein soll als die Vorwärts- Bewegung, muss aus der im wesentlichen horizontal wirkenden Aufprallkraft ein vertikaler Kraftanteil abgezweigt werden, was konstruktiv durch Lenker – oder äquivalent – Kulissenführungen des Prallmittels gelöst wird. Hierbei sind einem Konstrukteur jedoch Grenzen gesetzt. So kann zum Beispiel eine Kulisse nicht beliebig steil (große Aufwärts-Bewegung der Kopfstütze) angeordnet sein, da die Horizontalkraft dann im wesentlichen als Verformungskraft und nicht als Bewegungskraft wirken würde. Bei der gattungsgemäßen Konstruktion gibt es also Probleme bei der Abstimmung zwischen Aufwärts-Bewegung und Vorwärts-Bewegung der Kopfstütze in den gewünschten bzw. vorgeschriebenen Relationen.

Des weiteren ist das Prallmittel bei gattungsgemäßen Kraftfahrzeugsitzen relativ hoch, d.h. etwa in Schulterhöhe eines Sitzinsassen, angeordnet. Gerade aber in dieser Höhe treten bekanntermaßen bei einem Heck-Crash die geringsten Aufprallkräfte des Insassenkörpers auf die Rückenlehne auf. Eine tiefere Anordnung des Prallmittels wäre daher wünschenswert.

Eine tiefere Anordnung des Prallmittels ist in der DE 100 60 764 C1 offenbart. Bei diesem Kraftfahrzeugsitz ist das Prallmittel im Gesäßbereich eines Sitzinsassen angeordnet. Allerdings weist dieser Kraftfahrzeugsitz ebenfalls die oben beschriebenen Abstimmungsproblememe zwischen der Aufwärts- und Vorwärtsbewegung der Kopfstütze auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben angeführten Mängel des Standes der Technik abzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Kraftfahrzeugsitz gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Aufgrund der Zwischenschaltung der Schubstange bzw. der Schubstangen zwischen dem an den Schwenkhebeln aufgehängten Prallmittel und dem Kopfstützen-Trägerrahmen, kann das Prallmittel in einem Bereich der Rückenlehne angeordnet werden, in dem bei einem Heck-Crash die größten Aufprallkräfte des Körpers eines Sitzinsassen auftreten, nämlich im Gesäßbereich. Zum anderen überträgt die Schubstange aus der Schwenkbewegung der Schwenkhebel eine im wesentlichen nach oben gerichtete Kraft auf den Kopfstützen-Trägerrahmen, so dass die Kulissen relativ steil ausgeführt werden können. Das verbessert die Abstimmungsmöglichkeit zwischen Aufwärts- und Vorwärts-Bewegung der Kopfstütze.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:
1 einen Blick von schräg vorn auf die Rahmenkonstruktion einer Kraftfahrzeug-Rückenlehne in normaler Gebrauchsstellung, d.h. bei nicht aktivierter Kopfstütze,
2 eine Darstellung gemäß 1 bei aktivierter Kopfstütze,
3 einen Schnitt A-A gemäß 1,
4 einen Schnitt B-B gemäß 2,
5 einen Ausschnitt C gemäß 3 in vergrößertem Maßstab, und
6 einen Ausschnitt D gemäß 4 in vergrößertem Maßstab.
Die Zeichnung zeigt die Rahmenstruktur der Rückenlehne 1 eines ansonsten nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugsitzes mit den Ausrüstungsteilen für eine crashaktive Kopfstütze 2. Die Rahmenstruktur der Rückenlehne 1 besteht im wesentlichen aus zwei Seitenholmen 3, die an ihren oberen Enden durch einen Querholm 4 und an ihren unteren Enden durch einen weiteren Querholm 5 starr miteinander verbunden sind. Die Seitenholme 3 sowie die Querholme 4 und 5 sind als Blech-Formteile ausgeführt. Die Rückenlehne 1 ist über Adapter 6 neigungsverstellbar mit der Tragstruktur des nicht dargestellten Sitzteils des Kraftfahrzeugsitzes verbunden. Zur Neigungsverstellung werden übliche Drehversteller oder Rastbeschläge 7 eingesetzt.
Die Kopfstütze 2 besitzt zwei Haltestangen 8, die jeweils in eine hülsenförmige Halterung 9 eingesteckt und in dieser höhenverstellbar geführt sind. Die Halterungen 9 selbst sind in einer am Querholm 4 vorgesehenen Kunststoff-Führung 10 axial verschiebbar gelagert. Diese Kunststoff-Führung 10 gestattet gleichzeitig eine leichte Nickbewegung der Halterungen 9 nach vorn und hinten (Pfeil 11 in den 3 bis 6).
