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Die Erfindung betrifft Fahrzeugsitze mit mindestens einem in seiner Lage
einstellbaren Bauteil, das bei einem unvermittelt auf das Fahrzeug einwirkenden
Aufprall in seiner Lageeinstellung blockiert werden soll.
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Derartige Bauteile sind insbesondere das in seiner Höhe bezüglich des Gestells
einstellbare Sitzteil, die in ihrer Neigung bezüglich des Sitzteils einstellbare
Rückenlehne und ferner die Kopfstütze, die ebenfalls in ihrer Neigung bezüglich
der Rückenlehne einstellbar ist.
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Bei den genannten Bauteilen sind die Einstelleinrichtungen im allgemeinen so
ausgelegt, daß sie Belastungen standhalten, wie sie von der auf dem Sitz
sitzenden Person, insbesondere durch ihr Körpergewicht, durch den Druck
ihres Rückens usw. normalerweise auf diese Bauteile ausgeübt werden.
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Sie sind jedoch nicht immer ausreichend stabil, um einem unvermittelt
auftretenden Aufprall standzuhalten, dem das Fahrzeug bei einem Unfall
ausgesetzt wird, und können zudem bei ihrer Einstellung entriegelt worden sein.
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Wegen der Entriegelungsgefahr und der mangelhaften Stabilität können sich
aus einem Aufprall schwere Folgen für die Fahrzeuginsassen ergeben, wie
beispielsweise die folgenden:
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- Der zwischen dem Gestell und dem Sitzteil vorgesehene "Aufsetzrahmen"
("rehausse") kann schlagartig absinken, was eine Senkung der Wulst im
vorderen Teil des Sitzteils, zuweilen "Antisubmarining-Buckel" ("bosse
antisous-marinage") genannt, verursacht: Da der dem Sitz zugeordnete, in der
Regel an der Fahrzeugkarosserie befestigte Sicherheitsgurt in der gleichen
Stellung bleibt, wird der zwischen dem Sitzteil und dem Gurt für den
Benutzer vorgesehene Raum schlagartig vergrößert, was den Gurt völlig
wirkungslos macht; der Körper des Benutzers wird nicht auf dem Sitz
gehalten und kann so nach vorne rutschen.
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- Die schwenkbare Rückenlehne des Sitzes kann schlagartig nach vorn
klappen, entweder aus ihrer eigenen Massenträgheit heraus oder, im Falle
eines Sitzes mit eingebautem Gurt, infolge der Belastung durch den
Benutzer.
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Zur Überwindung dieser Nachteile wurde zum Blockieren einer Rückenlehne
eines Fahrzeugsitzes in Winkelrichtung das Aufhängen eines Pendelgewichts
an einer mit dem Traggestell des Sitzteils verbundenen Achse vorgeschlagen,
wobei dieses Pendelgewicht mit Haken versehen ist, die dazu geeignet sind,
bei einer unvermittelt auf das Fahrzeug einwirkenden Verzögerung von
hinreichender Intensität mit Aussparungen am Traggestell der Rückenlehne
zusammenzuwirken (Druckschrift DE-A-27 08 461, entsprechend dem
Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs).
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Die so erhaltene Winkelverriegelung ist zwar wirksam, sie ist jedoch nur bei
einer geringen Anzahl von voreingestellten Winkelstellungen der Rückenlehne
möglich.
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Die Erfindung hat vor allem die Aufgabe, Blockiereinrichtungen vorzuschlagen,
die zum automatischen Blockieren der in ihrer Lage einstellbaren Bauteile von
Fahrzeugsitzen in beliebigen voreingestellten Stellungen geeignet sind, und
zwar dann, wenn auf den betreffenden Sitz eine Verzögerung einwirkt, die
einen bestimmten Schwellwert überschreitet.
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Zu diesem Zweck enthalten die erfindungsgemäßen, zur Montage zwischen
einem in seiner Lage einstellbaren Bauteil eines Fahrzeugsitzes und der
Abstützung dieses Bauteils bestimmten Blockiereinrichtungen ein aufgehängtes
Fliehgewicht mit einer Achse, das auf die Verzögerung des Fahrzeuges
anspricht und so ausgebildet ist, daß es ein Gelenk blockiert, sobald diese
Verzögerung eine bestimmte Schwelle überschreitet; diese Vorrichtungen sind im
wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie darüber hinaus ein Zirkelgelenk,
das aus zwei Stangen besteht, die an einem ersten Ende um eine erste
waagerechte Querachse zueinander schwenkbar sind, wobei das zweite Ende der
ersten Stange schwenkbar um eine zweite waagerechte Querachse, die an der
Abstützung angebracht ist, und das zweite Ende der zweiten Stange
schwenkbar um eine dritte waagerechte Querachse befestigt ist, die hinter der ersten
Achse angeordnet und mit dem Bauteil verbunden ist, und ferner einen
Kreisabschnitt mit einer unebenen oder gezahnten, zylindrischen Oberfläche
enthalten, die auf die erste Achse zentriert und mit der ersten Stange verbunden
ist, daß das Fliehgewicht an der dritten Achse aufgehängt ist und einen
unebenen oder gezahnten, zylindrischen Umfangsbereich enthält, der exzentrisch
in bezug auf diese Achse angeordnet ist und mit einem Verklemmeffekt mit der
zylindrischen Oberfläche des erwähnten Kreisabschnittes zusammenwirken
kann, und daß zwischen dem Bauteil und dem Fliehgewicht eine Feder derart
eingefügt ist, daß sie das Fliehgewicht winklig nach hinten in die Ruhestellung
und im Gegensatz dazu nach vorn in die Blockierstellung zieht.
