DE3613830A1 - Verstellbarer fahrzeugsitz mit einem sicherheitsgurtsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen verstellbaren Fahrzeugsitz mit einem Sicherheitsgurtsystem nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Derartige Fahrzeugsitze sind beispielsweise aus der DE-AS 21 66 822 und der DE-OS 31 36 651 bekannt. In beiden Fällen ist der in den Sitz integrierte Sicherheitsgurt mit seinem oberen Ende direkt an der Rückenlehne verankert bzw. in deren oberem Be­ reich umgelenkt. Die verstellbare Rückenlehne muß daher insbe­ sondere die in ihrem oberen Bereich bei einem Crash auftretenden Gurtkräfte aufnehmen können. Im Kraftfluß zwischen Rückenlehne und Sitzteil und dem Karosserieboden liegt auch der Verstellme­ chanismus für die Rückenlehne sowie auch für eine Sitzhöhenver­ stellung. Diese Verstellmechanismen müssen daher äußerst hohen Kräften standhalten. Nur mit besonders aufwendiger Dimensionie­ rung kann gewährleistet werden, daß die gesetzlich limitierte Lehnenvorverlagerung im Falle eines Crashs, die sich aus der Verformung der Rückenlehne selbst und Verformungen in den Verstellmechanismen ergibt, nicht überschritten wird. Werden die Rahmen von Rückenlehne und Sitzteil und die Bauteile der Ver­ stellmechanismen entsprechend aufwendig dimensioniert, um die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen, so sind wiederum für den Fall der Verwendung motorischer Stellantriebe entsprechend leistungsstarke Stellantriebe erforderlich. All diese Maßnahmen erhöhen den Bau- und Kostenaufwand sowie das Gewicht beträcht­ lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verstellbaren Fahrzeugsitz mit einem Sicherheitsgurtsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem die unfallbedingte Gurtkraft am oberen Gurtpunkt nicht über dessen Verstellmechanis­ men übertragen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen verstellbaren Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Fahrzeugsitzes werden die im Fall eines Crashs auftretenden hohen Gurtkräfte im wesent­ lichen von dem biege- und torsionssteifen Tragrahmen aufgenom­ men. Die Belastungen in den Verstell- und Verriegelungsmechanis­ men der Rückenlehne und des Sitzteils sind nicht höher als bei einem Sitz ohne integriertem Gurtsystem. Trotzdem ist ein hoher Bedienungskomfort, eine gute Gurtführung und damit eine hohe Sicherheit erreichbar. Dadurch, daß die Lehne insbesondere keine Gurtkräfte mehr aufzunehmen braucht, kann sie besser zur Erfül­ lung von Komfortanforderungen gestaltet werden. Auch der Aus­ tausch von verschiedenartigen Rückenlehnen, zum Erfüllen ver­ schiedener Ansprüche hinsichtlich des Komforts und des Stylings, ist leichter beispielsweise nach dem Baukastenprinzip zu reali­ sieren.

Ist der Tragrahmen um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schwenkachse schwenkbar gelagert und greifen an einem von dieser Schwenkachse nach unten gerichteten Abschnitt und an einem von dieser Achse nach oben gerichteten Abschnitt die Enden des Sicherheitsgurtes an, so kann ein sehr großer Teil der Gurtkräfte durch den biege- und torsionssteifen Tragrahmen aufgenommen werden. Hinsichtlich des Moments um die Schwenkach­ se kompensieren sich die beiden Teilmomente, die aus den oben und unten am Tragrahmen angreifenden Gurtkräften resultieren, sodaß die Festlegung des Tragrahmens hinsichtlich seiner Neigung ebenfalls keinen übertrieben hohen Momenten standzuhalten braucht.

