EP1387780A1

EP1387780A1 - Schutzeinrichtung gegen unfallbedingte verletzungen eines benutzers eines fahrzeugsitzes und mechanisches system zur detektierung eines fahrzeugaufpralls

Info

Publication number: EP1387780A1
Application number: EP02769137A
Authority: EP
Inventors: Uwe Schmale
Original assignee: Johnson Controls GmbH
Current assignee: Johnson Controls GmbH
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2002-05-04
Publication date: 2004-02-11
Also published as: WO2002090141A1; DE20107765U1; US20040174053A1; JP2004524220A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betritt eine Schutzeinrichtung gegen unfallbedingte Verletzungen eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes (1), mit einer Einrichtung (6), die im Falle eines Fahrzeugaufpralls, insbesondere eines Heckaufpralls, ein Bauteil des Fahrzeugsitzes (1), insbesondere ein oberes Lehnenteil (5) einer Rückenlehne (2), aus einer Normal-Gebrauchsstellung heraus in eine Sicherheitsstellung bewegt, insbesondere unter der Wirkung eines Drehmomentes (M) um eine in einer Rückenlehne (2) des Fahrzeugsitzes (1) quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Achse (X-X) relativ zu einem unteren Lehnenteil (4) um einen Winkelbereich verschwenkt. Weiterhin weist sie Arretiermittel (9) zur Fixierung (A) des Bauteils in der Normal-Gebrauchsstellung und Mittel (7) zur Detektierung des Fahrzeugaufpralls auf, welche durch ein mechanisches System gebildet sind, das Teile aufweist, die beschleunigt durch die Wirkung des Fahrzeugaufpralls die Fixierung (A) des Bauteils aufheben, indem sie die Arretiermittel (9) in eine entsperrte Lage bringen. Das mechanische System ist aus einem mit den Arretiermitteln (9) mechanisch verbundenen Pendelhebel gebildet, an dessen freiem Ende ein Massestück befestigt ist.

Description

Johnson Controls GmbH, Industriestraße 20 - 30, D-51399 Burscheid

Schutzeinrichtung gegen unfallbedingte Verletzungen eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes und mechanisches System zur Detektierung eines Fahrzeugaufpralls

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung gegen unfallbedingte Verletzungen eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes, mit einer Einrichtung, die im Falle eines Fahrzeugaufpralls, insbesondere eines Heckaufpralls, ein Bauteil des Fahrzeugsitzes, insbesondere ein oberes Lehnenteil einer Rückenlehne, aus einer Normal-Gebrauchsstellung heraus in eine Sicherheitsstellung bewegt, insbesondere unter der Wirkung eines Drehmomentes um eine in einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Achse relativ zu einem unteren Lehnenteil um einen Winkelbereich verschwenkt, mit Arretiermitteln zur Fixierung des Bauteils in der Normal-Gebrauchsstellung und mit Mitteln zur Detektierung des Fahrzeugaufpralls, welche durch ein mechanisches System gebildet sind, das Teile aufweist, die - beschleunigt durch die Wirkung des Fahrzeugaufpralls - die Fixierung des Bauteils aufheben, indem sie die Arretiermittel in eine entsperrte Lage bringen.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein mechanisches System zur Detektierung eines Fahrzeugaufpralls, das auf Beschleunigung ansprechende Teile aufweist.

Eine Schutzeinrichtung und ein System dieser Art sind aus der WO 01/12465 A1 bekannt. Dieses Dokument beschreibt eine Rückenlehne für einen Fahrzeugsitz mit einer integrierten Schutzeinrichtung gegen unfallbedingte Verletzungen im Falle eines Heckaufpralls, insbesondere gegen Halswirbelsyndrom bzw. Schleudertrauma, mit einem unteren, mit einem Sitzteil verbundenen Lehnenteil und mit einem oberen Lehnenteil, das um eine in der Rückenlehne quer zur Fahrzeug längsachse verlaufende Achse relativ zum unteren Lehnenteil aus einer Normal-Gebrauchsstellung heraus in einer in Fahrtrichtung weisenden Schwenkrichtung durch ein in Schwenkrichtung wirkendes Drehmoment um einen Winkelbereich verschwenkbar ist. Die beschriebene Schutzeinrichtung gewährleistet gegenüber ähnlichen bekannten Schutzeinrichtungen einen verbesserten Verletzungsschutz, insbesondere eine verbesserte Abfangmöglichkeit und Dämpfung beim Auftreffen des Kopfes sowie des Oberkörpers einer auf dem Sitz befindlichen Person auf eine Kopfstütze bzw. die Rückenlehne, wobei in der Normal-Gebrauchsstellung und zusätzlich in der Sicherheitsstellung eine wirksame, aber den Auslösevorgang nicht behindernde Arretierung realisiert wird. Zu diesem Zweck weist die Schutzeinrichtung mindestens folgende Teile auf:

eine Einrichtung, die unabhängig von einer Belegung des Fahrzeugsitzes das in Schwenkrichtung auf das obere Lehnenteil wirkende Drehmoment erzeugt,

Mittel zur Detektierung eines Heckaufpralls, die derart in Wirkverbindung mit der drehmomenterzeugenden Einrichtung stehen, daß die Einrichtung im Falle des Heckaufpralls aktiviert und die Schwenkbewegung eingeleitet wird, und

Arretiermittel zur Fixierung des oberen Lehnenteils in der Normal-Gebrauchsstellung, wobei die Arretiermittel aus einem Hebelsystem gebildet sind und die Mittel zur Detektierung eines Heckaufpralls derart in Wirkverbindung mit den Arretiermitteln zur Fixierung des oberen Lehnenteils in der Normal-Gebrauchsstellung stehen, daß im Falle des Aufpralls die Fixierung des oberen Lehnenteils in der Normal-Gebrauchsstellung aufgehoben wird.