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In den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bedient man sich darüber
hinaus einer oder mehrerer der folgenden Anordnungen:
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- die Feder ist derart austariert, daß das Fliehgewicht unbeweglich bleibt,
solange die auf den Sitz einwirkende Verzögerung unterhalb eines
vorgegebenen Schwellwertes von vorzugsweise 100 m/s² bleibt;
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- das einstellbare Bauteil des Kraftfahrzeugsitzes ist das Sitzteil des Sitzes
und die Abstützung des Bauteils ist das Gestell dieses Sitzes;
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- das einstellbare Bauteil des Kraftfahrzeugsitzes ist die Rückenlehne des
Sitzes und die Abstützung dieses Bauteils ist das Gestell bzw. das Sitzteil
dieses Sitzes;
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- der Sitz ist mit zwei Blockiereinrichtungen der vorstehend definierten Art
ausgestattet, die auf jeweils einer Seite des Sitzes angeordnet sind.
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Neben diesen Hauptanordnungen umfaßt die Erfindung bestimmte andere
Anordnungen, die vorzugsweise gleichzeitig eingesetzt werden und von denen im
folgenden ausführlich die Rede sein wird.
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Nachstehend werden zwei bevorzugte, selbstverständlich nicht einschränkend
gemeinte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die angefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Figur 1 dieser Zeichnungen zeigt schematisch in einer Seitenansicht den
vorderen Teil eines mit einem Aufsetzrahmen und einer Blockiereinrichtung gemäß
der Erfindung ausgestatteten Fahrzeugsitzes.
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Figur 2 ist eine Ansicht dieser Blockiereinrichtung nach dem Pfeil II in Figur 1.
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Figuren 3 bis 6 zeigen schematisch in einer Seitenansicht die vorgenannte
Blockiereinrichtung, in der sich
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- der Aufsetzrahmen in der oberen Stellung und die Blockiereinrichtung in der
Ruhestellung (Figur 3),
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- der Aufsetzrahmen in der oberen Stellung und die Blockiereinrichtung in der
Blockierstellung (Figur 4),
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- der Aufsetzrahmen in der unteren Stellung und die Blockiereinrichtung in der
Ruhestellung (Figur 5),
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- und der Aufsetzrahmen in der unteren Stellung und die Blockiereinrichtung in
der Blockierstellung (Figur 6).
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befinden.
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Figur 7 zeigt schematisch in einer Seitenansicht den hinteren Teil eines
Fahrzeugsitzes, bei dem die Rückenlehne auf dem Sitzgestell schwenkbar befestigt
und mit einer Blockiereinrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist.
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In der ersten Ausführungsform, welches Gegenstand der Figuren 1 bis 6 ist,
umfaßt der Fahrzeugsitz unter anderen:
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- ein Gestell 1 zur Befestigung am Fahrzeugboden, das insbesondere
Schienen 2 zur Verstellung des Sitzes nach vorne und hinten enthält,
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- ein Sitzteil 3, das insbesondere ein starres Traggestell 4 und ein Kissen
(nicht dargestellt) enthält,
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- und einen in senkrechter Richtung zwischen den Schienen und dem Sitzteil
eingefügten Aufsetzrahmen 5, der die beliebige Einstellung der Höhe
und/oder der Neigung des Sitzteils ermöglicht, wobei dieser Aufsetzrahmen
insbesondere vier geneigte, parallel verlaufende Stangen, zwei an der
Vorderseite und zwei an der Hinterseite, umfaßt.
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Der Aufsetzrahmen 5 ist mit Mitteln verbunden, die es ermöglichen, ihn in jeder
seiner Stellungen zu verriegeln.
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Diese Verriegelung ist ausreichend, um der Beanspruchung durch das
Körpergewicht des auf dem betreffenden Sitz sitzenden Benutzers standzuhalten.
