DE19647649A1 - Fahrzeugsitzanordnung mit einem Sitzteil und einer Lehne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugsitzanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem Auffahrunfall oder beim Anstoßen des Fahrzeughecks gegen eine Wand während der Rückwärtsfahrt erfährt das Fahr­ zeug eine nach vorn gerichtete Beschleunigung, wodurch der auf einem Fahrzeugsitz befindliche Fahrgast ebenfalls nach vorn beschleunigt wird. Hierbei wird der Körper des Fahrga­ stes bedingt durch seine Massenträgheit allmählich in den Sitz gedrückt und verformt die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes dabei etwas nach hinten. Wird der Kopf des Fahrgastes in die­ ser Phase noch nicht durch die normalerweise an der Lehne vorgesehene Kopfstütze abgestützt, kommt es zu einer Relativ­ bewegung des infolge seiner Massenträgheit sich relativ zum Fahrzeugsitz nach hinten bewegenden Kopfes gegenüber dem nach vorn beschleunigten Oberkörper. Diese Relativbewegung wird über die Halswirbelsäule übertragen. Im weiteren Bewegungsab­ lauf kommt es aufgrund der Anbindung des Kopfes durch die Halswirbelsäule zu einer Beschleunigung des Kopfes, der sich nun relativ zum Oberkörper nach hinten dreht, bis er schließ­ lich von der Kopfstütze abgefangen wird.

Durch die Steifigkeit der Sitzlehne ist deren Verformung ent­ gegen der Fahrtrichtung eine relativ enge Grenze gesetzt. Hat der Sitz schließlich die gesamte, vom Fahrgast abgegebene Energie aufgenommen, verformt sich die Sitzlehne bedingt durch die Elastizität wieder in die Ausgangsstellung nach vorn. Hierbei wird die insbesondere in der Rückenlehne ge­ speicherte Energie auf den Fahrgast übertragen, der dadurch nochmals nach vorn beschleunigt wird. Im ungünstigsten Fall setzt diese Beschleunigungsphase ein, während sich der Kopf nach hinten bewegt, was eine zusätzliche Relativbewegung zwi­ schen Kopf und Oberkörper bedeutet und die Halswirbelsäule des Fahrgastes erheblich belastet. Kopf und Oberkörper des Fahrgastes bewegen sich in dieser Phase wieder nach vorn, wo­ bei der Kopf relativ zum Oberkörper dreht.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fahr­ zeugsitzanordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die im Falle eines Stoßes auf das Fahrzeug von hinten auf den Oberkörper des Fahrgastes ausgeübten Beschleunigungs­ kräfte auf einen für den Fahrgast erträglichen und Verletzun­ gen vermeidenden Wert herabgesetzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnen­ den Teiles des Patentanspruchs 1 vorgesehen. Besonders vor­ teilhaft ist dabei die Ausführungsform nach Anspruch 2.

Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß durch eine Ausweichmöglichkeit und Vorsehen einer Dämpfungsvorrichtung eine definierte Rückbewegung bzw. Rückverdrehung der Rücken­ lehne im Falle eines Anstoßens des Fahrzeughecks an ein ande­ res Fahrzeug oder ein Hindernis erfolgt. Aufgrund der ge­ dämpften Verschiebung, insbesondere Verdrehung der Rückenleh­ ne nach hinten wird einerseits ein elastisches Zurückschnel­ len des Sitzes in die Ausgangsposition verhindert und ande­ rerseits die Verlängerung der Einwirkdauer des Stoßes auf den Insassen im Vergleich zur Einwirkdauer des Stoßes auf das Fahrzeug gefährlichen Beschleunigungen des Fahrgastes entge­ gengewirkt, wodurch Verletzungen, insbesondere in der Gegend der Halswirbelsäule weitgehend ausgeschaltet werden.

Vorteilhafte Ausweichwege des Schulterbereichs der Rückenleh­ ne entnimmt man Anspruch 3.

Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung nach Anspruch 4, weil hierdurch nach einem Aufprall des Fahrzeughecks auf ein Hindernis und das damit verbundene Ausweichen der Rückenlehne diese wieder in ihre Normalposition selbsttätig zurückge­ stellt wird, was wegen der gleichzeitig wirkenden Dämpfungs­ vorrichtung jedoch behutsam erfolgt.

Bevorzugte Rückstellkräfte im Schulterbereich entnimmt man Anspruch 5.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung ist besonders vor­ teilhaft nach Anspruch 6 ausgebildet.

Vorteilhafte praktische Realisierungen der Erfindung sind durch die Ansprüche 7 bis 12 gekennzeichnet.

Während sich die Erfindung grundsätzlich für beliebig ange­ ordnete Fahrzeugsitze eignet, sofern Stöße auf die Rückenleh­ ne in Richtung des Fahrgastaufnahmeraumes zu befürchten sind, besteht die bevorzugte Anwendung bei Fahrzeugsitzanordnungen nach Anspruch 13.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsge­ mäßen Fahrzeugsitzanordnung in ihrer Normallage, wobei zusätzlich gestrichelt diejenige Position des Grundgerüstes der Lehne angedeutet ist, die es im Falle eines Stoßes auf das Fahrzeug von hinten durch Verschwenken nach hinten äußerstenfalls ein­ nehmen kann.

Nach Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßer Fahrzeugsitz 11 ein Sitzteil 13 und ein relativ dazu um eine Querachse 17 ver­ stellbare Rückenlehne 14 auf, die auf einem am Fahrzeugchas­ sis 12 vorzugsweise vor- und zurückstellbar angeordneten Grundgestell 16 befestigt sind. Das Sitzteil 13 und die unter einem Winkel von etwas mehr als 90° dazu angeordnete Lehne 14 definieren einen Fahrgastaufnahmeraum 15. Ein im Fahrgastauf­ nahmeraum 15 befindlicher Fahrgast sitzt auf dem Sitzteil 13 und kann sich an die Rückenlehne 14 anlehnen, wobei sein Kopf in einem vorzugsweise als Kopfstütze ausgebildeten Kopfbe­ reich 18 und seine Schultern in einem darunter liegenden Schulterbereich 22 zur Anlage kommen. Weiter ist im unteren Teil der Lehne 14 ein vorzugsweise in Richtung des Fahrgast­ aufnahmeraums 15 etwas vorspringender Kreuzabstützbereich 31 vorgesehen.

Im Bereich der unten an der Lehne 14 vorgesehenen Querachse 17 ist die Lehne 14 über einen in Fig. 1 nur angedeuteten Lehnen-Neigungsverstellmechanismus 29 am Grundgestell 16 be­ festigt. Beispielsweise durch Verdrehen eines an geeigneter Stelle angeordneten Drehknopfes kann so die gewünschte Nei­ gung der Lehne 14 relativ zum Sitzteil 13 auf einen gewünsch­ ten vorgegebenen Wert eingestellt werden.

Die Lehne 14 einschließlich des Neigungsverstellmechanismus 29 ist außerdem um die Querachse 17 relativ zum Grundgestell 16 verschwenkbar angeordnet. Von dem mit der Lehne 14 frei nach hinten verschwenkbaren Neigungsverstellmechanismus 29 erstreckt sich wenigstens ein Hebel 23 innerhalb des Grundge­ stells 16 im wesentlichen nach unten. In seinem von der Quer­ achse 17 abgewandten Endbereich ist der Hebel 23 bei 34 an eine im wesentlichen horizontal verlaufende Kolbenstange 32 angelenkt, die durch eine abgedichtete Bohrung in das Innere eines horizontal angeordneten Zylinders 24 eingreift und dort mit einem darin im Dichtgleitsitz angeordneten Kolben 25 ver­ bunden ist, der eine die beiden Fluidräume 26, 27 des Zylin­ ders 24 verbindenden Drosselbohrung 28 versehen ist. Die bei­ den Fluidräume 26, 27 sind z. B. mit einem geeigneten mehr oder weniger zähen Hydrauliköl gefüllt. Da die Kolbenstange 32 am Zylinder 24 axial geführt ist, soll sie ein zweites Ge­ lenk 34' aufweisen, um den für die Verschwenkbarkeit des He­ bels 23 und die Linearverschiebung des Kolbens 25 erforderli­ chen Freiheitsgrad zu schaffen.

