DE69727555T2

DE69727555T2 - Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE69727555T2
Application number: DE69727555T
Authority: DE
Inventors: Yngve Haland; Ola BOSTRÖM
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2017-03-20
Also published as: GB9605711D0; US6109692A; KR20000064662A; WO1997034777A1; EP0886587B1; AU2185997A; EP0886587A1; ES2216136T3; JP2000506811A; GB2311212B; DE69727555D1; JP4011622B2; GB2311212A; KR100473724B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugsitz, und bezieht sich insbesondere auf einen Fahrzeugsitz, der zur Verwendung in einem Motorfahrzeug wie bspw. einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.
Man hat bereits festgestellt, daß dann, wenn ein Motorfahrzeug wie bspw. ein Kraftfahrzeug in einen Aufprall von hinten verwickelt wird, d. h. wenn ein nachfolgendes Fahrzeug in das Heck des Fahrzeugs hineinfährt, die Insassen des betroffenen Fahrzeugs von Hals- bzw. Nackenverletzungen betroffen sein können.
Es sei darauf verwiesen, daß bei einem Aufprall von hinten vom vorgenannten Typ das Fahrzeug, auf das der Aufprall stattfindet, einer nach vorn gerichteten Beschleunigung unterworfen ist. Dies bewirkt eine nach vorn gerichtete Beschleunigung auf die Sitze des Fahrzeugs. Das Sitzkissen und die Rückenlehne eines jeden besetzten Sitzes wirken mit dem Gesäß und dem Oberkörper der in dem Sitz befindlichen Person zusammen und bringen eine erhebliche Beschleunigung auf das Gesäß und den Oberkörper des Insassen auf.
Manche der Probleme, die bei einer Situation mit einem Aufprall von hinten auftreten, sind von dem Erfinder der EP 0 556 884 A angesprochen worden, die dem Oberbegriff des Anspruches 1 entspricht, wobei dort eine Fahrzeugsitzanordnung vorgeschlagen worden ist, bei der sich die Rückenlehne des Sitzes anfangs nach hinten bewegen kann, mit einer gleitenden und/oder schwenkenden Wirkung gegen eine Verzögerungskraft, die durch einen Energieabsorber bereitgestellt wird, bis ein "haltendes" Mittel in Form eines Drahts straff wird, wobei dieses Haltemittel die Rückenlehne daran hindert, sich weiter in rückwärtiger Richtung zu bewegen. Der Winkel ist so ausgewählt, daß der Insasse des Sitzes nicht entlang der Rückenlehne des Sitzes nach oben rutscht und aus dem Sitz herausgleiten kann.
Obwohl, wie vorstehend erläutert, bei einer Situation mit einem Aufprall von hinten eine erhebliche Beschleunigung auf das Gesäß und den Oberkörper der in einem Sitz sitzenden Person aufgebracht wird, wird keine entsprechende Beschleunigung unmittelbar auf den Kopf der Person ausgeübt. Der Kopf ist ein Teil des Körpers, der eine erhebliche Masse besitzt, und demzufolge weist der Kopf eine beträchtliche Trägheit auf.
Aus diesem Grunde verbleibt der Kopf des Insassen des Fahrzeugs anfangs ortsfest, während das Gesäß und der Oberkörper des Insassen des Fahrzeugs als Ergebnis des Aufpralls auf das hintere Ende nach vorn beschleunigt werden. Dies veranlaßt den Hals dazu, am Anfang eine S-förmige Konfiguration anzunehmen, während sich der untere Teil des Halses nach vorn bewegt, obwohl er vertikal verbleibt, und der obere Teil des Halses in s einer anfänglichen Position verbleibt. Als nächstes beginnt sich der Kopf zu drehen, und der Hals nimmt dann eine gebogene Form an. Daran anschließend bewegt sich der Kopf nach vorn. Untersuchungen haben ergeben, daß Schleudertrauma-Verletzungen auftreten können, wenn der Hals die S-förmige Konfiguration einnimmt, wenn sich der Kopf relativ zu dem Oberkörper mit einer erheblichen Geschwindigkeit bewegt.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, einen verbesserten Fahrzeugsitz bereitzustellen, bei dem die Gefahr reduziert ist, daß Insassen des Sitzes während eines Aufpralls auf das hintere Ende eine Schleudertrauma-Verletzung erleiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruches 1 bereitgestellt. Der Sitz weist ein Sitzkissen und eine Rückenlehne auf, wobei zumindest ein wesentlicher Teil der Rückenlehne des Sitzes so ausgebildet ist, daß er sich nach hinten, relativ zu der Ausgangsposition des Sitzkissens des Sitzes, bewegt, wobei Kraftbegrenzungsmittel vorhanden sind, um eine Widerstandskraft bereitzustellen, die der genannten Bewegung widersteht, wobei die rückwärtige Bewegung ein erstes, vorbestimmtes Ausmaß an Bewegung und ein anschließendes zweites, vorbestimmtes Ausmaß an Bewegung umfaßt, wobei die Kraftbegrenzungsmittel durch die Widerstandskraft angepaßt sind, die sich in einem relativ niedrigen Niveau für das erste vorbestimmte Ausmaß der Bewegung und auf einem zweiten, relativ hohen Niveau über das zweite, anschließende, vorbestimmte Ausmaß der Bewegung bewegt.
