DE2024811A1 - Fahrzeugsitzvorrichtung - Google Patents

Description

München, 19-5.70

'2024811 Dr.Wg./Lu ;_ass, Rechtsanwalt awa.*u ι . ρ

in Gen. VoIIm-(HL-Nr. 52/64) I

der Fa. DOW CORNING Corp. DC 1629/946 Midland/Mich. (USA)

Fahrzeugsitzvorrichtung

Bisher war es allgemein üblich, Fahrzeugsitzanordnungen aus Gründen der Bequemlichkeit zu polstern. Derartige Polsterungen wurden meist aus elastischen Polymerschaumstoffen oder diagonal gefederten Polstern verschiedener Art hergestellt. Bei in letzter Zeit vorgenommenen Untersuchungen über Verletzungen, die durch Fahrzeugzusammenstöße oder bei Auslösung des Schleudersitzes in Flugzeugen verursacht wurden, wurde festgestellt, daß häufig Rückgratverletzungen auftreten, die zum Teil auf die Sitzkonstruktion zurückzuführen sind.

Im Flugzeug bleibt beispielsweise der Sitzende nach Auslösung der Zündung zum Herausschleudern des Sitzes aus dem Cockpit unbeweglich in Bezug auf den Sitz. Bei beginnender Beschleunigung des Sitzes bleibt der Sitzende zunächst in Ruhestellung, da die. Sitzpolsterung die Startbewegung absorbiert. Wenn das elastische Polstermaterial vollständig zusammengepresst ist, wird der Sitzende einer wesentlich größeren Beschleunigung ausgesetzt als der Sitz selbst, um dessen Geschwindigkeit zu erreichen. Diese zusätzliche Beschleunigung belastet die Wirbel* säule des Sitzenden wesentlich mehr und führt in vielen Fällen zu einer Rückgratverletzung.

Bei einem Fahrzeugzusammenstoß verstärkt eine elastische Polsterung ebenfalls die Beschleunigungskräfte, die auf den Sitzenden einwirken. Bei einem Frontalzusammenstoß wird der Sitzende z.B., nicht nur durch sein eigenes Trägheitsvermögen, sondern auch durch die Verformungskräfte des Sitzpolsters, nach vorne geschleudert.

Bei einem rückwärtigen Aufprall schnellt die Lehne des Sitzes nach hinten und verstärkt so die Beschleunigungskräfte, die

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durch das Federüngsvermögen des Polsters hervorgerufen weraen.' ' Es wird angenommen« daß dies die Hauptursache bei sogenannten "Peitschenschlag"-Verletzungen (whiplash injuries) ist.

^vZur Vermeidung dieser Unfallursachen wurde vorgeschlagen, den Sitzenden in engem Kontakt mit einer harten Sitzfläche und Rückenlehne zu halten. Auf einem harten Sitz längere Zeit zu sitzen ist jedoch äußerst unbequem« da das Hauptgewicht des Sitzenden hierbei praktisch ausschließlich auf das Becken verlagert wird. Eine Gewichtskonzentration auf dieser kleinen Fläche kann außerordentlich unangenehm werden.

Obwohl eine konturgerechte Sitzgelegenheit, die den Körperkonturen des Sitzenden angepaßt 1st» gleichmäßigere Gewichtsverteilung über eine größere Körperfläche bewirken kann, wird ein derartiger Kontursitz meist nur für wenige Leute passend hergestellt werden können. Daß eine elastische Polsterung angenehm ist, liegt daran, daß sie sich jeder Körperkontur anpaßt, daher zu einer gleichmäßigen Gewichtsverteilung führt und Druckstellen verhindert. Da es praktisch nicht durchführbar ist, Sitze herzustellen, die der genauen Körperkontur jedes einzelnen entsprechen, wird eine solche Polsterung als beste Lösung angesehen. Eine Polsterung hat natürlich den Vorteil, daß sie sich jeder Änderung der Sitzstellung anpaßt. Auf Grund der oben dargelegten Sicherheitsaspekte ist diese Lösung jedoch gefährlich.