In der WO 01/12465 A1 wird im Einzelnen weiter ausgeführt, daß eine Betätigung der Arretiermittel in bevorzugter Weise durch einen Elektromagneten erfolgen kann, der seinen Impuls von einem Sensor, wie von einem Beschleunigungssensor, erhält, welcher als ein Mittel zur Detektierung des Heckaufpralls eingesetzt wird. Derartige Sensoren arbeiten z.B. auf der Grundlage des piezoelektrischen Effekts und erfordern so bei der Montage zumindest eine elektrische Installation. Des weiteren wird in der WO 01/12465 A1 der Grundgedanke geäußert, daß die Mittel zur Detektierung des Heckaufpralls auch durch ein mechanisches Steuersystem gebildet sein könnten, welches mechanische Teile aufweist, die - beschleunigt durch die Wirkung des Heckaufpralls - die Arretiermittel in eine entsperrte Lage bringen. Zur konkreten technischen Umsetzung dieses Grundgedankens sind jedoch keine weiteren Maßnahmen genannt. In der Tat konnte der Forderung eines präzisen Funktionierens der Arretiermittel hinsichtlich ihres Auslösezeitpunktes auch bisher nur durch eine pyrotechnische Auslöseeinrichtung entsprochen werden, die mittels des genannten Sensors in Tätigkeit gesetzt wurde. Eine derartige Auslösevorrichtung bedeutet jedoch einen erheblichen Aufwand an Bauteilen und Montagezeit, was insbesondere bei Großserienfahrzeugen zu Kostenproblemen führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv wenig aufwendigen Mitteln eine Schutzeinrichtung und ein mechanisches Aufprall- Detektierungs-System der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen der Forderung eines präzisen Funktionierens der Arretiermittel hinsichtlich ihres Auslösezeitpunktes wirksam entsprochen werden kann. Was das mechanische System betrifft, so soll dieses auch unabhängig von seiner Einbindung in die Schutzeinrichtung bedarfsweise alternativ zu einem Fahrzeugcrash-Sensor mit hoher Präzision einsetzbar sein.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird einerseits durch eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der das mechanische System aus einem mit den Arretiermitteln mechanisch verbundenen Pendelhebel gebildet ist, an dessen freiem Ende ein Massestück befestigt ist.

Andererseits wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein mechanisches System der eingangs genannten Art gelöst, bei dem ein auf Beschleunigung ansprechender Teil aus einem Pendel gebildet ist, an dessen freiem Ende ein Massestück befestigt ist.

Erfindungsgemäß kann dadurch mit überraschend einfachen Mitteln eine hinsichtlich des Auslösezeitpunktes hochpräzise und schnelle Aufhebung der Sperrlage der Arretierungsmittel der Schutzeinrichtung gewährleistet werden, und die Substitution eines in der Anschaffung und Montage aufwendigeren Beschleunigungssensors als Mittel zur Detektierung eines Fahrzeugaufpralls ist möglich. Insbesondere kann bei einem Heckaufprall auf das Fahrzeug das obere Lehnenteil (als in eine Sicherheitsstellung zu bringendes Bauteil) im Verlaufe weniger Millisekunden in die Sicherheitsstellung gebracht werden, ehe eine durch den Heckaufprall bedingte Kopfbewegung des Sitzbenutzers einsetzt.

Besonders bevorzugt ist dabei eine Schutzeinrichtung, bei der die Arretiermittel aus einem aus mindestens zwei zusammenwirkenden Hebeln bestehenden Hebelsystem gebildet sind. Ein solches Hebelsystem kann zum Beispiel aus einer schwenkbar in dem oberen Lehnenteil gelagerten Klinke, die sich in einer Sperrstellung an einem relativ zu dem oberen Lehnenteil feststehenden Gegenlager abstützt und aus einem schwenkbar gelagerten Arretierhebel, gebildet sein, der in einer Sperrstellung in die Klinke eingreift und in einer Freigabestellung die Klinke freigibt. Der Pendelhebel kann in diesem Fall drehfest mit dem schwenkbar gelagerten Arretierhebel verbunden sein, wobei die Pendelachse des Pendelhebels insbesondere koaxial mit der Schwenkachse des schwenkbar gelagerten Arretierhebels ausgerichtet ist. Da ein solcher Aufbau keine elektrische Installation erfordert, ist er besonders montagefreundlich. Das Auslösen des Arretierhebels kann mit einer nur sehr geringen Betätigungskraft realisiert werden, wodurch eine sehr schnelle Hebelbewegung und damit eine rasche Entriegelung der Klinke möglich ist

Hinsichtlich der Effizienz der Schutzeinrichtung ist es besonders vorteilhaft, wenn in oder an dem oberen Lehnenteil (als in eine Sicherheitsstellung zu bringendem Bauteil) eine Kopfstütze befestigt ist. Für die Kopfstütze wird somit erreicht, daß diese sich bei Vorliegen der Normal-Gebrauchsstellung des oberen Lehnenteils in einer sogenannten Komfortstellung befindet, in der ihr Abstand zum Kopf eines Sitzbenutzers etwa 40 bis 110 mm betragen kann. Durch die Schwenkbewegung des oberen Lehnenteils wird die Kopfstütze dann in eine sogenannte Abfangstellung überführt, in der ihr Abstand zum Kopf eines Sitzbenutzers Null oder nahezu Null ist. Der Normal-Gebrauchsstellung und der Sicherheitsstellung des oberen Lehnenteils entsprechen bei Vorhandensein einer Kopfstütze somit deren Komfort- und die Abfangstellung.