Bevorzugt sind Anschlagmittel vorgesehen, um die genannte Bewegung zu beenden, nachdem ein bestimmtes Maß der Bewegung ausgeführt worden ist.
In bevorzugter Weise ist eine Verriegelung vorgesehen, die dazu bestimmt ist, zu verhindern, daß sich der genannte Teil der Rückenlehne des Sitzes nach hinten bewegt, wobei die Verriegelung dazu bestimmt ist, daß sie ansprechend auf einen erfaßten rückwärtigen Aufprall gelöst wird. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der genannte Teil der Rückenlehne des Sitzes dazu bestimmt ist, die genannte rückwärtige Bewegung mit einer Schwenkbewegung relativ zu dem Sitzkissen des Sitzes auszuführen.
Alternativ ist vorgesehen, daß der genannte Teil der Rückenlehne des Sitzes dazu bestimmt ist, die genannte rückwärtige Bewegung auszuführen, mit einer Verschiebewirkung relativ zu der Ausgangsposition des Sitzkissens des Sitzes.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der genannte Teil der Rückenlehne des Sitzes dazu bestimmt ist, die genannte rückwärtige Bewegung mit einer Schwenkwirkung und einer Verschiebewirkung relativ zu dem Sitzkissen auszuführen.
In bestimmten Ausführungsformen ist die gesamte Rückenlehne des Sitzes dazu bestimmt, sich relativ zu dem Sitzkissen des Sitzes zu bewegen.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß lediglich ein Teil der Rückenlehne des Sitzes die genannte rückwärtige Bewegung gegen die relativ niedrige Widerstandskraft ausführt, während ein weiterer Teil der Rückenlehne des Sitzes, der eine Kopfstütze aufweist, im wesentlichen in Ruhe verbleibt, wobei die beiden genannten Teile der Rückenlehne des Sitzes die genannte rückwärtige Bewegung gegen die relativ große Widerstandskraft ausführen.
In zweckmäßiger Weise kann vorgesehen sein, daß das erste vorbestimmte Maß der Bewegung eine Bewegung veranlaßt, gemessen an der Oberseite der Rückenlehne des Sitzes, über einen Abstand im Bereich von 150–250 mm.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß das zweite vorbestimmte Maß an Bewegung eine Bewegung über einen Abstand veranlaßt, gemessen an der Oberseite der Rückenlehne des Sitzes, von weniger als 80 mm.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß das erste, relativ niedrige Niveau der Widerstandsbewegung durch eine Kraft überwunden wird, die geringer ist als 2 000 Newton, und die auf die Mitte der Rückenlehne des Sitzes aufgebracht wird.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, daß das zweite, relativ hohe Niveau der Widerstandskraft durch eine Kraft überwunden wird, die größer ist als 5 000 Newton, oder sogar größer als 10 000 Newton, und die auf die Mitte der Rückenlehne des Sitzes aufgebracht wird.
Damit die Erfindung leichter verstanden werden kann, und damit weitere Merkmale der Erfindung deutlich werden, wird die Erfindung nachfolgend im Wege eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht ist, die vier Darstellungen enthält, in denen der Zustand des Kopfs und Halses eines Insassen eines Fahrzeugs in einer Situation mit einem Aufprall von hinten dargestellt ist, wenn ein herkömmlicher Sitz verwendet wird,
2 eine schematische Ansicht eines Sitzes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, in der gestrichelt unterschiedliche Positionen für einen Teil des Sitzes dargestellt sind,
3 eine Ansicht entsprechend 2 ist, in der ein anderer Sitz dargestellt ist,
4 eine graphische Darstellung ist, in der die Kraft dargestellt ist, die erforderlich ist, um den Teil des Sitzes zu bewegen, gegenüber dem Ausmaß der Bewegung dieses Teils des Sitzes,
5 eine schematische Darstellung ist, wobei Teile weggeschnitten sind, eines anderen Sitzes gemäß der vorliegenden Erfindung,
6 eine Seitenansicht des Sitzes nach 5 in einem Anfangszustand ist,
7 eine Seitenansicht entsprechend 6 ist, in der der Sitz in einem Zwischenzustand während eines Aufpralls von hinten ist, wobei eine abschließende Position des Sitzes gestrichelt dargestellt ist,
8 eine Ansicht entsprechend 7 ist, in der die abschließende Position des Sitzes dargestellt ist,
9 eine Schnittansicht einer Bauart eines Kraftbegrenzers ist, der an einem Sitz verwendet werden kann, wie er in 5–8 dargestellt ist,
10 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Kraftbegrenzers ist, der an dem Sitz nach 5–8 verwendet werden kann,
11 eine Schnittansicht eines Kraftbegrenzers ist, der zur Verwendung an den Sitz nach 2 oder 3 angepaßt ist, und
12 eine Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Kraftbegrenzers ist, zur Verwendung an dem Sitz nach 2 oder 3.