In US-Patentschrift J> 382 511 wird eine Sicherheitspolsterung für einen Flugzeugschleudersitz beschrieben, dessen Polster vor» wiegend aus Springkitt besteht, der sich zwischen starren Seitenwällen befindet. Springkitt ist ein dllatantee Material, das im einzelnen z.B. in US-Patentschrift 2 541 851 beschrieben wird. Dieses Material hat die eigentümlich© Eigenschaft* daß ee unter Druck fließfähig let, aber unter plötzlloher Kraft©inwirkwng erhöht eich die Viskosität soweit„ daß das Material hart wird. Folglich formt der Sitzende das dllatante Material naeh seinen eigenen Körperkonturen und erreicht somit ein© gleichmäßige Gewichtsverteilung. Die starren Seitemiälle und der starre Böden

ORIGINAL INSPECTED

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indern,

der Polsterung gemäß der genannten Patentschrift verh daß das Material unter dem Sitzenden vollkommen wegfließt. Bei plötzlich auftretenden Belastungen, z.B. während der Auslösung des Schleudersitzes, erstarrt das Material und ermöglicht dem Sitzenden praktisch keine Bewegung in Bezug auf den Sitz.

Die Materialmenge für die Füllung der Polsterung gemäß der genannten Patentschrift 1st beträchtlich,und auf Grund des verhältnismäßig hohen Materialpreises wird die Polsterung sehr kostspielig. Außerdem sind die starren Seitenwälle, die das Material umschließen, für den Sitzenden unbequem.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine verbesserte Fahrzeugsitzvorrichtung, bei der die oben genannten Nachteile und Schwierigkeiten vermieden werden. Die erfindungsgemäße Sitzvorrichtung kann zudem preisgünstiger hergestellt werden und bietet mehr Bequemlichkeit als die Sitzvorrichtung gemäß der US-Patentschrift 3 382 511.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugsitzvorrichtung besteht aus einer starren, selbsttragenden Unterlage, einer porenenthaltenden Polsterauflage aus elastomerem Material, die von der starren Unterlage getragen wird, einer Vielzahl von Poren oder Löchern in der porenenthaltenden Polsterauflage, die sich mindestens praktisch über das ganze Polster ausbreiten, einem fließfähigen, dilatanten Material als Füllstoff für die Poren oder Löcher und einer Schutzschicht über den Poren oder Löchern.

Die erfindungsgemäße Sitzvorrichtung kann sowohl in Flugzeugen, als auch in Bodenfahrzeugen eingesetzt und kann für Sitzflächen und für Sitzlehnen verwendet werden.

Das porenenthaltende Material der Polsterung dient dazu, zu verhindern, daß das dilatante Material die Poren verläßt, in denen es sich befindet, ermöglicht aber andererseits, daß das Material unter dem Gewicht des Sitzenden elastisch nachgibt.

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Darüber hinaus ermöglicht das Rückschnellvermögen des porenenthaltenden Materials, daß das' dilatante Material langsam in seine ursprüngliche Form zurückfließt und somit das ganze Polster in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, wenn der Sitzende aufsteht. Der Sitz ist daher für den darauffolgenden Platznehmer bequemer, weil keine merklichen Erhebungen oder andere Deformationen vorhanden sind. Außerdem sind starre Seitenwälle überflüssig, die den Sitzenden in die Oberschenkel einschneiden können. Das elastische Nachgeben des dilatanten Materials im Gebrauch verhindert, daß der Schaumstoff bei einer plötzlichen Beschleunigung oder Verzögerung eine Schleuderwirkung ausübt.

Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes können am besten anhand der angefügten Zeichnungen erläutert werden;

Fig. 1 zeigt die Ansicht einer Sitzpolsterung, gemäß der Erfindung, von obenj

Fig. 2 zeigt die Polsterung gemäß Fig. 1 im Querschnitt, entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, sowie Einzelheiten der Konstruktion;

Fig. 3(a) ist eine schematische Ansicht, entsprechend der normalen Stellung eines Sitzenden in einem herkömmlichen Sitz;

Fig. 5(b) ist eine schematische Ansicht, ähnlich Fig. 5(a), die die Polsterung und den Sitzenden bei einem Frontalzusammenstoß zeigen;

Fig. 4(a) ist eine schematische Ansicht, die die Stellung eines Sitzenden in einem herkömmlichen Sitz vor einem Aufprallzusammenstofi zeigt;

Fig. 4(b) ist ähnlich Fig. 4(a) und' zeigt den Sitz und die Stellung des Sitzenden nach dem Aufprallzusammenstoß;

Fig. 5 stellt die Vorderansicht einer Befestigungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und Fig. 6 ist ein Querschnitt von Fig. 5, entlang Linie 6-6, und zeigt mehr Einzelheiten der Befestigungsvorrichtung.

Nun zu den Zeichnungen im einzelnen, worin gleiche Bezifferungen Jeweils den gleichen Teilen entsprechen?