Die Kopfstütze 2 steht über Verbindungsmittel mit einer im unteren Bereich zwischen den Seitenholmen 3 angeordneten Prallplatte 12 in Wirkverbindung. Zu diesen Verbindungsmitteln gehören ein Kopfstützen-Trägerrahmen 13, zwei beidseitig vorgesehene Schubstangen 14 sowie zwei ebenfalls beidseitig vorgesehene Schwenkhebel 15.
Der Kopfstützen-Trägerrahmen 13 ist als U-förmig gebogener Rohrrahmen ausgeführt, dessen Schenkel 13.2 nach unten weisen. Die Basis 13.1 des Kopfstützen-Trägerrahmens 13 ist mit den Halterungen 9 verschweißt. An die unteren Enden der Schenkel 13.2 des Kopfstützen-Trägerrahmens 13 sind L-förmige Laschenbleche 13.3 angeschweißt. Im Zwickelbereich dieser Laschenbleche 13.3 ist jeweils eine aus der Darstellung nicht ersichtliche Rolle über Befestigungsmittel 16 drehbar an den Laschenblechen 13.3 gelagert. Jede Rolle läuft jeweils in einer im zugeordneten Seitenholm 3 vorgesehenen Kulisse 17. Diese Kulissen 17 verlaufen jeweils schräg von vorn unten nach hinten oben, wie am besten aus den 3 und 4 hervorgeht.
An das freie, nach hinten abstehende Ende der Laschenbleche 13.3 ist das obere Ende der Schubstangen 14 in einem Drehpunkt 18 drehgelenkig angeschlagen. Das untere Ende der Schubstangen 14 ist in einem weiteren Drehpunkt 19 drehgelenkig im Zwickelbereich der L-förmigen Schwenkhebel 15 befestigt. Der von dem Drehpunkt 19 aus gesehen nach vorn abragende Schenkel der Schwenkhebel 15 ist in einem Drehpunkt 20 drehgelenkig am zugeordneten Seitenholm 3 angeschlagen, während an den vom Drehpunkt 19 aus nach unten abragenden Schenkel der Schwenkhebel 15 die Prallplatte 12 angeschweißt ist. In den vom Drehpunkt 19 aus gesehen nach vorn abragenden Schenkel der Schwenkhebel 15 ist jeweils eine Zugfeder 21 eingehängt, deren anderes Ende am Seitenholm 3 befestigt ist. Die beiden Zugfedern 21 halten die zu der crashaktiven Kopfstütze 2 gehörenden Ausrüstungsteile – Prallplatte 12, Schwenkhebel 15, Schubstangen 14, Kopfstützen-Trägerrahmen 13 und Halterungen 9 – im normalen Fahrbetrieb in einer quasi starren Position, wie sie aus den 1, 3 und 5 hervorgeht. Die Haltekräfte der Zugfedern 21 sind so stark, dass auf die Prallplatte 12 einwirkende Kräfte diese nicht, bzw. nicht wesentlich verlagern.
Nachfolgend wird der Auslösevorgang der crashaktiven Kopfstütze 2 beschrieben. Ausgangspunkt ist die in den 1, 3 und 5 gezeigte Position der Ausrüstungsteile der crashaktiven Kopfstütze 2.
Im Falle eines Heck-Crashs trifft die Gesäßpartie eines Sitzinsassen aufgrund der starken negativen Beschleunigung mit großer Wucht auf die Polsterung der Rückenlehne 1, und damit auf die Prallplatte 12. Die dabei auftretenden Kräfte überwinden die Haltekräfte der beiden Zugfedern 21, so dass die Schwenkhebel 15 um ihre Drehpunkte 20 im Gegen-Uhrzeigersinn schwenken. Aufgrund dieser Schwenkbewegung werden die Schubstangen 14 nach oben gedrückt und übertragen dadurch die Auslösekraft auf den Kopfstützen-Trägerrahmen 13. Dieser verschiebt sich, über seine Rollen geführt, in den Kulissen 17 nach oben und drückt die starr mit seiner Basis 13.1 verbundenen Halterungen 9 der Kopfstütze 2 nach oben aus dem Lehnenkopf heraus. Aufgrund der Schrägstellung der Kulissen 17 resultiert aus dieser Bewegung gleichzeitig eine leichte Bewegung der Halterungen 9 nach vorn und – wie schon oben erwähnt – wird diese Bewegung durch die nicht starre Lagerung in der Kunststoff-Führung 10 ermöglicht. Im wesentlichen bewegt sich also die Kopfstütze 2 bei dem Auslösevorgang nach oben und etwas nach vorn. Die endgültige Auslöseposition der Kopfstütze 2 ist in den 2, 4 und 6 dargestellt.
