DE69409664T2

DE69409664T2 - Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE69409664T2
Application number: DE69409664T
Authority: DE
Inventors: Bertil Aldman
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2014-10-27
Also published as: KR100264468B1; EP0725740B1; AU8069694A; JPH09504248A; GB9322073D0; AU690156B2; GB2283163A; DE69409664D1; KR960705700A; BR9407894A; CN1133578A; CN1043200C; WO1995011818A1; EP0725740A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugsitz und insbesondere auf einen Fahrzeugsitz, der zur Verwendung in einem Motorfahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, vorgesehen ist.
Wenn ein Motorfahrzeug in einen Unfall verwickelt wird, und insbesondere dann, wenn ein Motorfahrzeug in einen Unfall mit einem Aufprall auf das Heck des Fahrzeugs verwickelt ist, besteht die Gefahr, daß eine in dem Fahrzeug befindliche Person eine Halsverletzung aufgrund des sogenannten Peitscheneffekt erleidet.
Die Anzahl von Personen, die Halsverletzungen erlitten haben, hat sich in den letzten Jahren vermindert, was darauf zurückgeführt wird, daß Kopfstützen verwendet werden. Es gibt eine Statistik, die zeigt, daß die Anordnung einer Kopfstütze die Gefahr einer Halsverletzung um etwa 20% im Durchschnitt vermindert.
Es gibt indessen immer noch eine beträchtliche Anzahl von Verletzungen dieser Art, die in manchen Fällen zu einer bleibenden Behinderung führen.
Die EP-A-0 556 884, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, zeigt eine Sitzanordnung, die eine Sitzkissen- oder Sitzbankeinheit und eine Rückenlehneneinheit aufweist. Die Rückenlehneneinheit bewegt sich relativ zu der Sitzkisseneinheit in einer schwenkenden Weise nach hinten, wenn sie einer großen Belastung durch die darauf sitzende Person während eines Heckaufpralls ausgesetzt ist. Die Rückenlehneneinheit beinhaltet einen Teil, der eine Kopfstütze aufweist. Die Kopfstütze ist in ihrer Position relativ zum Rest der Rückenlehne des Sitzes fixiert.
Die GB-A-1 391 644 zeigt einen Fahrzeugsicherheitssitz, der einen Sitz- oder Bankabschnitt und einen Rückenlehnenabschnitt aufweist, der an dem Sitzabschnitt fixiert ist. Der Sitzabschnitt ist auf Schienen gehalten und dafür bestimmt, eine Schiebebewegung entlang der Schienen auszuführen, nachdem verformbare Mittel verformt worden sind, wenn ein Heckaufprall auftritt. In der Abfolge der Ereignisse, die in der Beschreibung erläutert sind, bewegt sich der untere Teil des Torsos einer auf dem Sitz befindlichen Person relativ zu der Rückenlehne des Sitzes nach hinten, wodurch sich die Kopfstütze nach vorn bewegt.
Erfindungsgemäß wird ein Sitz zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitgestellt, wobei der Sitz eine Rückenlehne mit einem Stützelement aufweist, das so angeordnet ist, daß es den Rükken des Torsos einer auf dem Sitz befindlichen Person abstützt, wobei das Stützelement schwenkbar mit dem Rest des Sitzes verbunden ist, so daß der obere Teil des Stützelements nach hinten schwenken kann, wobei der Sitz eine Kopfstütze beinhaltet, die an dem Stützelement gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um einen Heckaufprall auf ein Fahrzeug zu erfassen und dann zumindest dem oberen Teil des genannten Stützelements zu ermöglichen, sich in einer nachgiebigen und anschließend nicht federnden Weise in einer vom Sitz rückwärts gerichteten Richtung zu bewegen, und Mittel vorgesehen sind, um die Kopfstütze relativ zu dem Stützelement nach vorn zu bewegen, wenn sich der obere Teil des Stützelements nach hinten bewegt.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Erfassen eines Heckaufpralls einen Sensor, um eine Beschleunigung zu erfassen, die über einem vorbestimmten Grenzwert liegt, wobei der Sensor dazu bestimmt ist, ein Mittel freizugeben, das anfänglich das genannte Stützelement in seiner Position hält.