Der von der Kolbenstange 32 abgewandte Boden 30 des Zylinders 24 ist an einem mit dem Grundgestell 16 fest verbundenen La­ gerbock 33 angelenkt.

Zwischen den Anlenkpunkten 34, 35 der so gebildeten Dämp­ fungsvorrichtung 21 erstreckt sich eine Rückstellfeder 20, die den Hebel 23 in Richtung des Pfeiles P, d. h. nach hinten vorspannt, derart, daß sich der Hebel 23 an einen am Grundge­ stell 16 vorgesehenen Anschlag 19 anlegt. Innerhalb der Rückenlehne 14 ist ein dieselbe abstützendes Grundgerüst 36 vor­ gesehen, welches eine mechanisch formschlüssige Verbindung zum Lehnen-Neigungsverstellmechanismus 29 herstellt.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Fahrzeugsitzanordnung ist wie folgt:
Die Rückstellfeder 20 stellt die Rückenlehne 14 über den He­ belmechanismus 23 auf die aus Fig. 1 ersichtliche Position ein, welche durch das Anliegen des Hebels 23 am Anschlag 19 definiert ist. Durch Betätigen des am Neigungsverstellmecha­ nismus 29 vorgesehenen, nicht dargestellten Drehknopfes kann der im Fahrgastaufnahmeraum 15 befindliche Fahrgast nun die Neigung der Rückenlehne 14 auf einen ihn angenehmen Wert ver­ stellen.

Stößt nun gegen das vom Fahrgastaufnahmeraum 15 abgewandte Heck des Fahrzeuges ein Hindernis, beispielsweise ein anderes Fahrzeug, so wird das Fahrzeug nach vorn beschleunigt und übt der Fahrgast insbesondere über den Schulterbereich 22 eine nach hinten gerichtete Trägheitskraft auf die Rückenlehne 14 aus, wodurch diese gedämpft nach hinten schwenkt, indem der Kolben 25 im Zylinder 24 entsprechend der Größe der Drossel­ bohrung 28 und der Rückstellkraft der Feder 20 nach vorne verschoben wird, so daß das Grundgerüst 36 der Rückenlehne 14 schließlich die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete nach hin­ ten geneigte Position einnimmt, in welcher der Kolben 25 ge­ gen den Boden 30 des Zylinders 24 anschlägt, so daß eine wei­ tere Schwenkbewegung der Rückenlehne 14 nach hinten unterbun­ den ist.

Nach Beendigung des Stoßes kann sich die Rückstellkraft der Feder 20 dahingehend auswirken, daß der Hebel 23 die Lehne 14 wieder entsprechend der Drosselwirkung der Drosselbohrung 28 langsam in die gewünschte Ausgangsposition zurückschwenkt.

Die Erfindung verhindert also durch den Einsatz der Dämp­ fungsvorrichtung 21, daß die im Sitz aufgespeicherte Energie auf den Fahrgast in einem Maße zurückübertragen wird, daß ei­ ne Verletzungsgefahr besteht. Die Sitzlehne 14 erfährt also eine durch Abstimmung von Feder- und Dämpfungselement 20, 21 festgelegte gedämpfte Verdrehung nach hinten. Drehpunkt die­ ser Verdrehung nach hinten ist dabei günstiger, aber nicht notwendigerweise der Drehpunkt der Sitzlehne 14, der auch zur Verstellung der Lehnenneigung durch den Fahrgast dient. Wei­ ter wird durch die gedämpfte Rückbewegung der erfindungsgemä­ ßen Sitzlehnenkonstruktion die Einwirkdauer des Stoßes auf den Körper in gewünschter Weise verlängert, wodurch die auf den Fahrgast einwirkenden Beschleunigungskräfte in gewünsch­ ter Weise herabgesetzt werden.