Um Nackenverletzungen zu vermeiden, ist es erforderlich, dass die Kopfstütze 2 diese Position beibehält, auch dann, wenn keine ausreichende Kraft mehr auf die Prallplatte 12 einwirkt. Um dies zu ermöglichen, sind am Querholm 4 zwei voneinander beabstandete Formfederdrähte 22 befestigt. Deren freie Enden sind als Auflaufschenkel 22.1 für die Basis 13.1 des Kopfstützen-Trägerrahmens 13 ausgebildet. Die Auflaufschenkel 22.1 gehen in eine Ausbuchtung 22.2 über. Im Auslösefall läuft die Basis 13.1 zunächst auf die Auflaufschenkel 22.1 der Formfederdrähte 22 auf. Diese federn dadurch nach hinten, so dass die Basis 13.1 des Kopfstützen-Trägerrahmens 13 in die Ausbuchtung 22.2 gelangen kann. Dadurch wird der Kopfstützen-Trägerrahmen 13, und damit die Kopfstütze 2, in ihrer Auslöseposition gehalten. Um den Halt der Basis 13.1 in der Ausbuchtung 22.2 zu verbessern, ist an die Basis 13.1 ein Rundstahl 23 (siehe insbesondere 5 und 6) angeschweißt.
Zur Wiederherstellung der normalen Gebrauchsposition der Kopfstütze 2 ist an der Lehnen-Rückseite eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zugschlaufe vorgesehen, die mit den Formfederdrähten 22 verbunden ist. Durch Betätigung der Zugschlaufe federn die Formfederdrähte 22 nach hinten, so dass die Basis 13.1 des Kopfstützen-Trägerrahmens 13 aus der Ausbuchtung 22.2 freikommt. Die Zugfedern 21 ziehen nun den gesamten Auslösemechanismus in die Ausgangsstellung, d.h. in die Position bei normalem Fahrbetrieb (1, 3 und 5) zurück.

Claims

Kraftfahrzeugsitz mit einer crashaktiven Kopfstütze und einer Rückenlehne, deren Tragstruktur zwei Seitenholme und einen diese an ihren oberen Enden starr miteinander verbindenden Querholm aufweist, wobei an oder in diesem Querholm Halterungen axial verschiebbar und schwenkbar geführt sind, die die Kopfstütze höhenverstellbar aufnehmen und über Verbindungsmittel mit einem zwischen den Seitenholmen angeordneten Prallmittel gekoppelt sind, welches bei einem Heck-Crash durch den aufprallenden Körper eines Sitzinsassen nach hinten verlagerbar ist, wobei die Verbindungsmittel diese Verlagerungsbewegung derart auf die Halterungen der Kopfstütze übertragen, dass sich diese nach oben und vorn bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel bestehen aus: – einem U-förmigen nach unten offenen Kopfstützen-Trägerrahmen (13), dessen Basis (13.1) starr mit den in die Rückenlehne (1) hineinragenden unteren Enden der Halterungen (9) verbunden ist, und dessen Schenkel (13.2) an ihren unteren Enden in schräg nach hinten und oben verlaufenden Kulissen (17) der benachbarten Seitenholme (3) geführt sind, – jeweils einem, in einem Drehpunkt (20) drehgelenkig an jedem der Seitenholme (3) angeschlagenen Schwenkhebel (15), wobei sich das Prallmittel (12) zwischen den beiden Schwenkhebeln (15) erstreckt und starr mit diesen verbunden ist, und – einer, mindestens auf einer Rückenlehnen-Seite vorgesehenen Schubstange (14), deren unteres Ende in einem vom Drehpunkt (20) des Schwenkhebels (15) am Seitenholm (3) beabstandeten Drehpunkt (19) an den Schwenkhebel (15) und deren oberes Ende in einem Drehpunkt (18) drehgelenkig an den Kopfstützen-Trägerrahmen (13) angeschlagen ist.
Kraftfahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rastmittel vorgesehen sind, die nach dem Auslösen des Prallmittels (12) die Verbindungsmittel in ihrer Auslösungs-Stellung halten.
Kraftfahrzeugsitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel als Formfederdrähte (22) ausgeführt sind, die am Querholm (3) des Rückenlehnen-Rahmens befestigt sind und Auflaufschenkel (22.1) für die Basis (13.1) des Kopfstützen-Trägerrahmens (13) aufweisen, die in eine Ausbuchtung (22.2) übergehen, in die die Basis (13.1) einrastet.
Kraftfahrzeugsitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formfederdrähte (22) mit einem an der Rückseite der Rückenlehne (1) vorgesehenen Zugmittel verbunden sind, bei dessen Betätigung die Formfederdrähte (22) zur Freigabe der Basis (13.1) des Kopfstützen-Trägerrahmens (13) aus der Ausbuchtung (22.2) nach hinten einfedern.
Kraftfahrzeugsitz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel (15) L- förmige Winkelhebel sind, wobei der eine Schenkel an seinem Ende den Drehpunkt (20) mit dem zugeordneten Seitenholm (3) aufweist und an dem anderen Schenkel das Prallmittel (12) befestigt ist.
Kraftfahrzeugsitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt (19) der Schubstange (14) im Zwickelbereich des Schwenkhebels (15) angeordnet ist.