Zunächst wird auf 1 der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, wobei die Darstellung A die Position des Kopfs 1 und des Halses 2 des Insassen eines Motorfahrzeugs bei normalen Bedingungen zeigt. Der Kopf und der Hals würden diese Position einnehmen, wenn das Fahrzeug bspw. steht.
Unter der Annahme, daß das Fahrzeug anschließend einem rückwärtigen Aufprall ausgesetzt ist, würden sich das Gesäß und der Oberkörper des Insassen des Fahrzeugs nach vorn bewegen, als eine Folge der nach vorn gerichteten Bewegung des Fahrzeugs und der nach vorn gerichteten Bewegung des Sitzes, der in dem Fahrzeug angebracht ist. Der Kopf 1 des Insassen würde dazu neigen, im Stillstand bzw. ortsfest zu verbleiben, und zwar aufgrund seiner Trägheit. Der Hals 2 des Insassen würde sich dann in dem Zustand befinden, der in der Darstellung B dargestellt ist. Der Hals weist hierbei eine S-Form auf. Danach, wie in der Darstellung C dargestellt ist, bewegt sich der Kopf 1 nach hinten, so daß der Hals eine gebogene Form erhält, wobei dann, wenn der Kopf nicht gegen die Kopfstütze anstößt, der Kopf sich drehend bis in die nach hinten gekippte Position bewegen kann, die in Darstellung D abgebildet ist, wobei hier der Hals 2 mit einem erheblichen Krümmungsgrad nach hinten gebogen bzw. überstreckt (Überstreckung) ist.
Man nimmt an, daß dann, wenn der Hals den Verformungen unterworfen wird, die in den Darstellungen A–D abgebildet sind, der hydrodynamische Druck der Flüssigkeit innerhalb der Wirbelsäule schlagartig ansteigen kann, wenn der Hals die S-förmige Gestalt annimmt, wodurch dann Druckstöße auf Teile des zentralen Nervensystems übertragen werden, die in Kontakt mit dieser Flüssigkeit stehen. Außerdem kann es sein, daß die Ganglien Verletzungen erleiden. Man nimmt an, daß dies der Grund dafür ist, weshalb Patienten mit sogenannten Schleudertrauma-Verletzungen unter den Wirkungen derartiger Verletzungen während einer langen Zeit leiden können. Obwohl ein typischer Zusammenstoß mit rückwärtigem Aufprall bei einer relativ niedrigen Aufprallgeschwindigkeit erfolgt, sind diese Zusammenstöße für eine große Anzahl von relativ schwerwiegenden Verletzungen jedes Jahr verantwortlich.
2 erläutert eine einfache Ausführungsform der Erfindung. In der Ausführungsform nach 2 ist ein Sitz 3 vorgesehen, der ein Sitzteil oder Sitzkissen 4 und eine Rückenlehne 5 aufweist. Die Rückenlehne ist mit dem Sitzkissen mit Hilfe einer Schwenkverbindung 6 verbunden, so daß die Rückenlehne des Sitzes nach hinten kippen kann. Der Rückseite des Sitzes ist ein Kraftbegrenzer 7 zugeordnet. Verschiedene Ausführungsformen von Kraftbegrenzern werden weiter unten noch im einzelnen beschrieben. Der Kraftbegrenzer 7 ist dazu bestimmt, zu ermöglichen, daß der Sitz nach hinten kippt, über einen ersten Abstand d1 mit einer ersten vorbestimmten begrenzenden Kraft, und anschließend, daß der Sitz nach hinten verschwenkt, über einen zweiten Abstand d2 mit einer größeren Widerstandskraft. Der Abstand d1 kann in dem Bereich von 150–250 mm liegen, und der Abstand d2 kann typischerweise geringer sein als 80 mm, gemessen an der Oberseite der Rückenlehne des Sitzes, kann allerdings auch größer als 80 mm sein. Ein Anschlag 8 ist in der dargestellten Ausführungsform vorgesehen, um eine weitere, nach hinten gerichtete Bewegung der Rückenlehne des Sitzes zu verhindern. Der Anschlag 8 kann ein beliebiges Element bzw. eine Komponente aufweisen, die die nach hinten gerichtete Bewegung der Rückenlehne des Sitzes begrenzt, und kann aus einem Teil des Fahrzeugs bestehen, in dem der Sitz angebracht ist. Wahlweise kann eine Sperre 9 vorgesehen sein, die dazu dient, die Rückenlehne des Sitzes in ihrer ursprünglichen Position zu halten, wobei die Sperre 9 gelöst wird, wenn ein rückwärtiger Aufprall erfaßt wird.