Zweckmäßigerweise ist das Stützelement in einer Ausgangsposition durch eine Halteeinrichtung gehalten, wobei eine Rückzugseinrichtung vorgesehen ist, um die Halteeinrichtung ansprechend auf einen erfaßten Heckaufprall zurückzuziehen, um zu ermöglichen, daß das Stützelement nach hinten schwenkt.
In einer Ausführungsform umfaßt die Halteeinrichtung einen oder mehrere Bolzen, wobei Federmittel vorgesehen sind, um den oder jeden Bolzen in eine zurückgezogene Position vorzuspannen, wobei ein über einen Totpunkt hinweg angeordnetes Gestänge zumindest einer trägen Masse zugeordnet ist, wobei das Gestänge den oder die Bolzen in der nicht zurückgezogenen Position hält, bis die träge Masse das über einen Totpunkt hinweg angeordnete Gestänge über die Totpunktstellung ansprechend auf einen erfaßten Heckaufprall bewegt.
In einer alternativen Ausführungsform ist die oder jede Halteeinrichtung einer genannten Rückzugseinrichtung in Form eines Kolbens in einem Zylinder zugeordnet, wobei Mittel zum Zuführen von Gas zu dem Zylinder vorgesehen sind, wenn ein Heckaufprall erfaßt wird, um den Kolben zu bewegen und somit die Halteeinrichtung zurückzuziehen.
Vorzugsweise umfaßt das Mittel zum Zuführen von Gas eine pyrotechnische Ladung, die einem Heckaufprallsensor zugeordnet ist, wobei die Anordnung so ist, daß die pyrotechnische Ladung ansprechend auf einen erfaßten Heckaufprall gezündet wird.
Damit die Erfindung besser verständlich wird und weitere Merkmale der Erfindung deutlich werden, wird die Erfindung nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung in einem Zustand zeigt,
Fig. 2 eine entsprechende Ansicht ist, die die Ausführungsform nach Fig. 1 in einem anderen Zustand zeigt,
Fig. 3 eine vergrößerte horizontale Schnittansicht ist, die einen Sitz zeigt, wobei insbesondere der Mechanismus zum Lösen der Halteeinrichtung dargestellt ist, und
Fig. 4 eine entsprechende Schnittansicht einer weiteren, modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß die Rückenlehne eines Sitzes mit einem Rückenstützelement versehen wird, das den Torso bzw. Körper einer auf dem Sitz befindlichen Person abstützt, wobei das Rückenstützelement schwenkbar mit dem Rest des Sitzes verbunden ist, so daß der obere Teil des Stützelements nach hinten schwenken kann. Das Rückenstützelement soll in einer permanenten oder nicht elastischen Weise nachgeben, wenn es einer vorbestimmten Kraft unterworfen ist, oder soll gelöst werden, um in einer nicht elastischen Weise nachzugeben, ansprechend auf einen erfaßten Heckaufprall. Wenn ein solcher Sitz in ein Motorfahrzeug eingebaut ist, bringt die Trägheitskraft oder der Impuls einer in dem Sitz sitzenden Person, wenn das Fahrzeug einem Heckaufprall ausgesetzt ist, eine Kraft auf die Rückenlehne des Sitzes auf, und wenn die Kraft eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, gibt die Rükkenlehne des Sitzes in einer nicht federnden oder permanenten Weise nach, oder alternativ erfaßt ein Sensor den Heckaufprall und löst das Rückenstützelement, so daß es in einer nicht federnden Weise nachgibt. Dies ermöglicht dem Körper der in den Sitz sitzenden Person, sich nach hinten zu bewegen. In der Erfindung ist eine Kopfstütze auf dem Sitz angeordnet, die auf der Rückenlehne des Sitzes gehalten ist. Wenn sich das Rückenstützelement des Sitzes nach hinten bewegt, bewegt sich die Kopfstütze relativ zum Rückenstützelement nach vorn. Dies dient dazu, den Kopf der Person in Kontakt mit der Kopfstütze zu bringen, um einen maximalen Schutz gegen Halsverletzungen bereitzustellen.