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In Pig. 1 wird eine Sitzfläche' von oben gezeigt, die aus einein porenenthaltenden Polster 11 aus elastomerem Material besteht, wie Schwammgummi, mit einer Vielzahl von Poren oder Löchern 12. Die Poren 12 sind in größerer Anzahl an solchen Stellen des Polsters angebracht, die sich normalerweise im Bereich des Beckens des Sitzenden befinden, als an den Übrigen Stellen des Polsters. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden diese Poren durch Einstanzen von zylindrischen Löchern gebildet, die bei einem etwa 2,$4 cm dicken Polster einen Durchmesser von etwa 1,27 cm haben.

Wie aus Fig. 2 deutlicher ersichtlich, sind die Poren 12 mit fließfähigem, dilatantem Material, wie Springkitt, gefüllt. Es wurde festgestellt, daß dieses Material durch übliche, geschäumte Elastomere leicht eingeschlossen werden kann, unabhängig davon, ob der Schaumstoff offenzellig oder geschlossenzelllg ist.

Zum Schutz der Kleidung des Sitzenden wird vorteilhaft eine Schutzschicht 13, mindestens Über dem dllatanten Material und den Poren, und vorzugsweise dem ganzen Polster angebracht. Bei Herstellung der Schutzschicht aus einem Polymerenmaterial, das = undurchlässig für das dilatante Material ist, besteht keine Gefahr, daß das Material auf die Kleidung des Sitzenden fließt. Es können hierfür auch Gewebebezüge verwendet werden. Unter dem porenenthaltenden Polster 11 befindet sich eine starre Unterlage 14, z.B. aus Metall oder hartem Kunststoff, die als Träger für das Polster und den Sitzenden dient. Zur Erzielung einer zusätzlichen Bequemlichkeit für den Sitzenden kann die starre Unterlage dem menschlichen Gesäß entsprechend vorgeformt sein.

Im Gebrauch drückt sich unter dem Gewicht des Sitzenden das porenenthaltende Material zusammen und das dilatante,Material fließt langsam, um sich der Gesäßform des Sitzenden anzupassen und dem Gesäß eine gleichmäßige Stütze zu bieten. Bei einer plötzlichen Beschleunigung, wie bei einem Zusammenstoß oder bei der Auslösung, ■ des Schleudersitzes, wird das dilatante Material fest und ver-

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hindert eine Bewegung des Sitzenden in Bezug auf den Sitz.

Die Notwendigkeit für die Festigkeit des Materials wird bei 3etrachtung der Flg. 3(a) und (b) und Fig. 4(a) und (b) besonders deutlich.

In Fig. 3(a) ist eine herkömmliche Sitzfläche und Rückenlehne dargestellt, die aus einem starren Rahmen mit einer elastischen Auflage 17 bestehen. Ein Sitzender 18* der von einem Sicherheitsgurt 19 festgehalten wird, wird in normaler Sitzstellung gezeigt. Die Lage des Beckens 21 des Sitzenden befindet sich in normaler Stellung.

* Fig. 3(b) zeigt die Stellung des Sitzenden nach einem Aufprall nach vorne, z.B. nach einem Frontalzusammenstoß. Durch das elastische Material 1? in der Rückenlehne wird der Sitzende 18 einer kräftigen Beschleunigung nach vorne ausgesetzt. Durch die auf den Sitzenden einwirkenden Kräfte kommt es zusätzlich zu einem "Untertauchen" des Sitzenden unter den ihn zurückhaltenden Sicherheitsgurt 19, wodurch ein starkes Zusammendrücken des Unterleibs des Sitzenden und eine beträchtliche Verbiegung der Wirbelsäule 22 verursacht wird.

Derartige Bedingungen können gefährliche Unterleibs- und Rückgratverletzungen zur Folge haben.

Fig. 4(a) zeigt den Sitzenden in normaler Sitzstellung auf einem Autositz, der eine gepolsterte Sitzfläch® 23 a eine gepolsterte Rückenlehne 24 und eine Kopfstütze 26 hat. Wie in Fig. 4(b) gezeigt, schnellen nach einem rückwärtigen Aufprall Rückenlehne und Kopfstütze durch die Beschleunigungskräfte nach rückwärts, und der Sitzende wird unter Zusammenpressen der elastischen Rückenlehne 24 nach hinten geschleudert. Unter derartigen Bedingungen kommt es häufig zum Bruch der Kopfstütze 26 und die Rückenlehne 24 kann praktisch bis auf den Rücksitz 27 zurückschlagen. Nach dem Rückschwung der Rückenlehne 24 und ihres elastischen Füllmaterials wird der Sitzende wieder nacsh vorne. geschleudert und seine Wirbelsäule der "Peitschenscfclag-Wirkung ausgesetzt. ■■=■ ·