3 erläutert eine alternative Ausführungsform des Sitzes 3', die ähnlich ist wie die, die in 2 dargestellt ist. Der Sitz 3' weist ein Sitzteil oder Sitzkissen 4' und eine Rückenlehne 5' auf. Die Rückenlehne 5 ist mit dem Sitzkissen mit Hilfe einer Schwenkverbindung 6' verbunden und weiterhin mit Hilfe einer Schiebeanordnung, die ermöglicht, daß sich die Rückenlehne des Sitzes nach hinten bewegt. Die Schwenkverbindung 6' ist mit einem Neigemechanismus versehen, so daß beim normalen Gebrauch der Winkel der Neigung der Rückenlehne des Sitzes eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann die Rückenlehne des Sitzes um die Schwenkverbindung 6' geschwenkt werden oder kann nach hinten geschoben werden, ohne eine Schwenkbewegung, auf der Schiebeanordnung. Ein Kraftbegrenzer 7' ist vorgesehen, der der Schiebeanordnung zugeordnet ist. Unterschiedliche Bauarten von Kraftbegrenzern werden im einzelnen noch weiter unten beschrieben.
Der Kraftbegrenzer 7' ist dazu bestimmt, zu ermöglichen, daß sich die Rückenlehne des Sitzes über einen ersten Abstand d1 nach hinten bewegt, mit einer vorbestimmten Widerstandskraft, und sich anschließend daran über einen zweiten Abstand d2 mit einer größeren Widerstandskraft nach hinten bewegt. Der Abstand d1 kann in dem Bereich von 150–250 mm liegen, und der Abstand d2 kann typischerweise geringer als 80 mm sein, obwohl der Abstand d2 mehr als 80 mm betragen kann. Ein Anschlag 8' und eine Sperre 9' sind in der beschriebenen Ausführungsform vorhanden, ähnlich denen, wie sie in der Ausführungsform nach 2 vorgesehen sind.
In der Ausführungsform nach 2 führt die Rückenlehne des Sitzes eine schwenkende Bewegung nach hinten gegen eine niedrige Widerstandskraft aus, und dann gegen eine höhere Widerstandskraft. In der Ausführungsform nach 3 führt die Rückenlehne des Sitzes eine nach rückwärts gerichtete Gleitbewegung gegen eine niedrige Widerstandskraft aus und dann gegen eine höhere Widerstandskraft, aber in alternativen Ausführungsformen kann die Rückenlehne des Sitzes bspw. eine nach rückwärts gerichtete Verschiebebewegung gegen eine erste niedrige Widerstandskraft ausführen, und dann eine nach hinten schwenkende oder abbiegende Bewegung gegen eine höhere Widerstandskraft ausführen. Der ersten und zweiten Bewegung kann durch einen einzelnen Kraftbegrenzer entgegengewirkt werden, oder durch eine Kraftbegrenzereinrichtung, die zwei Komponenten aufweist. Eine Komponente der Kraftbegrenzereinrichtung kann die Rückenlehne des Sitzes umfassen, die dazu bestimmt sein kann, sich zu biegen, während der gewünschte kraftbegrenzende Effekt bereitgestellt wird.
4 zeigt eine graphische Darstellung, in der eine Kraft gegenüber einem Abstand aufgetragen ist. Die Darstellung ist nicht maßstabsgerecht. Es sei darauf verwiesen, daß während einer anfänglichen Bewegung der Rückenlehne des Sitzes der Kraftbegrenzer eine Widerstandskraft bereitstellt, wie sie im Bereich A der Darstellung dargestellt ist und die relativ niedrig ist. Diese Kraft kann weniger als 2 000 Newton betragen, gemessen an der Mitte der Rückenlehne des Sitzes. Daher muß eine Kraft von bis zu 2 000 Newton an der Mitte der Rückenlehne des Sitzes aufgebracht werden, um die Rückenlehne des Sitzes dazu zu veranlassen, sich zu bewegen. Typischerweise beträgt die Kraft mehr als 5 000 Newton. Die Kraft ist nicht gleichförmig während einer anfänglichen Bewegung des Sitzes, aber die Kraft liegt innerhalb einer vorbestimmten Bandbreite, die auf einem relativ niedrigen Niveau eingestellt ist. Der Teil A der Darstellung entspricht einer Bewegung der Rückenlehne des Sitzes über den anfänglichen Abstand d1. Der daran anschließende Teil der Darstellung, der mit Bezugszeichen B bezeichnet ist, entspricht der Bewegung über den zweiten Abstand d2. In diesem Teil der Bewegung der Rückenlehne des Sitzes ist die Widerstandskraft, die durch den Kraftbegrenzer bereitgestellt wird, wesentlich größer als während des ersten Teils der Bewegung. Die Kraft kann oberhalb von 5 000 Newton liegen, oder sogar oberhalb von 10 000 Newton, gemessen an der Mitte der Rückenlehne d es Sitzes. Daher muß eine Kraft von mehr als 5 000 oder 10 000 Newton an der Mitte der Rückenlehne des Sitzes aufgebracht werden, um die Rückenlehne des Sitzes zu einer Bewegung zu veranlassen. Aus diesem Grunde liegt in diesem zweiten Teil der Bewegung, der dem Abstand d2 entspricht, die Widerstandskraft, die durch den Kraftbegrenzer bereitgestellt wird, innerhalb einer Bandbreite, die höher als die entsprechende Bandbreite während der anfänglichen Bewegung der Rückenlehne des Sitzes liegt, die dem Abstand d1 entspricht.