Die Einrichtung, die im Falle eines Fahrzeugaufpralls das Bauteil des Fahrzeugsitzes, insbesondere das obere Lehnenteil der Rückenlehne, bewegt, insbesondere unter der Wirkung eines Drehmomentes um eine in einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes quer zur Fahrzeug längsachse verlaufende Achse relativ zu einem unteren Lehnenteil um einen Winkelbereich verschwenkt, kann mit Vorteil als Einrichtung, in besonders bevorzugter Ausführung als in der Schwenkachse angeordnete vorgespannte Drehfeder ausgeführt sein, die unabhängig von einer Belegung des Fahrzeugsitzes das Drehmoment erzeugt, wie dies an sich aus der WO 01/12465 A1 bekannt ist.

Zur wirksamen Detektierung eines Fahrzeugaufpralls können insbesondere die Größe einer Masse des Massestückes und eine Länge des Pendels derart aufeinander abgestimmt sein, daß der Pendelhebel beim Auftreten von Beschleunigungen im Bereich von etwa 3 g bis 20 g, insbesondere im Bereich von etwa 40 bis 80 m/s² bei einem sogenannten "low speed crash" (Fahrtgeschwindigkeit 10 - 30 km/h), um einen festgelegten Betrag ausgelenkt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielhaft genauer erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise schematisierte Seitenansicht einer

Rückenlehne mit einer erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer

Rückenlehne mit einer erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung einschließlich der Darstellung eines Sitzbenutzers,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des oberen Teils der in Fig. 2 dargestellten Rückenlehne,

Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht durch den in Fig. 3 dargestellten oberen Teil der Rückenlehne in einem mittleren Bereich (Ebene IV-IV-IV-IV), mit detaillierter Darstellung einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäß ausgebildeten mechanischen Systems zur Detektierung^'eines Fahrzeugaufpralls. In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.

Wie sich zunächst aus Fig. 1 ergibt, besteht ein Fahrzeugsitz 1 aus einer Rückenlehne

2, in die eine erfindungsgemäße Schutzeinrichtung integriert ist, und aus einem Sitzteil

3. Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung dient in der dargestellten Ausführung zum Schutz einer den Fahrzeugsitz 1 benutzenden Person gegen unfallbedingte Verletzungen, insbesondere gegen Halswirbelsyndrom bzw. Schleudertrauma im Falle eines Heckaufpralls. Die Rückenlehne 2 weist ein unteres, mit dem Sitzteil 3 verbundenes Lehnenteil 4 und ein oberes Lehnenteil 5 auf, das um eine in der Rückenlehne 2 quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Achse X-X relativ zum unteren Lehnenteil 4 aus einer Normal-Gebrauchsstellung (in Fig. 1 mit Vollinie gezeichnet) heraus in einer in Fahrtrichtung F weisenden Schwenkrichtung S durch ein in Schwenkrichtung S wirkendes Drehmoment um einen Winkelbereich in eine Sicherheitsstellung (in Fig. 1 mit strichpunktierter Linie gezeichnet) verschwenkbar ist.

Die Schutzeinrichtung weist einerseits eine Einrichtung 6 auf, die unabhängig von einer Belegung des Fahrzeugsitzes 2 das in Schwenkrichtung S auf das obere Lehnenteil 5 wirkende Drehmoment (Pfeil M in Fig. 1) erzeugt, andererseits weist sie Mittel 7 zur Detektierung eines Heckaufpralls auf. Die drehmomenterzeugende Einrichtung 6 kann unterschiedlich ausgebildet sein, die Mittel 7 zur Detektierung eines Heckaufpralls sind als erfindungsgemäßes mechanisches System ausgebildet, wie dies nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4 im Detail erläutert ist. Diese Teile der Rückenlehne 2 (drehmomenterzeugende Einrichtung 6, Mittel 7 zur Detektierung des Heckaufpralls) sind in Fig. 1 zunächst nur schematisiert (als Kästchen) gezeichnet.

Die drehmomenterzeugende Einrichtung 6 kann beispielsweise mit Vorteil durch einen Kraft- oder Energiespeicher, insbesondere durch ein vorgespanntes Federelement oder mehrere vorgespannte Federelemente, gebildet sein. In der dargestellten Ausführung der Erfindung, die in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, ist die drehmomenterzeugende Einrichtung 6 als in der quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Schwenkachse X-X des oberen Lehnenteils 5 liegende, blattförmige Drehfeder (Torsionsfeder 6a) ausgebildet, die vorteilhafterweise eine sehr geringe Eigenbeschleuni- gung aufweist und bei gleicher Wirkung im Vergleich zu Zug- oder Druckfedern nur wenig Bauraum erfordert (vgl. insbesondere Fig. 3).

Die Detektierungsmittel 7 stehen derart in Wirkverbindung mit der drehmomenterzeugenden Einrichtung 6, daß die Einrichtung 6 im Falle des Heckaufpralls aktiviert und die Schwenkbewegung des oberen Lehnenteils 5 eingeleitet wird. Das untere Lehnenteil 4 verbleibt dabei in seiner ursprünglichen (Normal-Gebrauchs-)Stellung.

