DE19942973B4

DE19942973B4 - Fahrzeugsitz mit Crashenergieabsorption

Info

Publication number: DE19942973B4
Application number: DE1999142973
Authority: DE
Inventors: Rolf Schüler
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Johnson Controls Components GmbH and Co KG
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: DE19942973A1

Abstract

Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einer an der Fahrzeugstruktur zu befestigenden Unterschiene (3), mit einer sitzstrukturfesten Oberschiene (5), welche zur Einstellung der Sitzlängsposition des Fahrzeugsitzes (1) relativ zur Unterschiene (3) verschiebbar und mittels eines Verriegelungsmoduls (11) mit der Unterschiene (3) verriegelbar ist, und mit einer Knautschzone (14', 15', 19; 19'; 19''), welche mit ineinanderlaufenden Bauteilen (3, 5) ausgebildet ist und welche im Crashfall wirksam wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinanderlaufenden Bauteile (3, 5) die Unterschiene (3) und Oberschiene (5) sind und daß die Knautschzone (14', 15', 19; 19'; 19'') am Verriegelungsmodul (11) als wenigstens eine Aufnahme (14', 15') mit einem Verformungsblock (19; 19'; 19'') ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz, insbesondere einen Kraftfahrzeugsitz, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Um bei einem Crash die Belastung der Insassen beim Abbremsen zu reduzieren, weisen Fahrzeuge heutzutage eine Fahrzeugstruktur mit Knautschzonen zur Absorption der Crashenergie auf. Die Insassen werden von Sicherheitsgurten, die mit beim Crash wirksamen Gurtstraffern ausgerüstet sind, sicher und fest in den Fahrzeugsitzen gehalten. Die beim Crash auf die Insassen wirkenden Abbremskräfte werden dann über die Sicherheitsgurte in die Fahrzeugstruktur geleitet. Bei Gurtintegralsitzen erfolgt der Kraftfluß über einen Teil der Sitzstruktur. Um die Verletzungsgefahr durch den Sicherheitsgurt auch bei kompakteren Fahrzeugen mit geringeren Knautschzonen zu verringern, ist es bekannt, Fahrzeugsitze mit Gurtkraftbegrenzern zu verwenden, die bei zu hohen Kräften nachgeben und die feste Verbindung zwischen Insasse und Fahrzeugsitz ausheben.

Ein Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art ist aus der DE 196 53 452 A1 bekannt. In der DE 44 07 129 C1 und der DE 37 27 671 C2 sind Fahrzeugsitze ohne Längseinstellung beschrieben, deren deformierbare Elemente im Bereich der Befestigung der feststehenden Teile vorgesehen sind. Bei dem längseinstellbaren Fahrzeugsitz gemäß der US 3,669,397 A ist ein deformierbares Element im Bereich der Befestigung des Sitzgestells an der Oberschiene vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Spannungsspitzen im Crashfall auf die Insassen gering gehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß die im Crashfall wirksamen Mittel als wenigstens eine Knautschzone am Verriegelungsmodul ausgebildet sind, also als ein im Crashfall durch die Belastungen verformbarer Bereich, ergeben sich gegenüber bekannten Mitteln dieser Art Vorteile. Beispielsweise geben Gurtkraftbegrenzer im Crashfall Weg zwischen dem Insassen und dem Fahrzeugsitz frei, so daß der Insasse sich nicht mehr in seiner idealen Position zum Fahrzeugsitz befindet, wodurch die Gefahr besteht, daß die Anti-Submarining-Rampe nicht mehr wirksam sein kann und der Insasse unter dem Gurt hindurch taucht. Im Gegensatz hierzu bleibt auch bei Einsatz der verwendeten Knautschzone im Fahrzeugsitz der Insasse in seiner Position zum Fahrzeugsitz fixiert, wodurch kontrollierte Bewegungen des Insassen möglich sind. So bleibt der Abstand zur Rückenlehne klein, so daß die Gegenbeschleunigung im Falle eines Frontalcrashs direkt von der Rückenlehne abgefangen werden kann.

Die Knautschzone wird bei einer Belastung in der Bewegungsrichtung der Oberschiene relativ zur Unterschiene wirksam. Der Fahrzeugsitz kann sich dann im Crashfall gezielt bewegen und dabei Crashenergie abbauen. Bei Standard-3-Punkt-Gurten, die an der B-Säule des Kraftfahrzeuges befestigt sind, ergibt sich ein Gurtstraffereffekt, indem der Befestigungspunkt des Gurtes bleibt, aber der Fahrzeugsitz sich kontrolliert von diesem Punkt wegbewegt.