Unter Bezugnahme auf 5 der beigefügten Zeichnungen ist ein weiterer Sitz 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Sitz 10 weist ein Sitzkissen 11 und eine Rückenleh nenanordnung auf. Die Kissen und Polsterungen, die normalerweise die Rückenlehnenanordnung abdecken, sind zum Zwecke der Klarheit der Darstellung weggelassen worden.
Die Rückenlehnenanordnung weist einen Grundrahmen oder äußeren Rahmen 12 auf, der aus zwei Seitenelementen 13, 14 besteht, die durch ein sich in Querrichtung erstreckendes, oberes Rahmenelement 15 miteinander verbunden sind. Das obere Rahmenteil 15 trägt eine Kopfstütze 16. Das Anordnen einer solchen Kopfstütze ist optional. Der Grundrahmen 12 ist schwenkbar mit Hilfe von Schwenkpunkten 17 mit seitlichen Trägern 18 verbunden, die einteilig mit dem Sitzkissen bzw. Sitzteil 11 des Sitzes ausgebildet sind.
Ein innerer Rahmen ist vorgesehen, der zwei Seitenelemente aufweist, von denen lediglich eines, 19, in 5 sichtbar ist. Der innere Rahmen ist eng passend innerhalb des Grundrahmens 12 aufgenommen. Die Seitenelemente des inneren Rahmens sind schwenkbar mit den Seitenelementen 13, 14d es Grundrahmens 12 mit Hilfe von Schwenkverbindungen 20, 21 verbunden. Die beiden Seitenelemente des inneren Rahmens sind durch ein quer verlaufendes oberes Rahmenteil 22 miteinander verbunden, und ein Drahtnetz 23 ist vorgesehen, das den inneren Rahmen ausfüllt.
Der innere Rahmen ist in der dargestellten anfänglichen Position mit Hilfe von zumindest einem Kraftbegrenzer 24 gehalten, der schematisch dargestellt ist. Kraftbegrenzer, die zur Verwendung in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind nachfolgend beschrieben. Der Kraftbegrenzer dient dazu, eine Kraft zu absorbieren, wenn sich die Komponenten des Sitzes in einer Situation eines rückwärtigen Aufpralls bewegen.
Der untere Teil eines jeden der Seitenelemente 13, 14 des Grundrahmens ist mit horizontalen, sich nach vorn erstreckenden Abschnitten 25 versehen, die obere Eingreifflächen 26 bilden. Die Seitenelemente 18, die mit dem Sitzkissen verbunden sind, können jeweils ein Anschlagelement 27 tragen, das oberhalb einer Anschlagfläche 26 angeordnet ist. Ein Kraftbegrenzer 28, der ebenfalls schematisch in dieser Abbildung dargestellt ist, ist den Seitenelementen 13 und 14 des Grundrahmens 12 zugeordnet.
Nachfolgend sei auf 6 bis 8 der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen der Sitz nach 5 dargestellt ist, wenn er bspw. durch einen Fahrer 30 eines Fahrzeugs einge nommen wird, wobei die Positionen dargestellt sind, die der Sitz und der Fahrer in aufeinanderfolgenden Augenblicken während eines Aufpralls von hinten einnehmen.
Zu Anfang befindet sich der Fahrer 30 auf dem Sitz, wobei der Fahrer von dem Sitzkissen 11 und der Rückenlehnenanordnung des Sitzes unterstützt wird. Das Gesäß des Fahrers ruht auf dem Sitzkissen 11, und der Oberkörper des Fahrers ist durch die Rückenlehnenanordnung des Sitzes abgestützt. Der Kopf 31 des Fahrers befindet sich um einen Abstand nach vorn vor der Kopfstütze 16, und zwar um einen Abstand d3.
Es sei darauf verwiesen, daß der Hals des Fahrers einen Winkel α1 mit dem Hauptteil des Oberkörpers des Fahrers bildet.
Das obere Rahmenteil 22 des inneren Rahmens weist von dem oberen Rahmenteil 15 des Grundrahmens 12 einen Abstand d4 auf. Typischerweise ist der Abstand d4 so gewählt, daß er etwa 50 mm beträgt.