Aus der DE-AS 31 39 970 ist es zwar schon bekannt, eine Rücken­ lehne mit einem Sitzteil gelenkig zu verbinden, wobei unterhalb des Gelenks und oberhalb des Gelenks die unteren bzw. oberen Enden eines Sicherheitsgurts befestigt sind. Bei diesem Fahrzeugsitz sind jedoch ebenfalls die Sitzteile selbst festigkeitsmäßig so zu di­ mensionieren, daß sie den aus den Gurtkräften resultierenden Belastungen standhalten. Darüber hinaus erscheint eine Neigungs­ verstellung der Rückenlehne gar nicht möglich, weil hierzu stets ein Energieabsorptionsglied deformiert werden müßte. Diese De­ formation ist aber bei dem vorbekannten Sitz nur für den Fall der unfallbedingten Vorverlagerung des Sitzbenutzers vorgesehen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des neuen Fahrzeugsitzes;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, jedoch ohne Rückenlehne und Sitzteil;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von schräg hinten einer etwas abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 eine seitliche Teilansicht einer nochmals abgewandelten Ausführungsform und

Fig. 6 eine Schrägansicht von hinten eines modifizierten Tragrahmens für den neuen Fahrzeugsitz.

Der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Fahrzeugsitz umfaßt ein Sitzteil 1 und eine Rückenlehne 2, die relativ zueinander um eine lediglich angedeutete quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse 3 schwenkbar sind. Zwei am Fahrzeugboden befestigbare Schienen 4 sowie diesen zugeordnete obere Schienen 5 dienen zur Längsverlagerung des gesamten Fahrzeugsitzes.

Der Fahrzeugsitz ist mit einem Sicherheitsgurt 6 versehen, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem weithin üblichen Drei- Punkt-Sicherheitsgurt. Der Sicherheitsgurt 6 ist in einen Schul­ tergurt 7 und einen Beckengurt 8 unterteilt, die bei der Durch­ lauföse der Einstecklasche 9 des Gurtschlosses 10 ineinander übergehen (Fig. 2).

Der Sicherheitsgurt 6 ist am oberen und am unteren Ende eines um eine Fahrzeugquerachse biegesteifen Tragrahmens 11 angeordnet. Bei dem in der Zeichnung wiedergegebenen Drei-Punkt-Gurt ist das obere Ende des Schultergurtes 7 mit einem im oberen Bereich des Tragrahmens 11 vorgesehenen Retraktor 12 verbunden. Der Retraktor 12 ist zwischen dem oberen Ende des stabilen Trägers 13 und einer Haltekonsole 15 aufgenommen, die mit dem Träger 13 und einer Querstrebe 16 fest verbunden ist. Die stabilen, im wesent­ lichen aufrecht stehenden Träger 13 und 14 bilden zusammen mit den Querstreben 16 und 17 den biege- und torsionssteifen Tragrah­ men 11. Das untere Ende des diagonal verlaufenden Schultergurtes 7 führt zu der schon erwähnten Einstecklasche 9 des Gurtschlosses 10, das über ein Verankerungsseil 18 mit dem unteren Ende des Trägers 14 des Tragrahmens 11 in Verbindung steht. An dem unteren Ende des Trägers 13 ist schließlich das dem Gurtschloß 10 gegenüberliegende Ende des Beckengurtes 8 verankert.

Gemäß Fig. 1 erstreckt sich der Tragrahmen 11 im wesentlichen über die Höhe der Rückenlehne 2, die an dem Tragrahmen 11 verstellbar gelagert ist.

Der Tragrahmen 11 ist seinerseits um eine quer zur Fahrzeug­ längsrichtung verlaufende Schwenkachse 18 schwenkbar und ver­ stellbar. Zur Schwenklagerung des Tragrahmens 11 sind auf den oberen Schienen 5 Lagerkonsolen 19 angeordnet, die sich auf einer breiten Lagerbasis und damit mit einer günstigen Kräfteeinleitung auf den Schienen 5 abstützen.

Der untere Abschnitt des Schultergurtes 7 (über das Gurtschloß 10) und der in den Fig. 1 und 2 rechte Abschnitt des Beckengur­ tes 8 (über die Verankerungslasche 20) sind jeweils mit einem sich von der Schwenkachse 18 nach unten erstreckenden Teil des Tragrahmens 11, und zwar mit den untersten Enden der Träger 13 und 14 verbunden. Der obere Abschnitt des Schultergurtes 7 ist mit dem von der Schwenkachse 18 nach oben gerichteten Teil des Tragrahmens 11, und zwar mit dem oberen Ende des Trägers 13 (über den Retraktor 12) verbunden.