Das untere Lehnenteil 4 und das obere Lehnenteil 5 können bevorzugt zur Gewährleistung eines optimalen Schutzes des Sitzbenutzers in ihrer jeweiligen, nicht näher bezeichneten Länge definiert aufeinander abgestimmt sein bzw. die quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Achse X-X, um die das obere Lehnenteil 5 verschwenkbar ist, kann in einer definierten Höhe H im Schulterbereich eines Sitzbenutzers, vorzugsweise etwa 400 bis 580 mm über dem Sitzteil 3, angeordnet sein.

In oder an dem oberen Lehnenteil 5 ist eine Kopfstütze 8 befestigt, die bei einem Heckaufprall aus einer Komfortstellung (in Fig. 1 mit Vollinie gezeichnet), in der ihr Abstand (A1 in Fig. 2) zum Kopf eines Sitzbenutzers etwa 80 bis 120 mm beträgt, in eine Abfangstellung (in Fig. 1 mit strichpunktierter Linie gezeichnet) bewegt wird, in der ihr Abstand (A2 in Fig. 2) zum Kopf eines Sitzbenutzers Null oder nahezu Null ist.

Des weiteren sind Arretiermittel 9 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 in der Normal-Gebrauchsstellung vorgesehen. Diese Fixierung wird durch den Pfeil A in Fig. 1 veranschaulicht. Diese Arretiermittel 9 sind, wie nachfolgend anhand der Fig. 3 und 4 im weiteren beschrieben wird, durch ein Hebelsystem gebildet. Durch den Pfeil B in Fig. 1 ist dabei angedeutet, daß die Arretiermittel 9 die Wirkung der drehmomenterzeugenden Einrichtung 6 blockieren.

Die Mittel 7 zur Detektierung eines Heckaufpralls stehen derart in Wirkverbindung (Pfeil U in Fig. 1) mit den Arretiermitteln 9 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 in der Normal-Gebrauchsstellung, daß im Falle des Aufpralls die Fixierung A des oberen Lehnenteils 5 in der Normal-Gebrauchsstellung und die Blockierung B der drehmomenterzeugenden Einrichtung 6 aufgehoben wird. Weitere Arretiermittel 10, deren Wirkung durch den Pfeil K in Fig. 1 veranschaulicht wird und die nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beispielhaft erläutert werden, können mit Vorteil zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 gegen eine Rückbewegung aus der Sicherheitsstellung in die Normal-Gebrauchsstellung vorgesehen sein.

Die als Ganzes nicht näher bezeichnete, in die Rückenlehne 2 des Fahrzeugsitzes 1 integrierte erfindungsgemäße Schutzeinrichtung wird somit in der beschriebenen Ausführung der Erfindung durch das untere Lehnenteil 4, das um die Achse X-X schwenkbare obere Lehnenteil 5 mit der Kopfstütze 8, die drehmomenterzeugende Einrichtung 6, die erfindungsgemäß ausgebildeten Mittel 7 zur Detektierung eines Heckaufpralls, die als Hebelsystem ausgebildeten Arretiermittel 9 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 in der Normal-Gebrauchsstellung und die Arretiermittel 10 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 gegen eine Rückbewegung aus der Sicherheitsstellung in die Normal-Gebrauchsstellung gebildet.

Fig. 3, die ein vergrößertes Detail der in Fig. 2 dargestellten Rückenlehne 2 im Bereich des Übergangs vom unteren Lehnenteil 4 zum oberen Lehnenteil 5 zeigt, veranschaulicht eine bevorzugte konkrete Ausführungsform für die Einrichtung 6, die unabhängig von einer Belegung des Fahrzeugsitzes 2 das in Schwenkrichtung S auf das obere Lehnenteil 5 wirkende Drehmoment M erzeugt, sowie zunächst überblicksmäßig für die als Hebelsystem ausgebildeten Arretiermittel 9 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 in der Normal-Gebrauchsstellung.

Die drehmomenterzeugende Einrichtung 6 gemäß Fig. 3 ist, wie bereits erwähnt wurde, als ein vorgespanntes Federelement - und zwar als eine im oberen Lehnenteil 5 gelagerte blattförmige Drehfeder 6a ausgebildet. Durch eine solche Drehfeder 6a können vorteilhafterweise sehr hohe Stellkräfte bzw. ein sehr hohes Drehmoment M erzeugt werden, die ein Verschwenken des oberen Lehnenteils 5 im Millisekundenbereich ermöglichen. Für das Federelement hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn dieses eine fallende Kennlinie aufweist, die zur Erzeugung einer starken Beschleunigung eine hohe Anfangskraft, aber nur eine sehr geringe Endkraft aufweist. Dies trägt insbesondere der Tatsache Rechnung, daß aufgrund seiner Anordnung im Fahrzeug das obere Lehnenteil 5 durch den Crash eine Beschleunigung erfährt, die entgegen der Wirkung des Federelementes steht. Es ist insbesondere äußerst vorteilhaft, wenn die drehmomenterzeugende Einrichtung 6 derart ausgelegt ist, daß sie im Falle ihrer Aktivierung das obere Lehnenteil 5 in Schwenkrichtung S um einen größeren Betrag beschleunigt als es ein gemessener oder vorzugsweise ein empirisch bestimmter mittlerer Betrag der Beschleunigung a ist, den der Fahrzeugsitz 2 durch den Heckaufprall erfährt, was durch die Federkennlinie (Dicke und Material der Drehfeder 6a) eingestellt werden kann.