Man hat herausgefunden, daß die Steifigkeit und die elastischen Eigenschaften der Rückenstütze eines herkömmlichen Sitzes die Bewegung des Körpers einer auf dem Sitz sitzenden Person bei einem Heckaufprall beeinflussen können. Die elastischen Eigenschaften oder das Federverhalten der Rücksitzlehne können dazu neigen, den Körper nach vorn zu drücken, nachdem er nach hinten bewegt worden ist, um diejenigen Teile der Rückenlehne zusammenzudrücken, die für die Elastizität sorgen. Der Kopf der auf dem Sitz sitzenden Person kann allerdings noch dabei sein, sich relativ zum Fahrzeug nach hinten zu bewegen, da sich der Kopf häufig anfangs in einem beträchtlichem Abstand vor der Kopfstütze befindet. Folglich ist es möglich, daß sich der Körper nach vorn bewegt, während sich der Kopf noch nach hinten bewegt, wodurch sich eine sehr hohe Relativgeschwindigkeit zwischen Kopf und Körper ergibt und auch einen großen Winkel zwischen Kopf und Körper mit sich bringt. In dieser Situation kann eine hohe relative Linear- und Winkelgeschwindigkeit des Kopfs relativ zum Oberkörper auftreten, was zu erheblichen Halsverletzungen führen kann.
Fig. 1 und 2 erläutern eine Ausführungsform der Erfindung. Ein Sitz 60 weist ein Sitzkissen 61 auf. Schwenkbar angelenkt an das Sitzkissen ist eine Rückenlehne 62. Die Rückenlehne 62 bildet ein Stützelement, um den Körper eines Sitzinsassen abzustützen. Mit der Rückenlehne 62 ist eine Kopfstütze 63 verbunden.
Die Rückenlehne 62 ist schwenkbar mit dem Sitz verbunden, um eine schwenkbare Bewegung um eine Schwenkachse 64 zu schaffen. Ein Zahnrad 65 ist mit der Rückenlehne verbunden, um sich mit der Rückenlehne um die Schwenkachse 64 zu drehen. Das Zahnrad 65 greift in ein weiteres, kleines Zahnrad 66 ein, das auf einer Welle zur gemeinsamen Drehung mit einem größeren Zahnrad 67 angebracht ist. Das größere Zahnrad 67 treibt ein weiteres, relativ kleines Zahnrad 68 an, das mit einem Viertelkreis 69 verbunden ist, so daß die Drehung des Zahnrades 68 die Drehung des Viertelkreises 69 um seine Spitze bewirkt. Mit der Außenseite des Viertelkreises 69 ist ein Antriebsseil 70 verbunden, das über eine Führungsrolle 71 benachbart der Hinterseite des Sitzkissens 61 des Sitzes läuft und sich dann im wesentlichen vertikal über eine weitere Führungsrolle 72 zum Oberteil des Sitzes erstreckt, wobei das Seil 70 dann an das untere Ende 73 eines Hebels 74 angeschlossen ist, der zur schwenkbaren Bewegung um eine Schwenkachse 75 gehalten ist und mit seinem oberen Ende schwenkbar mit der Kopfstütze 63 verbunden ist. Ein weiterer Hebel 77 ist parallel zum oberen Teil des ersten Hebels 74 angeordnet und schwenkbar am Schwenkpunkt 78 mit der Kopfstütze verbunden und schwenkbar am Schwenkpunkt 79 mit der Rückenlehne des Sitzes verbunden.