Bei einer unfallbedingten Vorverlagerung eines Benutzers des dargestellten Sitzes werden die an den Gurtverankerungen auf­ tretenden Kräfte P 1, P 2, und P 3 allein von dem Tragrahmen 11 aufgenommen. Das Sitzteil 1 und noch mehr die Rückenlehne 2, bzw. deren Rahmengestelle und Verstellmechanismen werden von diesen Kräften nicht mehr als bei herkömmlichen Systemen be­ einflußt und brauchen daher hinsichtlich ihrer Festigkeit und hinsichtlich ihres Verformungsverhaltens nicht auf diese hohen Kräfte ausgelegt zu werden.

Die Richtung und Größe der Kräfte P 1, P 2 und P 3 hängen weitge­ hend vom Schwerpunkt des aufzufangenden Sitzbenutzers ab. Durch geeignete Wahl der Höhe der Schwenkachse 18 ist es mög­ lich, das von der Kraft P 1 auf den Tragrahmen 11 ausgeübte Moment teilweise oder nahezu vollkommen durch ein entgegenge­ setztes von den Kräften P 2 und P 3 auf den Tragrahmen 11 ausge­ übtes Moment zu kompensieren. Dadurch ist es möglich, die in Fig. 1 erkennbare Verstelleinrichtung 21 zum Verändern der Neigung des Tragrahmens 11 von unfallbedingten Kräften weitgehend zu entlasten. Diese Verstelleinrichtung 21 braucht daher nicht we­ sentlich stabiler dimensioniert zu werden als bei üblichen Fahr­ zeugsitzen, deren zugeordnete Sicherheitsgurte an der Karosse­ riestruktur verankert sind.

Die Rückenlehne 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gegenüber dem Tragrahmen 11 lediglich in der Höhe verstellbar. Hierzu weist der Tragrahmen 11 in den Trägern 13 und 14 Führun­ gen 22 auf, die durch verbreiterte Schlitze gebildet werden und in denen Führungszapfen 23 der Rückenlehne 2 verlagerbar sind. Die miteinander zusammenwirkenden Elemente der Führungen und der (nicht dargestellten) Verstellmechanismen brauchen die beispiels­ weise bei einem Frontal-Crash auftretenden Verzögerungskräfte des Sitzbenutzers nicht aufzunehmen und können daher entsprechend leicht gebaut werden.

Der obere Gurtaustritt aus dem Retraktor 12 muß nicht höhenver­ stellbar sein, da eine gute Geometrie des Schultergurts 7 sich von selbst bei der Höhenverstellung des Sitzes ergibt. Kleinere Per­ sonen werden den Sitz weiter nach oben versteilen, wobei sich dann der Schultergurt oben in einem günstigen Winkel zur Schulter des Sitzbenutzers einstellt. Dieser Winkel stellt sich annähernd auch bei großen Personen ein, die den Sitz insgesamt weiter absenken werden. Zur Höhenverstellung des gesamten Sitzes bzw. zur Neigungsveränderung des Sitzteils 1 dienen die in Fig. 1 der Zeichnung erkennbaren, in annähernd vertikaler Richtung wirken­ den Verstelleinrichtungen 24.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Retraktor 12′ des Sicherheitsgurts 6 hinter dem Tragrahmen 11′ und im Bereich des Fahrzeugbodens verankert. Der Retraktor 12′ kann hierzu beispiels­ weise auf der linken oberen Schiene 5 befestigt sein, die zusammen mit der rechen Schiene 5 über die Lagerkonsolen 19 den Tragrah­ men 11′ schwenkbar lagern. In diesem Fall wird der Schultergurt 7 am oberen Ende des Trägers 13′ umgelenkt und im Crash-Fall wirkt außer den schon erläuterten Kräften P 1, P 2 und P 3 auf dem Trag­ rahmen 11′ noch die Kraft P 4. Diese Kraft P 4 wirkt in einem horizontalen Abstand zur Schwenkachse 18 auf den Tragrahmen 11′, wodurch die Momentenbilanz der auf den Tragrahmen 11′ um die Schwenkachse 18 ausgeübten Momente weiterhin günstig beein­ flußt werden kann. Das aus der Kraft P 4 herrührende Moment wirkt, ebenso wie die durch die Kräfte P 2 und P 3 erzeugten Momente, dem durch die Kraft P 1 an einem relativ langen Hebelarm zur Schwenkachse 18 erzeugten Moment entgegen.