In Fig. 3 sind - wie an sich bekannt - zum Einstellen der Höhenposition vorgesehene Haltestangen 8a, 8b der Kopfstütze 8 erkennbar, mittels derer die Kopfstütze 8 in der Rückenlehne 2 in Höhe des Schulterbereiches eines Sitzbenutzers um eine zur Fahrzeugachse quer verlaufenden Achse X-X kippbar gelagert ist (zur Höhenlage der Achse X-X siehe H in Fig. 1). Zu diesem Zweck ist ein oberer, die Haltestangen 8a, 8b tragender Querholm 5a der Rückenlehne 2 in oberen, das untere Lehnenteil 4 überragenden jeweiligen Befestigungsabschnitten 4a an zwei mit dem unteren Lehnenteil 4 fest verbundenen Seitenholmen 4b um die Achse X-X, in der die Drehfeder 6a liegt, schwenkbar gelagert (Schwenkrichtung S). Die Drehfeder 6a selbst ist an ihren Enden seitlich in den Befestigungsabschnitten 4a eingespannt und etwa mittig über ein Halteteil 6b fest mit dem Querholm 5a verbunden. So kann sie in der Normal-Ge-

( brauchsstellung durch eine Verdrehung entgegen der bezeichneten Schwenkrichtung S vorgespannt werden.

Als Arretiermittel 9 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 in der Normal-Gebrauchsstellung ist ein Hebelsystem vorgesehen, das von zwei (nicht näher bezeichneten) Seitenwänden des insbesondere taschenartig ausgebildeten Halteteils 6b getragen wird und das als eine form- bzw. kraftformschlüssige Sperre wirkt.

Wie dazu Fig. 4 genauer zeigt, besteht das Hebelsystem in den dargestellten Ausführungen aus zwei zusammenwirkenden Hebeln 9a, 9b, die in dem Halteteil 6b schwenkbar gelagert sind. Ein erster, insbesondere einarmig ausgebildeter, Hebel (Klinke 9a) ist seitlich in Lagern 9c des Halteteils 6b gelagert, wobei die Lagerachse Y- Y parallel zur Drehachse X-X des oberen Lehnenteils 5 verläuft, und stützt den durch die Drehfeder 6a vorgespannten schwenkbaren Querholm 5a gegenüber einem feststehenden Gegenlager 4c ab. Das Gegenlager 4c befindet sich dabei am oberen Ende eines anderendig fest mit dem unteren Lehnenteil 4 verbundenen, in das taschenartige Halteteil 6b hineinragenden Tragteiles 4d und ist durch eine Anschlagfläche für eine etwa am freien Hebelende angeordnete Nase 9d der Klinke 9a gebildet. In einer Sperrstellung der Klinke 9a liegt die Nase 9d am Gegenlager 4c an.

Der zweite Hebel (Arretierhebel 9b) dient zur Arretierung der Klinke 9a in ihrer Sperrstellung. Er ist seitlich in Lagern 9e des Halteteils 6b gelagert, wobei die Lagerachse Z-Z wiederum parallel zur Drehachse X-X des oberen Lehnenteils 5 verläuft, und greift in seiner Sperrstellung mit einer Sperrnase 9f derart formschlüssig in die Klinke 9a ein, daß diese sich nicht aus ihrer Sperrstellung herausbewegen kann. Die Darstellung in Fig. 4 zeigt die Sperrstellungen von Klinke 9a und Arretierhebel 9b jeweils in fetter Vollinie und die entsperrte Stellung in dünner Vollinie.

Bei Eintreten des Bedarfsfalles (Heckaufprall) wird der Arretierhebel 9b um seine Lagerachse Z-Z - gemäß der Darstellung in Fig. 4 - entgegen dem Uhrzeigersinn - verschwenkt, wobei der formschlüssige Eingriff der Sperrnase 9f in die Klinke 9a aufgehoben und die Klinke 9a für eine Schwenkbewegung um ihre Achse Y-Y (gemäß der Darstellung in Fig. 4 - ebenfalls im Uhrzeigersinn) freigegeben wird. Das Auslösen des Arretierhebels 9b kann dabei mit nur sehr geringer Betätigungskraft erfolgen.

Nachdem die Klinke 9a durch den Arretierhebel 9b freigegeben ist, wird sie (entsprechend der gewählten Darstellung - im Uhrzeigersinn) - allein unter der Wirkung der Drehfeder 6a um ihre Lagerachse Y-Y aus ihrer Sperrstellung in ihre Freigabestellung geschwenkt. Dabei wird die Reibung zwischen der feststehenden Anschlagfläche des Gegenlagers 4c und der Abstützfläche an der Nase 9f der Klinke 9a überwunden. Der Querholm 4a schwenkt mit der Kopfstütze 8 in Richtung des Hinterkopfs des Fahrzeuginsassen (Abfangstellung der Kopfstütze 8). Die Positionen, die dabei das obere Lehnenteil 5 und die Kopfstütze 8 einnehmen, sind in Fig. 1 - wie bereits erwähnt - strichpunktiert gezeichnet.

Die Mittel 7 zur Detektierung des Heckaufpralls sind durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes mechanisches System 20 gebildet, welches mechanische Teile aufweist, die - beschleunigt durch die Wirkung des Heckaufpralls - den Arretierhebel 9b außer Eingriff, d.h. in eine entsperrte Lage, bringen. Dies entspricht einer unmittelbaren Wirkverbindung U (Fig. 1) von den Mitteln 7 zur Detektierung des Heckaufpralls auf die Arretiermittel 9.