Wenn ein rückwärtiger Aufprall auftritt, wird der gesamte Sitz nach vorn bewegt. Wenn die Kraft, die auf den inneren Rahmen ausgeübt wird, aufgrund der Trägheit des Oberkörpers des Insassen 30 des Fahrzeugs, eine vorbestimmte Kraft überschreitet, wobei es sich um eine Kraft innerhalb des Bereichs zwischen 500 und 2 000 Newton handeln kann, wird der innere Rahmen eine Schwenkbewegung relativ zu dem äußeren Grundrahmen 12 um die Schwenkachsen ausführen, die durch die Schwenkverbindungen 20, 21 festgelegt sind. Der innere Rahmen bewegt sich allerdings nicht ungehindert, sondern bewegt sich gegen eine Widerstandskraft, die durch den Kraftbegrenzer 24 bereitgestellt wird.
Der Sitz und der Insasse des Sitzes bewegen sich dann in die Position, die in 7 dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß sich der innere Rahmen nach hinten bewegt hat, wobei sich das obere Teil 22 des inneren Rahmens über eine Entfernung d4 bewegt, so daß das obere Teil 22 des inneren Rahmens mit dem oberen Teil 15 des Grundrahmens 12 zusammenwirkt. In diesem speziellen Beispiel hat die Bewegung des oberen Teils des Rahmenteils über den Abstand d4 den Kopf des Insassen des Sitzes dazu veranlaßt, sich um einen Abstand d3 zu bewegen, so daß er in Kontakt mit der Kopfstütze 16 gebracht wird. Der Hals des Insassen des Fahrzeugs bildet nun einen Winkel α2 mit dem Hauptteil des Oberkörpers des Insassen. Der Winkel α2 ist nicht größer als der Winkel α1 und ist bevorzugt geringer als der Winkel α1. Wenn der Sitz sich in dem Zustand befindet, der in 7 dargestellt ist, kann sich die gesamte Rückenlehne des Sitzes, mit anderen Worten die Kombination aus dem Grundrahmen 12 und dem inneren Rahmen, dann schwenkend um die Schwenkachse 17 bewegen, um die Position einzunehmen, die gestrichelt dargestellt ist. Es sei darauf verwiesen, daß sich daher der obere Teil der Rückenlehnenanordnung des Sitzes nach hinten um einen Abstand d5 bewegt. Dieser Abstand d5 kann etwa 100 mm betragen.
Der Sitz und der Insasse befinden sich dann in dem Zustand, der in 8 dargestellt ist. Der Hals des Insassen bildet weiterhin einen Winkel α2 mit dem Hauptteil des Oberkörpers des Insassen, was bedeutet, daß sich dieser Winkel während der Bewegung der Rückenlehnenanordnung des Sitzes über den Abstand d5 nicht verändert hat.
Es sei darauf verwiesen, daß die Bewegung über den Abstand d5, wenn sich der Hauptrahmen 12 um die Schwenkachse 17 verschwenkt, gegen eine Verzögerungskraft ausgeführt wird, die durch den Kraftbegenzer 28 bereitgestellt wird. Diese Verzögerungskraft kann mehr als 5 000 Newton oder sogar mehr als 10 000 Newton betragen. Wenn der Grundrahmen 12 sich um einen vorbestimmten Weg verschwenkt hat, kann die Anschlagfläche 26, die sich auf dem sich nach vorn erstreckenden Vorsprung 25 befindet, mit dem Anschlag 27 zusammenwirken, so daß eine weitere nach hinten gerichtete Bewegung verhindert wird.
Die Verzögerungskraft, die durch den Kraftbegenzer 28 bereitgestellt wird, ist größer als die Verzögerungskraft, die durch den Kraftbegrenzer 24 bereitgestellt wird.
In 2, 3 und 5 bis 8 sind die Kraftbegenzer 7, 7', 24 und 28 auf eine vollkommen schematische Art und Weise dargestellt. Unterschiedliche Bauarten von Kraftbegenzern könnten verwendet werden. Einige geeignete Kraftbegenzer werden nachfolgend beispielhaft beschrieben.
9 erläutert eine Bauart eines Kraftbegenzers, die verwendet werden kann, mit einem Zylinder 40, der aus einem geeigneten Material hergestellt ist, und der eine Auslaßöffnung 41 bildet. Ein Kolben 42 befindet sich innerhalb des Zylinders. Der Zwischenraum zwischen dem Kolben und der Auslaßöffnung 41 ist mit einem deformierbaren Material gefüllt. Das deformierbare Material kann aus Blei oder aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Der Zylinder 40 ist an Ort und Stelle fixiert, und der Kolben 42 ist mit dem bewegbaren Element verbunden. Auf diese Weise kann der Zylinder 40 bspw. mit dem unteren Rahmen verbunden sein, wobei der Kolben 42 mit dem inneren Rahmen verbunden sein kann. Alternativ kann der Zylinder 40 mit dem Seitenteil 18 verbunden sein, wobei der Kolben 42 mit dem Seitenelement 14 des Grundrahmens verbunden ist.