Die Anordnung des Retraktors 12′ in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise bietet darüber hinaus nicht nur Vorteile hinsichtlich des für den Retraktor 12′ benötigten, am oberen Ende des Tragrahmens 11′ aber sehr knappen Bauraums, sondern vermindert auch die beim Crash auf den Tragrahmen 11′ im Sinne einer Vorverlagerung des Sitzes wirkenden Trägheitskräfte.

Gemäß Fig. 4 kann an dem Tragrahmen 11′′ auch die Kopfstütze 25 angeordnet sein. Auf diese Weise braucht die verhältnismäßig geringen Höchstbelastungen unterworfene Rückenlehne 2 nicht eigens wegen der Kopfstütze 25 versteift zu werden. Sie wird vielmehr an der ohnehin biege- und torsionssteifen Struktur des Tragrahmens 11′′ gehaltert. Zweckmäßig ist die Kopfstütze 25 dabei in weiteren Vertikalführungen 26 des Tragrahmens 11′ höhenver­ stellbar.

Gemäß Fig. 5 können an den in den Führungen 22 des Tragrahmens 11′′′ verlagerbaren unteren Führungszapfen 23 der Rückenlehne 2′ die Verankerungsbeschläge 20 für das linke Ende des Beckengurts bzw. für den Durchlaufbeschlag zwischen Beckengurt und Schulter­ gurt angeordnet sein. Dies verschiebt bei einer Höhenverstellung des Sitzes die unteren Gurtbefestigungspunkte entsprechend und gewährleistet eine günstige Gurtgeometrie. Die Koppelung der Höhenverstellbewegung der Rückenlehne mit den Gurtbefestigungs­ punkten könnte auch über Hebel oder Koppelstangen erfolgen.

Die in Fig. 1 ersichtliche Verstelleinrichtung 21 greift mit einem verhältnismäßig günstigen Hebelarm an dem ohnehin stabil auszu­ bildenden Tragrahmen 11 zur Veränderung der Neigung des Tragrah­ mens an. Da ein großer Teil der aus Crash-bedingten Gurtkräften resultierenden Momente durch den Tragrahmen selbst aufgenommen werden kann, ist es auch möglich, die Neigungsverstellung des Tragrahmens gegenüber den Lagerkonsolen 19 in ansich bekannter Weise mit von Hand oder motorisch betätigbaren Ritzeln und zuge­ ordneten Zahnsegmenten zu bewerkstelligen. Die hierfür benötigten Teile des Verstellmechanismus brauchen dank der Verwendung und Funktionsweise des Tragrahmens nicht übertrieben stabil ausgebi­ ldet zu werden.

Wie man in Fig. 6 der Zeichnung schließlich noch erkennt, kann der biege- und torsionssteife Tragrahmen 11′′′′ auch in Schalen­ bauweise ausgeführt sein. Dies eröffnet nicht nur Möglichkeiten zu einer optimalen Materialausnutzung, ggf. sogar zur Ausbildung aus Kunststoff sondern bietet auch größere Gestaltungsfreiheit hin­ sichtlich der Ästhetik.