Die Rückenlehne 62 des Sitzes wird in ihrer Ausgangsstellung durch eine geeignete Halteeinrichtung gehalten, deren Bauart im einzelnen nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 beschrieben ist. So kann die Halteeinrichtung beispielsweise einen oder mehrere Bolzen umfassen, die in eine zurückgezogene Stellung vorgespannt sind, wobei ein über einen Totpunkt hinweg angeordnetes Gestänge zumindest einer trägen Masse zugeordnet ist, die die Bolzen in der nicht zurückgezogenen Stellung hält, bis die träge Masse das über einen Totpunkt hinweg angeordnete Gestänge über den Totpunkt hinweg bewegt. Alternativ kann die Halteeinrichtung einem Kolben in einem Zylinder und einer Einrichtung wie beispielsweise einer pyrotechnischen Ladung zugeordnet sein, dem ein Heckaufprallsensor zugeordnet ist, wobei die Anordnung so ist, daß dem Zylinder Gas zugeführt wird, wenn ein Heckaufprall erfaßt wird, um den Kolben zu bewegen und damit die Halteeinrichtung zurückzuziehen.
In jedem Falle ist es von Bedeutung, daß wenn ein Fahrzeug, in dem der in Fig. 1 und 2 erläuterte Sitz angebracht ist, einem Heckaufprall ausgesetzt ist, die Rückenlehne 62 des Sitzes sich schwenkend aus der in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellten Position nach hinten in die Position bewegt, die in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. Eine Schwenkbewegung der Rückenlehne 62 des Sitzes nach hinten bewirkt eine Drehung im Uhrzeigersinn des Zahnrads 65, das seinerseits eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Zahnrads 67 veranlaßt, welche eine Drehung im Uhrzeigersinn des Zahnrads 68 und folglich eine Drehung im Uhrzeigersinn des Viertelkreises 69 um seine Spitze veranlaßt. Somit wird eine Spannung auf das Seil 70 ausgeübt. Das untere Ende des Hebels 73 wird somit relativ zur Rückenlehne des Sitzes nach hinten bewegt. Folglich wird die Kopfstütze 73 relativ zur Rückenlehne des Sitzes nach vorn bewegt, so daß, obwohl die Rückenlehne des Sitzes sich schwenkend nach hinten bewegt, die Kopfstütze 62 im wesentlichen in einer ortsfesten Position verbleibt.
Nunmehr auf Fig. 3 der beigefügten Zeichnungen Bezug nehmend, ist ein Beispiel der vorstehend genannten Halteeinrichtung im einzelnen dargestellt. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, enthält die Halteeinrichtung 31, 32 jeweils einen länglichen Bolzen, der durch miteinander ausgerichtete Öffnungen hindurchgeht, die in Seitenteilen 27 eines Rahmens innerhalb der Rückenlehne 62 des Sitzes ausgebildet sind und die einem Querteil 28 zugeordnet sind, und in den senkrecht verlaufenden Seitenteilen 22, 23 ausgebildet sind, die in ihrer Stellung fixiert sind und einem Teil der Rückenlehne 62 des Sitzes zugeordnet sind.
Der Bolzen 31 ist mit einem radial verlaufenden Flansch 34 versehen, und eine schraubenförmige Druckfeder 35 ist zwischen dem Flansch und dem Seitenteil 27 angeordnet, durch das der Bolzen 31 hindurchgeht. Die Druckfeder 35 befindet sich in einen zusammengedrückten Zustand.
In ähnlicher Weise ist der Bolzen 32 mit einem entsprechenden Flansch 34 versehen, der einer entsprechenden Feder 35 zugeordnet ist.
Zwischen den inneren Endabschnitten der Bolzen 31 und 32 befindet sich ein zweiteiliges, über einen Totpunkt hinweg angeordnetes Gestänge 36, das aus einem ersten Element 37 besteht, das einteilig mit einer trägen Masse 38 ausgebildet ist, und einem zweiten Element 39, das einteilig mit einer trägen Masse 40 ausgebildet ist.