Die Anordnung ist so, daß dann, wenn sich das bewegbare Element bewegt, der Kolben 42 in den Zylinder 40 getrieben wird, so daß das Material 43, das sich anfangs innerhalb des Zylinders befindet, durch die Auslaßöffnung 41 herausgedrückt wird. Dies erzeugt einen kraftbegrenzenden Effekt.
Eine alternative Ausführungsform eines Kraftbegrenzers ist in 10 dargestellt. Eine Platte 45 ist vorgesehen, die zwei sich nach oben erstreckende Zapfen 46, 47 trägt. Ein Metallstreifen 48 ist so angeordnet, daß er im wesentlichen einen Zapfen 47 umschlingt und dann durch den Spalt zwischen den Zapfen 47 und 46 hindurchgeht, wobei er danach neben einem anderen Abschnitt des Streifens 48 liegt. Wenn an dem freien Ende 48 des Streifens gezogen wird, gleitet der Metallstreifen zwischen den Zapfen 46 und 47 hindurch, wobei der Metallstreifen verformt wird. Auf diese Weise wird Energie absorbiert.
Diese beiden Bauarten von Kraftbegrenzern sind als solche bekannt und können bei einem Sitz der Bauart, die in 5 bis 8 erläutert ist, verwendet werden. Allerdings können auch alternative Bauformen von Kraftbegrenzern verwendet werden.
11 erläutert ein Beispiel eines Kraftbegrenzers, der in der Ausführungsform nach 2 oder 3 verwendet werden könnte. In dieser Ausführungsform ist ein Zylinder 60 vorgesehen, der eine Auslaßöffnung 61 an einem Ende und eine zweite Auslaßöffnung 62 in der Seite des Zylinders festlegt. Ein Kolben 63 ist vorgesehen, der in den Zylinder eingesetzt ist. Der Zylinder enthält ein verformbares Material 64 wie bspw. Blei oder ein Kunststoffmaterial. Der Kolben 63 könnte mit der Rückenlehne des Sitzes verbunden werden, und der Zylinder könn te mit dem Sitzkissen des Sitzes verbunden werden. Während sich die Rückenlehne des Sitzes über den anfänglichen Abstand bewegt, wird der Kolben in den Zylinder hineingetrieben, wodurch das deformierbare Material sowohl durch die Auslaßöffnung 61 als auch durch die Auslaßöffnung 62 herausgedrückt wird. Nach einer vorbestimmten Bewegung des Kolbens, die der Bewegung der Rückenlehne des Sitzes über den Abstand d1 hinweg entspricht, bewegt sich der Kolben längs an der Auslaßöffnung 62 vorbei, wodurch diese Auslaßöffnung effektiv geschlossen wird. Danach muß eine wesentlich größere Kraft auf den Kolben aufgebracht werden, um das verformbare Material 64 durch die einzige verbleibende Auslaßöffnung 61 herauszudrücken.
12 erläutert einen weiteren Kraftbegrenzer, der in der Ausführungsform nach 2 und 3 verwendet werden kann. Bei diesem Kraftbegrenzer ist eine Platte 70 vorgesehen, auf der sich zwei aufrechte Zapfen 71, 72 befinden, wobei ein Metallstreifen 73 vorgesehen ist, der um den Zapfen 72 herum und durch den Zwischenraum zwischen dem Zapfen 72 und dem Zapfen 71 hindurch geführt ist. Ein Endabschnitt 74 des Streifens 73 weist eine relativ geringe Höhe auf, und es ist vorgesehen, daß eine Spannung auf dieses Ende des Bands aufgebracht wird. Der andere Endabschnitt 75 des Streifens weist eine größere Höhe auf. Wenn eine Spannung auf den Metallstreifen 73 aufgebracht wird, wird anfänglich der erste Abschnitt 74 mit einer relativ niedrigen Höhe an den aufrechten Zapfen vorbeigezogen. Während das Metall verformt wird, tritt eine vorbestimmte kraftbegrenzende Wirkung auf. Dies ist äquivalent der Bewegung der Rückenlehnenanordnung des Sitzes über die Entfernung d1, wobei diese ebenfalls äquivalent ist der Bewegung des inneren Rahmens über den Abstand d4. Danach allerdings geht der Abschnitt des Bands mit größerer Höhe 75 zwischen den Zapfen 72 und 71 hindurch, und es tritt ein größerer kraftbegrenzender Effekt auf, da eine größere Breite des Metalls verformt werden muß, während das Band zwischen den Zapfen 71, 72 hindurch und danach um den Zapfen 72 herumgeht. Dies ist äquivalent der Bewegung der Rückenlehne der Rückenlehnenanordnung des Sitzes über den Abstand d2, welche ebenfalls äquivalent ist der Bewegung des oberen Teils des Grundrahmens 12 über den Abstand d5 hinweg.