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Durch Konstruktion der Rücken- und Sitzpolster, wie in Fig. und 2 dargestellt, wird die Kompression und Dekompression des elastischen Materials praktisch ausgeschaltet. Zur Verhinderung der "Peitschenschlag"-Wirkungen der Rückenlehne ist eine Anordnung bevorzugt« wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, um dem Unterteil des Sitzes an seinem Platz festen Halt zu geben. Das starre Unterteil 14 und die Polsterauflage 11 liegen im allgemeinen in zwei sich kreuzenden Ebenen, wovon die eine praktisch senkrecht und die andere praktisch waagrecht verläuft und so Rückenlehne und Sitzfläche bilden.

Wie in diesen Flg. gezeigt, wird ein festes Rahmenwerk 28, das am Fahrzeugrahmen 29 befestigt ist, rings um den Sitz angebracht, und zwar im Wesentlichen parallel hierzu. Eine Anzahl von Verstärkungsstreben 31, die waagrecht zur Rückenlehne des Sitzes verlaufen, sind mit dem Rahmen 28 verschweißt. Der Rahmen 28 kann z.B. ähnlich gebaut sein, wie bekannte selbstbewegliche Rollschienen.

Durch den festen Rahmen wird das Zurückschlagen der Rückenlehne verhindert, und die Gefahr, daß sich der Sitz bei einem Aufprall loßreißt, auf ein Minimum verringert. Das praktisch starre Polster verhindert jede durch das Polster verursachte Beschleunigungskraft, wie oben ausführlich dargelegt.

Die anhand der Zeichnungen gegebenen Erläuterungen beziehen sich auf eine bevorzugte AusfUhrungsform des Erfindungsgegenstandes; Variationen und Modifikationen desselben liegen jedoch innerhalb des Schut'zberetehes.

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Claims (11)

P a t,£ ntansprUche

1. jFahrzeugsitzvorrichtung bestehend aus

starren, selbsttragenden Unterlage, einer porenenthaltenden Polsterauflage aus elastomerem Material, die von der starren Unterlage getragen wird, einer Vielzahl von Poren oder Löchern in der porenenthaltenden Polsterauflage, die sich mindestens praktisch über das ganze Polster ausbreiten,

einem fließfähigen, dilatantem Material als Füllstoff für die Poren oder Löcher und einer Schutzschicht über den Poren oder Löchern*

2. Fahrzeugsitzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als dilatantes Material Springkitt verwendet wird.

J. Fahrzeugsitzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Schutzschicht polymere Füllstoffe, die praktisch undurchlässig für das dllatante Material sind, verwendet werden.

4. Fahrzeugsitzvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzschicht außerdem eine Gewebeschicht über der Polsterung aufweist.

5* Fahrzeugsitzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die starre Unterlage entsprechend dem Gesäß vorgeformt ist.

6. Fahrzeugsitzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Poren oder Löcher nur an solchen Stellen des Polsters angebracht sind, die sich normalerweise im Bereich des Beckens des Sitzenden befinden.

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7. Fahrzeugsitzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Poren oder Löcher in größerer Anzahl an solchen Stellen des Polsters angebracht sind, die sich normalerweise im Bereich des Beckens des Sitzenden befinden, als an den übrigen Stellen des Polsters.

8. Fahrzeugsitζvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzei c h net , daß die starre Unterlage und die Polsterauflage im allgemeinen in zwei sich kreuzenden Ebenen liegen, wovon die eine praktisch senkrecht und die andere praktisch waagrecht verläuft und so Bückenlehne und SitSsflichfe bilden»

9. Fahrzeugsitzvorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Bückenlehne fest «tit defii Fahrzeugrahmen verbunden ist.

10. Fahrzeugsitzvorrichtung gemäß Anspruch 9, d a durch gekennzeichnet , daß der Fahrzeugrahmen praktisch senkrecht verlaufende Verstärkungsstreben aufweist, die im Wesentlichen parallel zur Rückenlehne des Sitzes angeordnet sind.

11. Fahrzeugsitz vorrichtung gemäß Anspruch 1, d a d urcli g e k e η η ζ e ic h net , daß sie als Flugzeugschleudersitz ausgebildet ist.

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