Da bei dem beschriebenen Ausführungsformen des neuen Fahrzeug­ sitzes die Lehne keine aus Aufprallkräften resultierenden Gurt­ und Kopfstützenkräfte aufzunehmen braucht, kann sie primär zur Erfüllung von Komfortanforderungen, auch unter Verwendung von leichten Werkstoffen, ausgebildet werden. Ferner ist es mit ge­ ringem Aufwand möglich, die Rückenlehne 2 und das Sitzteil 1 auszutauschen, um unterschiedlichsten Komfort- und Stylingan­ sprüchen nach dem "Baukastenprinzip" gerecht zu werden.

Claims (13)

1. Verstellbarer Fahrzeugsitz mit einem Sicherheitsgurtsystem, mit einem über Schienen längs verlagerbaren Sitzteil, einer in ihrer Neigung verstellbaren Rückenlehne, sowie wenigstens einem Sicherheitsgurt, der sowohl im oberen Bereich der Rückenlehne als auch in deren unterem Bereich verankert bzw. umgelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicher­ heitsgurt (6) am oberen und am unteren Ende eines um eine Fahrzeugquerachse biegesteifen Tragrahmens (11, 11′, 11′′, 11′′′, 11′′′′) angeordnet ist, der sich weitgehend über die Höhe der Rückenlehne (2, 2′) erstreckt und an dem die Rückenlehne (2, 2′) verstellbar gelagert ist.

2. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (11, 11′, 11′′, 11′′′, 11′′′′) gegenüber den Schienen (5) um eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlau­ fende Schwenkachse (18) schwenkbar und verstellbar ist.

3. Fahrzeugsitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt des Sicherheitsgurtes (6) mit einem sich von der Schwenkachse (18) nach unten erstreckenden Teil des Tragrahmens (11) und der obere Abschnitt des Sicher­ heitsgurtes mit einem von der Schwenkachse (18) nach oben gerichteten Teil des Tragrahmens (11, 11′, 11′′, 11′′′) ver­ bunden sind.

4. Fahrzeugsitz nach Anspruch 3 mit einem Dreipunkt-Gurtsys­ tem, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (11, 11′, 11′′, 11′′′) zwei seitliche Rahmenteile (Träger 13, 14; 13′, 14′) hat, wobei am unteren Ende eines Rahmenteils der Durchlauf­ beschlag (Einstecklasche 9) zwischen Schultergurt (7) und Beckengurt (8) verankert ist, während am unteren Ende des anderen Rahmenteils das Ende des Beckengurtes (8) befestigt ist und am oberen Ende dieses Rahmenteils der obere Abschnitt des Schultergurtes (7) angeordnet ist.

5. Fahrzeugsitz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Retraktor (12) des Sicherheitsgurtes (6) im oberen Be­ reich des Tragrahmens (11) angeordnet ist.

6. Fahrzeugsitz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Retraktor (12′) hinter dem Tragrahmen (11′) und im Bereich des Fahrzeugbodens verankert ist.

7. Fahrzeugsitz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Retraktor (12′) auf einer der Schienen (5) befestigt ist, die den Tragrahmen (11′) lagern.

8. Fahrzeugsitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenlehne (2, 2′) in annähernd vertikaler Richtung gegenüber dem Tragrahmen (11, 11′′′) verstellbar ist.

9. Fahrzeugsitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (11, 11′, 11′′, 11′′′, 11′′′′) mit Führungen (22) versehen ist, längs derer die Rückenlehne (2, 2′) ver­ schiebbar ist.

10. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 mit einer Kopfstütze, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfstütze (25) an dem Tragrah­ men (11′′) angeordnet ist.

11. Fahrzeugsitz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfstütze (25) über Vertikalführungen (26) gegenüber dem Tragrahmen (11′′) höhenverstellbar ist.

12. Fahrzeugsitz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den in den Führungen (22) des Tragrahmens (11′′′) verla­ gerbaren unteren Führungszapfen (23) der Rückenlehne (2′) die Verankerungsbeschläge (20) für das Ende des Beckengurts (8) bzw. für den Durchlaufbeschlag (9) zwischen Beckengurt (8) und Schultergurt (7) angeordnet sind.

13. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der biege- und torsionssteife Tragrahmen (11′′′′) in Scha­ lenbauweise ausgeführt ist.