Aus der vorangehenden Beschreibung sollte klar sein, daß in bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in dem Fall, daß ein rückwärtiger Aufprall stattfindet, die Rückenlehne des Sitzes sich über einen ersten vorbestimmten Abstand bewegen kann, wobei diese Bewegung einer kraftbegrenzenden Wirkung unterworfen ist, bei der ein relativ niedriger Widerstand bereitgestellt wird, und daß sich anschließend die Rückenlehne des Sitzes über einen weiteren Abstand hinweg bewegen kann, während sie einer kraftbegrenzenden Wirkung unterworfen ist, bei der ein relativ hoher Widerstand bereitgestellt ist.
Es wird angenommen, daß diese Bewegung der Rückenlehne des Sitzes dazu dienen kann, Schleudertrauma-Verletzungen zu minimieren.

Claims

Fahrzeugsitz (3, 3', 10) mit einem Sitzkissen (4, 4', 11) und einer Rückenlehne (5, 5', 12), wobei zumindest ein wesentlicher Teil (19) der Rückenlehne des Sitzes so ausgebildet ist, daß er sich nach hinten, relativ zu der Ausgangsposition des Sitzkissen des Sitzes, bewegt, wobei Kraftbegrenzungsmittel (7; 7'; 24, 28) vorhanden sind, um eine zunehmende Widerstandskraft bereitzustellen, die der genannten Bewegung widersteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftbegrenzungsmittel (7; 7'; 24, 28) dazu bestimmt sind, eine erste Widerstandskraft innerhalb eines vorbestimmten ersten Bereichs (A) bereitzustellen, die auf ein relativ niedriges Niveau eingestellt ist für ein erstes vorbestimmtes Maß (d1) einer Bewegung, und eine zweite Widerstandskraft innerhalb eines vorbestimmten zweiten Bereichs (B), die auf ein zweites, relativ hohes Niveau eingestellt ist, für ein zweites, anschließendes, vorbestimmtes Maß (d2) der Bewegung.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlagmittel (8, 8', 27) vorgesehen sind, um die genannte Bewegung zu beenden, nachdem ein bestimmtes Maß der Bewegung ausgeführt worden ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verriegelung (9, 9') vorgesehen ist, die dazu bestimmt ist, zu verhindern, daß sich der genannte Teil der Rückenlehne des Sitzes nach hinten bewegt, wobei die Verriegelung dazu bestimmt ist, daß sie ansprechend auf einen erfaßten rückwärtigen Aufprall gelöst wird.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Teil der Rückenlehne (5) des Sitzes (3) dazu bestimmt ist, die genannte rückwärtige Bewegung mit einer Schwenkbewegung relativ zu dem Sitzkissen (4) des Sitzes auszuführen.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Teil der Rückenlehne (5') des Sitzes (3') dazu bestimmt ist, die genannte rückwärtige Bewegung auszuführen, mit einer Verschiebewirkung relativ zu der Ausgangsposition des Sitzkissens (4') des Sitzes (3').
Fahrzeugsitz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Teil (19) der Rückenlehne (12) des Sitzes (10) dazu bestimmt ist, die genannte rückwärtige Bewegung mit einer Schwenkwirkung und einer Verschiebewirkung relativ zu dem Sitzkissen auszuführen.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Rückenlehne (12) des Sitzes (3', 10) dazu bestimmt ist, sich relativ zu dem Sitzkissen (4', 11) des Sitzes zu bewegen.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Teil (19) der Rückenlehne (12) des Sitzes (10) die genannte rückwärtige Bewegung gegen die relativ niedrige Widerstandskraft ausführt, während ein weiterer Teil (13, 14, 15) der Rückenlehne (12) des Sitzes, die eine Kopfstütze (16) aufweist, im wesentlichen in Ruhe verbleibt, und wobei beide der genannten Teile der Rückenlehne des Sitzes die genannte rückwärtige Bewegung gegen die relativ große Widerstandskraft ausführen.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste vorbestimmte Maß der Bewegung eine Bewegung veranlaßt, gemessen an der Oberseite der Rückenlehne (5, 5') des Sitzes (3, 3'), über einen Abstand (d1) im Bereich von 150 bis 250 mm.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite vorbestimmte Maß an Bewegung eine Bewegung über einen Abstand (d2) veranlaßt, gemessen an der Oberseite der Rückenlehne (5, 5') des Sitzes, von weniger als 80 mm.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, relativ niedrige Niveau der Widerstandsbewegung durch eine Kraft überwunden wird, die geringer ist als 2.000 Newton, und die auf die Mitte der Rückenlehne (5, 5', 12) des Sitzes aufgebracht wird.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, relativ hohe Niveau der Widerstandskraft durch eine Kraft überwunden wird, die größer ist als 5.000 Newton, und die auf die Mitte der Rückenlehne (5, 5', 12) des Sitzes aufgebracht wird.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, relativ hohe Niveau der Widerstandskraft durch eine Kraft überwunden wird, die größer ist als 10.000 Newton, und die auf die Mitte der Rückenlehne (5, 5', 12) des Sitzes aufgebracht wird.