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Sie ist jedoch oft nicht ausreichend, um sehr hohen Beanspruchungen
standzuhalten, denen die Sitze und insbesondere die Benutzer durch unvermittelt
auftretende Verzögerungen ausgesetzt werden, wie sie bei Unfällen auftreten.
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Zur Verstärkung dieser Verriegelungsmittel hat man sich hier eines
Zirkelgelenkes bedient, das aus zwei Stangen 6 und 7 besteht, die an einem ihrer
Enden um eine erste waagerechte Querachse A schwenkbar sind; das zweite
Ende der ersten Stange 6 ist um eine zweite waagerechte Querachse B, die an
dem Gestell 1 angebracht ist, und das zweite Ende der zweiten Stange 7 ist um
eine dritte waagerechte Querachse C schwenkbar befestigt, die mit dem
Traggestell 4 des Sitzteils verbunden und hinter der ersten Achse A angeordnet ist.
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Wie aus der Figur 2 ersichtlich werden die Achsen A, B und C mit einer Niete
oder einem ähnlichem Mittel und die Verbindung zwischen jeder der Achsen B
und C und der diese Achsen tragenden Struktur 2 oder 4 wird mit einem an
dieser Struktur angeschweißten Bügel (13, 14) realisiert.
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Vorgesehen werden ferner:
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- ein auf die Achse A zentrierter Kreisabschnitt 8, der mit der ersten Stange 6
verbunden ist und außen durch einen zylindrischen Umfangsbereich 9 mit
unebener oder gezahnter Oberfläche begrenzt ist, und
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- ein an der Achse C aufgehängtes Fliehgewicht 10, welches ebenfalls einen
zylindrischen Umfangsbereich 11 mit unebener oder gezahnter Oberfläche
aufweist, der in Bezug auf die Achse C exzentrisch angeordnet ist.
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Die Abmessungen und die Exzentrizität dieses Umfangsbereiches 11 werden so
gewählt, daß dieser Bereich über einen Verklemmeffekt mit der Oberfläche 9
des Kreisabschnittes 8 zusammenwirken kann, wenn das Fliehgewicht 10 so
weit in Richtung auf den genannten Kreisausschnitt 8 geschwenkt wird, bis es
an diesem anliegt.
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Schließlich zieht eine Feder 12, deren beide Enden D und E an dem
Fliehgewicht 10 und an dem Traggestell des Sitzteils 4 befestigt sind, das
Fliehgewicht winklig nach hinten in seine Ruhestellung.
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Ferner ist diese Feder 12 so ausgebildet und befestigt, daß, wenn der
Umfangsbereich 11 des Fliehgewichts an dem Umfangsbereich 9 anliegt, die
von dem Fliehgewicht 10 ausgeübte elastische Kraft winklig nach vorn angreift.
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Zu diesem Zweck ist die Feder 12 vorzugsweise als Schrauben-Zugfeder
ausgebildet und, der Punkt D, an dem die Feder am Fliehgewicht 10 aufgehängt ist,
wandert durch die von dem Punkt E und der Achse C definierte Ebene, wenn
das Fliehgewicht 10 infolge eines auf den Sitz einwirkenden Aufpralls nach vorn
schwenkt.
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Im folgenden wird die Funktionsweise der beschriebenen Blockiereinrichtung
erläutert.
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In der Ruhestellung, das heißt wenn eine Blockierung des Aufsetzrahmens 5
nicht erforderlich ist, bleibt das Fliehgewicht 10 in seiner hinteren Position, in
die es durch die Feder 12 gezogen wird, und bei der sein Umfangsbereich 11
von dem Umfangsbereich 9 entfernt ist.
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Dieser Zustand stellt sich in allen möglichen Einstellungen des Aufsetzrahmens
ein, das heißt sowohl in den oberen Einstellungen des Sitzteils (Figur 3) als
auch in den unteren Einstellungen desselben (Figur 5).
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Wirken auf das Fahrzeug schwache Verzögerungen ein, wie sie bei einem
leichten Aufprall oder beim plötzlichen Bremsen in der Größenordnung von 20
oder 30 m/s² oder sogar von 50 m/s² auftreten, so bleibt das Fliehgewicht an
seinem Platz.
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Überschreitet jedoch die Verzögerung des Fahrzeuges einen durch die
Austarierung der Feder 12 vorgegebenen Schwellwert, beispielsweise 100 m/s², so
schwenkt das Fliehgewicht 10 gegen die Rückstellkraft der Feder so weit nach
vorn, bis der Umfangsbereich 11 des Fliehgewichts an dem Umfangsbereich 9
anliegt.
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Bei seiner Schwenkbewegung überschreitet das Fliehgewicht eine
Neutralstellung, bei der die durch die Feder ausgeübte Winkelbelastung gleich Null
wird und die dem Durchgang des Punkts D durch die von der Achse C und dem
Punkt E definierte Ebene entspricht.