Erfindungsgemäß sind die Sitzlehne 14 und der Hebel 23 dreh­ bar an einem Gelenk 37 angebracht, welches eine gemeinsame Drehung der Rückenlehne 14 und des Hebels 23 um die Querachse 17 gewährleistet. Die Lehne 14 und der Hebel 23 sind also über den Verstellmechanismus starr miteinander und gemeinsam um die Querachse 17 verschwenkbar verbunden.

Der Neigungsverstellmechanismus 29 muß sich erfindungsgemäß nicht unbedingt am Drehgelenk 37 befinden, sondern kann auch an anderer Stelle untergebracht sein.

Bei Rückbewegung der Sitzlehne 14 durch den Fahrgast im Falle eines Anstoßes eines Hindernisses von hinten dreht sich über das Drehgelenk 37 die Sitzlehne nach hinten. Durch die starre Verbindung der Sitzlehne 14 mit dem Hebel 23 wird diese Dreh­ bewegung durch die Dämpfungsvorrichtung 21 behindert und eine definierte Rückbewegung, die durch entsprechende Auslegung der Dämpfungsvorrichtung 21 bestimmt ist, ermöglicht. Die parallel geschaltete Feder 20 sorgt dafür, daß die Rückenleh­ ne in der gewählten Einstellung verbleibt, so lange noch kein Anstoß von hinten erfolgt. Dies wird durch entsprechende Aus­ legung der Federsteifigkeit der Feder 20 erreicht.

Die Verschwenkung der Rückenlehne 14 erfolgt so lange, bis die durch den Anstoß von hinten eingebrachte Energie in der Dämpfungsvorrichtung 21 vernichtet ist. Das Ausmaß der Ver­ drehung der Sitzlehne 14 wird durch Auslegung der Dämpfungs­ vorrichtung 21 eingestellt.

Ein Endanschlag 30 verhindert zu große Schwenkbewegungen der Rückenlehne 14 bei sehr hohem Anstoßimpuls. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes er­ folgt der Endanschlag durch den maximalen Verschiebeweg des Kolbens 25 der hydraulischen Dämpfungsvorrichtung 21, welcher am Ende seiner Bahn am linken Boden 30 des Zylinders 24 an­ stößt.

Erfindungsgemäß wird durch die gedämpfte Verdrehung der Lehne 14 bei einem Stoß auf das Fahrzeug von hinten einerseits ein elastisches Zurückschnellen in die Ausgangsposition verhin­ dert; andererseits wird durch die Verlängerung der Einwirk­ dauer des Stoßes auf den Fahrgast im Vergleich zur Einwirk­ dauer des Stoßes auf das Fahrzeug Beschleunigungen des Fahr­ gastes und daraus resultierenden Verletzungen, insbesondere in der Gegend der Halswirbelsäule entgegengewirkt.

Bezugszeichenliste

11

Fahrzeugsitz

12

Fahrzeugchassis

13

Sitzteil

14

Lehne

15

Fahrgastaufnahmeraum

16

Grundgestell

17

Querachse

18

Kopfbereich

19

Anschlag

20

Rückstellfeder

21

Dämpfungsvorrichtung

22

Schulterbereich

23

Hebel

24

Zylinder

25

Kolben

26

Fluidraum

27

Fluidraum

28

Drosselverbindung

29

Lehnen-Neigungsverstellmechanismus

30

Zylinderboden

31

Kreuzabstützbereich

32

Kolbenstange

33

Lagerbock

34

Anlenkpunkt

35

Anlenkpunkt

36

Grundgerüst

37

Drehgelenk

Claims (13)