Das System 20 ist aus einem starren mit den Arretiermitteln 9 mechanisch verbundenen Pendelhebel 21 gebildet, an dessen freiem Ende ein Massestück 22 befestigt ist. Insbesondere ist der Pendelhebel 21 drehfest mit dem schwenkbar gelagerten Arretierhebel 9b verbunden. Die Pendelachse des Pendelhebels 21 ist dabei koaxial mit der Schwenkachse Z-Z des schwenkbar gelagerten Arretierhebels 9b ausgerichtet. Das Massestück 22 am freien Ende des Pendelhebels 21 ist unterhalb der Schwenkachse Z-Z des schwenkbar gelagerten Arretierhebels 9b angeordnet.

Bei einem Heckaufprall wird das freie Ende des Pendelhebels 21 mit dem Massestück 22 unter der Wirkung der auftretenden Beschleunigungskräfte entgegen der Fahrtrichtung um die Pendelachse Z-Z geschwenkt, wodurch der mit dem Pendelhebel drehfest verbundene Arretierhebel 9b - in der oben beschriebenen Weise - ebenfalls um die Achse Z-Z verschwenkt, der formschlüssige Eingriff der Sperrnase 9f in die Klinke 9a aufgehoben und die Klinke 9a für eine Schwenkbewegung freigegeben wird, so daß sie unter der Wirkung der Drehfeder 6a aus ihrer Sperrstellung in ihre Freigabestellung geschwenkt werden kann.

Wie das die Arretiermittel 9 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 in der Normal-Gebrauchsstellung bildende Hebelsystem kann der Pendelhebel 21 im Bereich seiner Pendelachse Z-Z in den beiden (nicht näher bezeichneten) Seitenwänden des insbesondere taschenartig ausgebildeten Halteteils 6b gehalten sein.

Für eine effiziente Wirkungsweise des Systems 20 ist es von Vorteil, wenn das Massestück 22 eine Masse im Bereich von etwa 50 g bis 300 g aufweist. Insbesondere sollte die Größe der Masse des Massestückes 22 am freien Ende des Pendelhebels 21 und eine charakteristische Länge L des Pendelhebels 21 zwischen seiner Pendelachse Z-Z und einem Massenschwerpunkt MP am freien Ende zur Detektierung eines Fahrzeugaufpralls derart aufeinander abgestimmt sein, daß die Arretiermittel 9 beim Auftreten von Beschleunigungen a im Bereich von etwa 3 g bis 20 g, insbesondere im Bereich von etwa 40 bis 80 m/s², durch den Pendelhebel 21 in eine entsperrte Lage gebracht werden. Dies geschieht, wenn der Pendelhebel 21 um einen vorbestimmten Betrag ausgelenkt wird. Bei der genauen Dimensionierung dieser Werte spielen auch die Bauart des Fahrzeuges und des Fahrzeugsitzes 1 eine Rolle.

Als Arretiermittel 10 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5 gegen eine Rückbewegung des oberen Lehnenteils 5 aus der Sicherheitsstellung in die Normal- Gebrauchssteilung bzw. der Kopfstütze 8 aus der Abfangstellung in die Komfortstellung sind verschiedene Ausführungsformen möglich, von denen eine in Fig. 4 dargestellt ist. Diese Ausführung zeigt eine Ausbildung der Arretiermittel 10 zur Fixierung des oberen Lehnenteils 5, insbesondere des Querholms 4a, als Wälzkörper-Sperreinrichtung. Die Wälzkörper-Sperreinrichtung besteht aus einem konzentrisch um die Schwenkachse X-X des oberen Lehnenteils 5 angeordneten Zahnkranz 10d, der innerhalb eines zylin- derförmigen Mantels 10e angeordnet ist, sowie aus zwischen den Zähnen 10f des Zahnkranzes 10d sowie zwischen Zahnkranz 10d und Mantel 10e angeordneten Wälzkörpern 10g. Die Drehfeder 6a ist fest mit dem Zahnkranz 10d verbunden. Die Zahnflanken der Zähne 10f des Zahnkranzes 10d sind derart ausgeführt, daß die Wälzkörper-Sperreinrichtung das Verschwenken (Schwenkrichtung S) in die Sicherheitsstellung des oberen Lehnenteils 5 bzw. in die Abfangstellung der Kopfstütze 8 zuläßt, da die Wälzkörper 10g zwischen Zahnkranz 10d und Mantel 10e frei rollen können, während im Falle einer gegenläufigen Bewegung ein Verklemmen der Wälzkörper 10g zwischen Zahnkranz 10d und Mantel 10e erfolgt, das diese Rückbewegung hemmt.

Wie bereits aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist die Eriϊndung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So könnte das erfindungsgemäße mechanisches System zur Detektierung eines Fahrzeugaufpralls, bei dem ein auf Beschleunigung ansprechender Teil aus einem Pendel, insbesondere aus einem Pendelhebel, gebildet ist, an dessen freien Ende ein Massestück befestigt ist, auch bedarfsweise zur Detektierung eines Frontalaufpralls eingesetzt werden. Es versteht sich somit, daß es sich bei der "Beschleunigung" a auch um negative Werte, d.h. um eine "Verzögerung", handeln kann. Bei dem vorstehend beschriebenen mit dem Pendelhebel verbundenen weiteren Hebel, muß es sich nicht um einen Arretierhebel, sondern es könnte sich auch um einen anders gearteten Auslösehebel handeln. Auch das Hebelsystem könnte beispielsweise anders als dargestellt bzw. als beschrieben ausgeführt und an anderer Stelle angeordnet sein. Im Hinblick auf weitere mögliche Details wird im vollen Umfang auf die eingangs erwähnte WO 01/12465 A1 verwiesen.

Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruches 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für die Erfindung zu verstehen.

Bezugszeichen

1 Fahrzeugsitz

2 Rückenlehne

3 Sitzteil

4 unteres Lehnenteil von 2

4a Befestigungsabschnitt von 2 bzw. 4b

4b Seitenholm von 2

4c Gegenlager für 9a an 4d

4d Tragteil an 4

4e erster Zahn an 4d

4f zweiter Zahn an 4d

5 oberes Lehnenteil von 2 5a oberer Querholm von 2

6 drehmomenterzeugende Einrichtung 6a Drehfeder

6b Halteteil

7 Mittel zur Detektierung eines Heckaufpralls

8 Kopfstütze

8a, 8b Haltestangen von 8

9 Arretiermittel

9a erster Hebel von 9, Klinke

9b zweiter Hebel von 9, Arretierhebel

9c Lager für 9a in 6b

9d Nase an 9a (zum Anschlag an 4c)

9e Lager für 9b in 6b

9f Sperrnase für 9a an 9b

10 Arretiermittel

10d Zahnkranz von 10

10e Mantel von 10

10f Zahn von 10d 10g Wälzkörper von 10

10k Aufnähme für 10g in 10d

20 mechanisches System

21 Pendelhebel

22 Massestück

A Wirkverbindung von 9 auf 5

A1 Abstand zwischen Kopf und 8 (Komfortstellung)

A2 Abstand zwischen Kopf und 8 (Abfangstellung) a Beschleunigung

B Wirkverbindung von 9 auf 6

F Fahrtrichtung

H Höhe, Abstand zwischen 3 und X-X

K Wirkverbindung von 10 auf 5

L charakteristische Länge von 21

M Drehmoment, Wirkverbindung von 6 auf 5

MP Massenschwerpunkt

S Schwenkrichtung von 5 bzw. 8

U Wirkverbindung von 7 auf 9

X-X Lager- und Schwenkachse von 5/6

Y-Y Lager- und Schwenkachse von 9a

Z-Z Lager- und Schwenkachse von 9b

Claims

Ansprüche

1. Schutzeinrichtung gegen unfallbedingte Verletzungen eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes (1), mit einer Einrichtung (6), die im Falle eines Fahrzeugaufpralls, insbesondere eines Heckaufpralls, ein Bauteil des Fahrzeugsitzes (1), insbesondere ein oberes Lehnenteil (5) einer Rückenlehne (2), aus einer Normal-Gebrauchsstellung heraus in eine Sicherheitsstellung bewegt, insbesondere unter der Wirkung eines Drehmomentes (M) um eine in einer Rückenlehne (2) des Fahrzeugsitzes (1) quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende Achse (X-X) relativ zu einem unteren Lehnenteil (4) um einen Winkelbereich verschwenkt, mit Arretiermitteln (9) zur Fixierung (A) des Bauteils in der Normal-Gebrauchsstellung und mit Mitteln (7) zur Detektierung des Fahrzeugaufpralls, welche durch ein mechanisches System (20) gebildet sind, das Teile aufweist, die - beschleunigt durch die Wirkung des Fahrzeugaufpralls - die Fixierung (A) des Bauteils aufheben, indem sie die Arretiermittel (9) in eine entsperrte Lage bringen, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische System (20) aus einem mit den Arretiermitteln (9) mechanisch verbundenen Pendelhebel (21) gebildet.ist, an dessen freiem Ende ein Massestück (22) befestigt ist.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, daß die Einrichtung (6), die im Falle eines Fahrzeugaufpralls das Bauteil des Fahrzeugsitzes, insbesondere das obere Lehnenteil (5) der Rückenlehne (2), bewegt, als Einrichtung ausgeführt ist, die unabhängig von einer Belegung des Fahrzeugsitzes (1) das Drehmoment (M) erzeugt.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dad u rch g eken nze ich net, daß die drehmomenterzeugende Einrichtung (6) durch einen Kraft- oder Energiespeicher, wie ein vorgespanntes Federelement oder mehrere vorgespannte Federelemente, gebildet ist.

4. Schutzeinrichtung nach einem der Anspruch 2 oder 3, d ad u rch geken nzeich net, daß die drehmomenterzeugende Einrichtung (6) durch eine vorzugsweise in der Schwenkachse (X-X) angeordnete vorgespannte Drehfeder (6a) gebildet ist.

5. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadu rch geken nzeichnet, daß die Arretiermittel (9) aus einem Hebelsystem gebildet sind.

6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelsystem der Arretiermittel (9) zur Fixierung (A) des Bauteils, insbesondere des oberen Lehnenteils (5), in der Normal-Gebrauchsstellung aus mindestens zwei zusammenwirkenden Hebeln (9a, 9b) gebildet ist.