Eine konstruktiv einfach herzustellende, bevorzugte Knautschzone kann an dem Verriegelungsmodul, welches bei bekannten Fahrzeugsitzen zwischen der Oberschiene und der Unterschiene zur Verriegelung der in Sitzlängsrichtung eingestellten Sitzposition vorgesehen ist, jeweils auf der Seite der Befestigungsstellen des Verriegelungsmoduls ausgebildet sein, die im Crashfall im Kraftfluß liegen.

Die Knautschzone ist als wenigstens eine Aufnahme mit einem Verformungsblock ausgebildet, so daß eine gesonderte Herstellung des Verformungsblocks erfolgen kann. Dies hat den Vorteil, daß eine standardisierte Aufnahme, die bei Normalbelastungen die Kräfte weiterleiten kann, mit einem spezielle geformten Verformungsblock bestückt werden kann. Der Verformungsblock ist vorzugsweise in Bewegungsrichtung der Oberschiene strukturiert, um die Kräfte im Crashfall besonders gut aufzunehmen. Um den Verformungsblock an die unterschiedlichen Belastungen sowohl innerhalb eines Fahrzeuges als auch bei verschiedenen Fahrzeugen anpassen zu können, sind vorzugsweise Verformungsblöcke mit unterschiedlichen Geometrien und/oder unterschiedlichen Materialien vorgesehen, die gezielt eingesetzt werden können.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 eine perspektivische, teilweise geschnitten dargestellte Ansicht eines Sitzschienenpaares des Ausführungsbeispiels,
2 Kraft-Weg-Verläufe für drei verschiedene Verformungsblöcke, und
3 eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels.
Ein längseinstellbarer Fahrzeugsitz 1 für ein Kraftfahrzeug weist auf seinen beiden Seiten je ein Sitzschienenpaar auf, bestehend aus einer an der Fahrzeugstruktur zu befestigenden Unterschiene 3 und einer sitzstrukturfesten Oberschiene 5. Die Oberschiene 5 ist in der Unterschiene 3 geführt und zur Änderung der Sitzlängsposition des Fahrzeugsitzes 1 relativ zur Unterschiene 3 verschiebbar. Die Unterschiene 3 weist einen ungefähr U-förmigen, nach oben offenen Querschnitt mit nach innen umgebogenen Rändern auf. Die Oberschiene 5 weist einen ebenfalls U-förmigen, aber nach unten offenen Querschnitt von geringerer Breite mit nach außen umgebogenen Rändern auf. Die umgebogenen Rän der von Unterschiene 3 und Oberschiene 5 hintergreifen einander und sorgen so für den Zusammenhalt quer zur Sitzlängsrichtung.
Um die eingestellte Sitzlängsposition zu verriegeln, weist die Oberschiene 5 ein Verriegelungsmodul 11 mit mehreren Rastbolzen auf, das mit Rastöffnungen der Unterschiene 3 zusammenwirkt. Das Verriegelungsmodul 11 ist innerhalb des nach unten geöffneten, mittleren Bereichs der Oberschiene 5 angeordnet. Das Verriegelungsmodul 11 weist ein Mittelteil 13 mit den Rastbolzen, ein Vorderteil 14 und ein Hinterteil 15 auf, die hintereinander in Sitzlängsrichtung angeordnet und miteinander verbunden sind. Das Vorderteil 14 ist mit einer nach oben offenen Aufnahme 14' und an dem vom Mittelteil 13 abgewandten Ende mit einer Befestigungsbohrung 17 versehen. Das Hinterteil 15 ist ebenfalls mit einer nach oben offenen Aufnahme 15' und an dem vom Mittelteil 13 abgewandten Ende mit einer Befestigungsbohrung 17 versehen. Die Wände der beiden Aufnahmen 14' und 15' übertragen die im Normalfall auftretenden Kräfte. In die beiden Aufnahmen 14' und 15' ist je ein Verformungsblock 19 eingesetzt. Jeder der Verformungsblöcke 19 weist eine Geometrie auf, die zumindest in Sitzlängsrichtung strukturiert ist, im Ausführungsbeispiel mit einer Einschnürung. Über die beiden Befestigungsbohrungen 17 ist das Verriegelungsmodul 11 an der Oberschiene 5 befestigt, beispielsweise angeschraubt.
Wird das Kraftfahrzeug mit dem Fahrzeugsitz 1 einem Crash ausgesetzt, so wird der Fahrzeugsitz 1 zunächst anders als die Fahrzeugstruktur beschleunigt oder abgebremst. Im Falle eines Frontalcrashs wird die Fahrzeugstruktur so abgebremst, daß die Oberschiene 5 relativ zur Unterschiene 3 nach vorne gedrückt wird. Im Falle eines Heckcrashs wird der Fahrzeugsitz 1 so beschleunigt, daß die Oberschiene 5 relativ zur Unterschiene 3 nach hinten gedrückt wird. In beiden Fällen erfolgt der Kraftfluß vom Insassen über den Sicherheitsgurt in die Sitzstruktur mit der Oberschiene 5, in das Verriegelungsmodul 11, und zwar zunächst in des sen Vorderteil 14 bzw. dessen Hinterteil 15 mit den Verformungsblöcken 19 und dann in dessen Mittelteil 13 mit den Rastbolzen, in die Unterschiene 3 und schließlich in die Fahrzeugstruktur. Die Verformungsblöcke 19 bilden zusammen mit den leicht deformierbaren Wänden der Aufnahmen 14' und 15' Knautschzonen, die im Kraftfluß liegen und bei Überschreiten einer definierten Last eine definierte Strecke nachgeben und somit – im Idealfall kontinuierlich – Bewegungsenergie abbauen. Dabei wird bei einem Frontalcrash die vordere Knautschzone und bei einem Heckcrash die hintere Knautschzone besonders stark deformiert.
Es sind vorzugsweise mehrere Arten von Verformungsblöcken vorgesehen, außer dem Verformungsblock 19 beispielsweise ein Verformungsblock 19' mit einer Wellenform und ein Verformungsblock 19'' mit Diagonalverstrebungen. Durch die unterschiedlichen Geometrien und durch unterschiedliche Materialien können unterschiedliche Verläufe der Längskraft F in Abhängigkeit vom Weg s der Oberschiene 5 erzielt werden, wie es in 2 dargestellt ist. Die Fläche unter jeder Kurve gibt die jeweils absorbierte Crashenergie wieder. Dadurch stehen für Frontalcrash und Heckcrash, tunnelseitig und schwellerseitig (wegen asymmetrischen Karosserieverformungen) sowie fahrzeugspezifisch individuell definierte Knautschzonen zur Verfügung. Für die beiden Vordersitze des Kraftfahrzeuges können so acht verschiedene Verformungsblöcke eingebaut werden. Ja nach Fahrzeugtyp und Anforderung kann es sinnvoll sein, jeweils nur vordere oder nur hintere Verformungsblöcke vorzusehen.