Das über einen Totpunkt hinweg angeordnete Gestänge ist in Fig. 3 in einer Ausgangsposition dargestellt, wobei die beiden Elemente 37 und 39 des Gestänges so angeordnet sind, daß die durch die Federn 35 auf das Gestänge wirkende Kraft die trägen Massen 38 und 39 in Kontakt mit dem Querteil 28 drückt. Die Anordnung ist somit stabil.
Sollte allerdings das Fahrzeug, in dem der Sitz angebracht ist, einem Heckaufprall ausgesetzt sein, bewegen sich die trägen Massen 38 und 40 in einer durch die Pfeile 41 und 42 angegebenen Richtung. Wenn sich die trägen Massen auf diese Weise bewegen, durchläuft das Gestänge den Totpunkt, wobei anfangs die Bolzen 31 und 32 axial auswärts bewegt werden. Anschließend allerdings, sobald die Elemente den Totpunkt durchschritten haben, addiert sich die auf die beiden Gestängeelemente 37 und 39 durch die Federn 35 ausgeübte Kraft mit der Trägheitswirkung und bewirkt, daß die beiden Gestängeteile abfallen, wodurch die Bolzen 31 und 32 unter der Federvorspannkraft, die durch die Federn 35 auf die Bolzen wirkt, in eine zurückgezogene Stellung bewegt werden. Sobald die freien Endabschnitte der Bolzen 31 und 32 aus den in den Teilen 22 und 23 ausgebildeten Öffnungen herausgezogen sind, kann sich das Stützelement 26 und somit die Rückenlehne 62 des Sitzes schwenkend um die Schwenkachse 64 im wesentlichen in der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise bewegen.
Nunmehr auf Fig. 4 der Zeichnungen Bezug nehmend, die eine alternative Ausführungsform zeigt, ist nur ein Bolzen 32 dargestellt, wobei indes der andere Bolzen 31 die gleiche Form hat. Der Bolzen 32 geht durch eine in dem Teil 23 ausgebildete Öffnung und durch eine damit fluchtende Öffnung hindurch, die in dem Seitenteil 27 ausgebildet ist. Der Bolzen 32 ist einteilig mit einem Kolbenkopf 43 ausgebildet, wobei der Kolbenkopf innerhalb eines Zylinders 44 aufgenommen ist. Der Zylinder 34 besteht aus verformbarem Material, beispielsweise Aluminium, und hat ein nach innen zulaufendes, freies Ende 45 zwischen dem Kolben 43 und dem in wesentlichen geschlossenen Ende des Zylinders, welches das Ende ist, durch das der Bolzen 32 aus dem Zylinder heraustritt. Der Zylinder ist mit einer Einlaßöffnung 46 versehen, die mit einer Gasquelle in Form einer pyrotechnischen Ladung 47 verbunden ist. Die pyrotechnische Ladung ist mittels eines Stoßrohrs, beispielsweise eines unter dem registrierten Warenzeichen NONEL vertriebenen Stoßrohrs, 48 mit einer elektrisch ausgelösten pyrotechischen Ladung 49 verbunden. Die Ladung 49 kann einem zweiten Stoßrohr 50 zugeordnet sein, das mit einer im wesentlichen identischen Anordnung wie die, die im Zusammenhang mit dem Bolzen 31 beschrieben wurde, verbunden sein.
Es ist ersichtlich, daß die pyrotechnische Ladung 49 mit einem elektrischen Zünder 51 versehen ist, der mittels geeigneter Kabel 52 mit einem Heckaufprallsensor 53 verbunden ist.