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d ad u rch g eke n n zeich net , daß das Hebelsystem aus einer schwenkbar in dem oberen Lehnenteil (5), insbesondere in einem Querholm (5a) des Lehnenteils (5), gelagerten Klinke (9a), die sich in einer Sperrstellung an einem relativ zu dem oberen Lehnenteil (5) feststehenden Gegen lager (4c) abstützt und aus einem schwenkbar gelagerten Arretierhebel (9b), gebildet ist, der in einer Sperrstellung in die Klinke (9a) eingreift und in einer Freigabestellung die Klinke (9a) freigibt.

8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelhebel (21) drehfest mit dem schwenkbar gelagerten Arretierhebel (9b) verbunden ist.

9. Schutzeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u rch g e ke n n ze i ch n et , daß die Pendelachse (Z-Z) des Pendelhebels (21) koaxial mit der Schwenkachse (Z-Z) des schwenkbar gelagerten Arretierhebels (9b) ausgerichtet ist.

10. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadu rch gekennzeichnet, daß das Massestück (22) am freien Ende des Pendelhebels (21) unterhalb der Schwenkachse (Z-Z) des schwenkbar gelagerten Arretierhebels (9b) angeordnet ist.

11. Schutzeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dad u rch gekennzeichnet, daß das Massestück (22) am. freien Ende des Pendelhebels (21) eine Masse im Bereich von etwa 50 g bis 300 g aufweist.

12. Schutzeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, d a d u rch g eke n nze i ch n et, daß die Größe einer Masse des Massestückes (22) am freien Ende des Pendelhebels (21) und eine Länge (L) des Pendelhebels (21) zwischen seiner Pendelachse (Z-Z) und einem Massenschwerpunkt (MP) am freien Ende derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Arretiermittel (9) beim Auftreten von Beschleunigungen (a) im Bereich von etwa 3 g bis 20 g, insbesondere im Bereich von etwa 40 bis 80 m/s², durch den Pendelhebel (21) in eine entsperrte Lage gebracht werden.

13. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dad u rch gekennzei ch n et, daß der Pendelhebel (21) und die vorzugsweise aus dem Hebelsystem gebildeten Arretiermittel (9) in Seitenwänden eines im oberen Lehnenteil (5) angeordneten, taschenartigen Halteteils (6b) gelagert ist.

14. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dad u rch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (4c) an einem oberen Ende eines anderendig fest mit dem unteren Lehnenteil (4) verbundenen, vorzugsweise in das taschenartige Halteteil (6b) hineinragenden Tragteiles (4d) angeordnet und durch eine Anschlagfläche für eine etwa an einem freien Hebelende angeordnete Nase (9d) der Klinke (9a) gebildet ist.

15. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, g eken nzeich net d u rch Arretiermittel (10) zur Fixierung (K) des Bauteils, insbesondere des oberen Lehnenteils (5), gegen eine Rückbewegung aus der Sicherheitsstellung in die Normal-Gebrauchsstellung.

16. Schutzeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiermittel (10) zur Fixierung (K) des oberen Lehnenteils (5) gegen eine Rückbewegung aus der Sicherheitsstellung in die Normal-Gebrauchsstellung als Wälzkörper-Sperreinrichtung ausgebildet sind, die einen konzentrisch um die Schwenkachse (X-X) des oberen Lehnenteils (5) angeordneten Zahnkranz (10d), der innerhalb eines zylinderförmigen Mantels (10e) angeordnet ist, sowie zwischen den Zähnen (10f) des Zahnkranzes (10d) und zwischen Zahnkranz (10d) und Mantel (10e) angeordnete Wälzkörper (10g) umfaßt.

17. Schutzeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an dem oberen Lehnenteil (5) eine Kopfstütze (8) befestigt ist, die bei einem Heckaufprall aus einer Komfortstellung, in der ihr Abstand (A1) zum Kopf eines Sitzbenutzers etwa 40 bis 110 mm beträgt, in eine Abfangstellung bewegt wird, in der ihr Abstand (A2) zum Kopf eines Sitzbenutzers Null oder nahezu Null ist.

18. Mechanisches System zur Detektierung eines Fahrzeugaufpralls, das auf Beschleunigung ansprechende Teile aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein auf Beschleunigung ansprechender Teil aus einem Pendel gebildet ist, an dessen freiem Ende ein Massestück (22) befestigt ist.

19. System nach Anspruch 18, dadu rch gekennzeichnet, daß das Pendel als Pendelhebel (21) ausgebildet ist.

20. System nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Massestück (22) eine Masse im Bereich von etwa 50 g bis 300 g aufweist.

21. System nach einem der Ansprüche 18 bis 20, d a d u rch g eken nze i ch n et, daß die Größe einer Masse des Massestückes (22) und eine Länge (L) des Pendels derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Pendel beim Auftreten von Beschleunigungen im Bereich von etwa 3 g bis 20 g, insbesondere im Bereich von etwa 40 bis 80 m/s², um einen festgelegten Betrag ausgelenkt wird.

22. System nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelhebel (21) drehfest mit einem Auslösehebel, insbesondere mit einem schwenkbar gelagerten Arretierhebel (9b), verbunden ist.

23. System nach Anspruch 22, d a d u rch g eken nz e i ch n e t , daß die Pendelachse (Z-Z) des Pendelhebels (21) koaxial zur Schwenkachse des Auslösehebels ausgerichtet ist.

24. System nach einem der Ansprüche 18 bis 23, d ad u rch g eke n n ze i ch n et , daß die Pendelachse (Z-Z) des Pendels, insbesondere des Pendelhebels (21), und gegebenenfalls die Schwenkachse des Auslösehebels in Seitenwänden eines taschenartigen Halteteils (6b) gelagert ist/sind.