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Unmittelbar nach dem Überschreiten dieser Stellung ändert sich die Richtung
der von der Feder 12 auf das Fliehgewicht 10 ausgeübten Kraft: Das
Fliehgewicht wird dann nach vorn gezogen und die Neigung des
Umfangsbereiches 11, auf den Umfangsbereich 9 zu drücken, wird schlagartig verstärkt.
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Wegen der exzentrischen Form des Umfangsbereiches 11 erhält man sowohl in
den oberen Einstellungen des Aufsetzrahmens (Figur 4) als auch in den
unteren Einstellungen (Figur 6) sowie in allen Zwischeneinstellungen einen
Verklemmeffekt der beiden fest aneinander gedrückten Umfangsbereiche.
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Infolge dieser Verklemmung wird das aus zwei Stangen 6 und 7 bestehende
Zirkelgelenk unverformbar und eine Änderung des relativen Winkels zwischen
beiden Stangen ist nicht mehr möglich.
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Dies hat zur Folge, daß der Abstand zwischen den beiden Achsen B und C
nicht mehr geändert werden kann und daß, selbst wenn die Verriegelungsmittel
des Aufsetzrahmens 5 unwirksam sind, das Sitzteil in seiner voreingestellten
Stellung blockiert bleibt.
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Die so erzielte Blockierung ist in der Regel unumkehrbar.
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Um eine gute Belastungsverteilung zu erzielen, empfiehlt sich die Montage
jeweils einer Blockiereinrichtung der oben beschriebenen Art an jeder der
beiden Seiten des Sitzvorderteils, und zwar versteckt unterhalb des vorderen
querliegenden Randes des Kissens des Sitzteils.
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In der zweiten Ausführungsform, welche Gegenstand der Figur 7 ist, enthält der
Fahrzeugsitz unter anderen:
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- ein Gestell 1 wie oben beschrieben,
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- und eine Rückenlehne 15, die um eine mit dem Gestell verbundene Achse F
schwenkbar befestigt ist.
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Ein Mechanismus 16, der von der auf dem Sitz sitzenden Person leicht zu
bedienen ist, erlaubt die Einstellung der Neigung der Rückenlehne 15 um die
Achse F.
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Zwischen dem Gestell 1 und der Rücken lehne 15 ist eine Blockiereinrichtung
eingefügt, die mit der oben für die erste Ausführungsform beschriebenen
vollständig identisch ist und bei der die gleichen Bezugszeichen wie zuvor
verwendet werden.
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Insbesondere findet man wieder: die beiden um die Achse A zueinander
schwenkbar befestigten Stangen 6 und 7, den Kreisabschnitt 8, welcher eine
unebene, mit der Stange 6 verbundene Oberfläche aufweist und auf die
Achse A zentriert ist, das Fliehgewicht 10, welches einen zylindrischen
Umfangsbereich 11 mit einer unebenen Oberfläche aufweist, der in Bezug auf die
Achse C exzentrisch angeordnet und an dieser Achse aufgehängt ist, und die
an ihren beiden Enden D und E aufgespannte Feder 12.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Achse B mit dem Gestell 1, die Achse C mit
dem Traggestell der Rückenlehne 15 und die Achse E sowie die Achse D wie
bereits beschrieben mit dem Fliehgewicht 10 verbunden.
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Die Funktionsweise der so aufgebauten Blockiereinrichtung ist mit der der
vorstehenden identisch, wobei das Fliehgewicht 10 mit dem Abschnitt 8
zusammenwirkt, wenn ein unvermittelt auftretender Aufprall auf das Fahrzeug
einwirkt.
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Die erzielte Blockierung ist besonders vorteilhaft, wenn der an dem jeweiligen
Sitz vorgesehene Sicherheitsgurt eine Verankerung im oberen Bereich der
Rückenlehne hat, wie durch den Pfeil H in Figur 7 schematisch dargestellt wird.
Folglich erhält man, unabhängig von der gewählten Ausführungsform
schließlich eine Blockiereinrichtung, die bei einem starken Aufprall das Blockieren
eines in seiner Lage einstellbaren Bauteils eines Fahrzeugsitzes in seiner
Lageeinstellung ermöglicht; Aufbau und Funktionsweise dieser
Blockiereinrichtung ergeben sich hinreichend aus den vorstehenden Ausführungen.
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Diese Blockiereinrichtung weist gegenüber den bereits bekannten
Blockiereinrichtungen zahlreiche Vorteile auf; insbesondere ist sie sowohl vom Aufbau
her sehr einfach als auch höchst wirksam, und kann parallel zu jeder beliebigen
Lageeinstellungseinrichtung (Aufsetzrahmen, Gelenk usw.) in einfacher Weise
angebracht werden.