Claims

Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einer an der Fahrzeugstruktur zu befestigenden Unterschiene (3), mit einer sitzstrukturfesten Oberschiene (5), welche zur Einstellung der Sitzlängsposition des Fahrzeugsitzes (1) relativ zur Unterschiene (3) verschiebbar und mittels eines Verriegelungsmoduls (11) mit der Unterschiene (3) verriegelbar ist, und mit einer Knautschzone (14', 15', 19; 19'; 19''), welche mit ineinanderlaufenden Bauteilen (3, 5) ausgebildet ist und welche im Crashfall wirksam wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinanderlaufenden Bauteile (3, 5) die Unterschiene (3) und Oberschiene (5) sind und daß die Knautschzone (14', 15', 19; 19'; 19'') am Verriegelungsmodul (11) als wenigstens eine Aufnahme (14', 15') mit einem Verformungsblock (19; 19'; 19'') ausgebildet ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knautschzone (14', 15', 19; 19'; 19'') auf den Seiten der Befestigungsstellen (17) des Verriegelungsmoduls (11) vorgesehen ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsblock (19; 19'; 19'') in Bewegungsrichtung der Oberschiene (5) strukturiert ist.
Fahrzeugsitz nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verformungsblöcke (19; 19'; 19'') mit unterschiedlichen Geometrien vorgesehen sind.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Verformungsblöcke (19; 19'; 19'') aus unterschiedlichen Materialien vorgesehen sind.