Es ist von Bedeutung, daß aufgrund der zulaufenden Form des Zylinders 44 der Kolben 43 in der dargestellten Ausgangsposition gehalten wird, wobei der Kolben durch die miteinander fluchtenden Öffnung geht und das Stützelement 26 in der Ausgangsstellung hält. Wenn der Sensor 52 einen Heckaufprall erfaßt, wird die pyrotechnische Ladung 49 gezündet und ein geeigneter Schock bzw. Stoß geht durch das Stoßrohr 48, um die pyrotechische Ladung 47 zu zünden. Somit tritt Gas durch die Einlaßöffnung 46 in den Zylinder 44 ein, und der Kolben 43 wird nach rechts bewegt, wie in Fig. 4 dargestellt. Der Kolben bewegt sich in eine neue Position, wobei der sich verjüngende Teil des Zylinders 44 verformt wird und der Bolzen 32 aus der Öffnung in dem Teil 23 herausgezogen wird, wodurch sich das Stützelement 36 schwenkend bewegen kann, im wesentlichen in der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise.

Claims

1. Ein Sitz (60) zur Verwendung in einem Fahrzeug, wobei der Sitz eine Rückenlehne mit einem Stützelement (62) aufweist, das so angeordnet ist, daß es den Rücken des Torsos einer auf dem Sitz befindlichen Person abstützt, wobei das Stützelement schwenkbar (64) mit dem Rest (61) des Sitzes verbunden ist, so daß der obere Teil des Stützelements nach hinten schwenken kann, wobei der Sitz eine Kopfstütze (63) beinhaltet, die an dem Stützelement gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (40, 41; 53) vorgesehen sind, um einen Heckaufprall auf ein Fahrzeug zu erfassen und dann zumindest dem oberen Teil des genannten Stützelements (62) zu ermöglichen, sich in einer nachgiebigen und anschließend nicht federnden Weise in einer vom Sitz rückwärts gerichteten Richtung zu bewegen, und Mittel (65-78) vorgesehen sind, um die Kopfstütze (63) relativ zu dem Stützelement (62) nach vorn zu bewegen, wenn sich der obere Teil des Stützelements nach hinten bewegt.

2. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erfassen eines Heckaufpralls einen Sensor (53), um eine Beschleunigung zu erfassen, die über einem vorbestimmten Grenzwert liegt, umfassen, wobei der Sensor dazu bestimmt ist, ein Mittel (32) freizugeben, das anfänglich das genannte Stützelement (62) in seiner Position hält.

3. Sitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (62) in einer Ausgangsposition durch eine Halteeinrichtung (31, 32) gehalten ist, wobei eine Rückzugseinrichtung (40, 41; 43, 44) vorgesehen ist, um die Halteeinrichtung ansprechend auf einen erfaßten Heckaufprall zurückzuziehen, um zu ermöglichen, daß das Stützelement (62) nach hinten schwenkt.

4. Sitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung einen oder mehrere Bolzen (31, 32) umfaßt, wobei Federmittel (35) vorgesehen sind, um den oder jeden Bolzen in eine zurückgezogene Position vorzuspannen, wobei ein über einen Totpunkt hinweg angeordnetes Gestänge (37, 39) zumindest einer trägen Masse (38, 40) zugeordnet ist, wobei das Gestänge den oder die Bolzen in der nicht zurückgezogenen Position hält, bis die träge Masse das über einen Totpunkt hinweg angeordnete Gestänge über die Totpunktstellung ansprechend auf einen erfaßten Heckaufprall bewegt.

5. Sitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Halteeinrichtung (31, 32) einer genannten Rückzugseinrichtung in Form eines Kolbens (43) in einem Zylinder (44) zugeordnet ist, wobei Mittel (47) zum Zuführen von Gas zu dem Zylinder vorgesehen sind, wenn ein Heckaufprall erfaßt wird, um den Kolben zu bewegen und somit die Halteeinrichtung zurückzuziehen.

6. Sitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Zuführen von Gas eine pyrotechnische Ladung (47) ist, die einem Heckaufprallsensor (53) zugeordnet ist, wobei die Anordnung so ist, daß die pyrotechnische Ladung ansprechend auf einen erfaßten Heckaufprall gezündet wird.