1. Fahrzeugsitzanordnung mit wenigstens einem einen Sitz­ teil (13) und einer Lehne (14) aufweisenden Fahrzeugsitz (11), welcher einen Fahrgastaufnahmeraum (15) definiert und ein Grundgestell (16) aufweist, das am Fahrzeugchas­ sis (12) vorzugsweise verstellbar fest angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei über der normalen Beanspruchung beim Sitzen auf­ tretenden Beschleunigungskräften in Richtung vom Fahr­ gastaufnahmeraum (15) weg wenigstens die Lehne (14) re­ lativ zum Fahrzeugchassis (12) in Richtung vom Fahrgast­ aufnahmeraum (15) weg mittels einer Dämpfungsvorrichtung (21) gedämpft ausweichbar angeordnet ist.

2. Fahrzeugsitzanordnung nach Anspruch 1 mit einer um eine Querachse (17) am Grundgestell (16) bzw. dem Sitzteil (13) angeordneten Lehne (14), dadurch gekennzeichnet, daß bei über der normalen Beanspruchung beim Sitzen auf­ tretenden Beschleunigungskräften in Richtung vom Fahr­ gastaufnahmeraum (15) weg die Lehne (14) um die Querach­ se (17) in Richtung vom Fahrgastaufnahmeraum (15) weg gedämpft wegschwenkbar ist.

3. Fahrzeugsitzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausweichweg der Lehne (14) im Schulterbereich (22) 5 bis 40 cm, vorzugsweise 10 bis 30 cm und insbe­ sondere etwa 20 cm beträgt.

4. Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Lehne (14) eine federnde Rückstellkraft (20) wirkt, welche die Lehne (14) auf einen der vorzugsweise voreingestellten Neigung entsprechenden Anschlag (19) zu vorspannt und insbesondere größer als die beim normalen Anlehnen auftretende Kraft ist.

5. Fahrzeugsitzanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft (20) im Schulterbereich (22) 20 bis 2000 N, vorzugsweise 50 bis 500 N und insbesondere etwa 300 N beträgt.

6. Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (21) die im Schulterbereich (12) auf die Lehne (14) vom Fahrgastaufnahmeraum (15) weg ausübbaren Kräfte gegebenenfalls in Verbindung mit der Rückstellkraft (20) auf 200 bis 2000 N, vorzugsweise 500 bis 1000 N und insbesondere etwa 800 N begrenzt.

7. Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lehne (14) über wenigstens ein Getriebe, insbe­ sondere wenigstens einen Hebel (23) mit der am Grundge­ stell (16) befestigten Dämpfungsvorrichtung (21) verbun­ den ist.

8. Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (21) aus einem fluidgefüll­ ten Zylinder (24) mit darin angeordneten Kolben (25) be­ steht, wobei zwischen den im übrigen abgeschlossenen Fluidräumen (26, 27) des Zylinders (24) eine Drosselver­ bindung (28) vorliegt.

9. Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Dämpfungsvorrichtung (21) eine Rück­ stellfederanordnung geschaltet ist.

10. Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Lehne (14) einerseits und die Dämp­ fungsvorrichtung (21) sowie gegebenenfalls das Getriebe (23) und/oder die Rückstellfeder (20) andererseits ein Lehnen-Neigungs-Verstellmechanismus (29) geschaltet ist.

11. Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausweichbereich der Lehne (14) vom Fahrgastauf­ nahmeraum (15) weg durch eine Anschlaganordnung (25, 30) begrenzt ist.

12. Fahrzeugsitzanordnung nach Anspruch 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlaganordnung durch den Kolben (25) und den einen Boden (30) des Zylinders (24) gebildet ist.

13. Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugsitz (11) in Fahrtrichtung des mit ihm ausgestatteten Fahrzeuges und die Lehne (14) entgegen der Fahrtrichtung ausweichbar angeordnet ist.