DE10060764C1 - Kraftfahrzeugsitz - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz mit einer Rückenlehne und einer daran mittels einer Halterung gelagerten Kopfstütze, wobei die Halterung starr mit einem schwenkbar an den Seitenholmen des Rückenlehnen-Rahmens befestigten Innenrahmen verbunden ist. Dieser weist in seinem unteren Bereich ein Prallmittel auf, welches sich bei einem Heck-Crash durch den aufprallenden Körper eines Sitzinsassen nach hinten verlagert und dadurch den Innenrahmen derart in eine Auslöseposition verschwenkt, daß sich die Kopfstütze dabei nach oben und vorn auf den Kopf des Sitzinsassen zu bewegt. Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen Sitz so zu verbessern, daß ein im Vergleich zum Stand der Technik gewichtsreduzierter Innenrahmen verwendbar ist. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Seitenholme (2) des Rückenlehnen-Rahmens (1) durch einen oberen Querholm (3) starr miteinander verbunden sind, wobei die Halterung (9) der Kopfstütze in Gebrauchsposition an der Vorderseite (18) dieses Querholms (3) anliegt und sich im Heck-Crash-Fall von dieser nach vorn weg bewegt. Rückenlehnen-Rahmen (1) und Innenrahmen (5) sind in ihrem oberen Bereich durch mechanische Mittel (19) miteinander verbunden, die diese Bewegung zulassen und begrenzen und gleichzeitig bei in Auslöseposition befindlichem Innenrahmen (5) Heck-Crahs-Belastungen der Kopfstütze als starre Verbindung direkt in den Rückenlehnen-Rahmen (1) ableiten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine der häufigsten Verletzungen im täglichen Straßenverkehr sind Nackenverletzungen eines Fahrzeuginsassen infolge eines so­ genannten Peitschenschlages seines Kopfes. Derartige Verletzun­ gen treten bei Heck-Crashs schon bei relativ niedrigen Geschwin­ digkeiten auf, weil die Nackenwirbelsäule des Sitzinsassen dabei enormen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Um diese Verletzungen zu vermeiden bzw. zu vermindern, sind Kraftfahrzeugsitze mit soge­ nannten crashaktiven, genauer gesagt heck-crashaktiven Kopfstüt­ zen entwickelt worden. Bei diesen Sitzen wird die bei einem Heck-Crash auf die Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes wirkende Trägheitskraft des Körpers des Sitzinsassen durch entsprechende Mechanismen derart auf die Kopfstütze übertragen, daß diese sich nach vorn zum Kopf des Sitzinsassen hin zu bewegt. Dadurch wird dem sogenannten Peitschenschlag seines Kopfes entgegengewirkt.

In der WO 98/09838 A1 ist ein Kraftfahrzeugsitz beschrieben, in dessen Rückenlehne eine Kopfstütze in üblicher Weise durch zwei Stangen gehaltert ist, wobei diese Stangen zu einem Hilfsrahmen gehören, an dessen unterem Ende eine Prallplatte befestigt ist. An diesem unteren Ende ist der Hilfsrahmen beidseitig durch Len­ ker an den Seitenholmen des Rückenlehnen-Rahmens geführt, wäh­ rend die Stangen der Kopfstütze in schwenkbar an einem Querholm des Rückenlehnen-Rahmens befestigten Hülsen axial gleitbeweglich gelagert sind. Wird die Prallplatte aufgrund eines Heck-Crashs durch den Torso eines Sitzinsassen mit Wucht nach hinten ge­ drückt, schwenkt der gesamte Hilfsrahmen in seinem unteren Be­ reich nach hinten und oben, wodurch sich die Stangen unter gleichzeitiger Vorverlagerung der Kopfstütze nach oben durch die Hülsen schieben. Durch diesen Mechanismus wird die Kopfstütze bei einem Heck-Crash nach vorn und oben verlagert.

Eine dieser eben beschriebenen sehr ähnliche Konstruktion ist in der EP 0 627 340 B1 offenbart.

Die vorliegende Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er beispielsweise aus FR 2 765 533 A1 und WO 97/10117 A1 hervorgeht. Der Rückenlehnen-Rahmen des in diesen Schriften be­ schriebenen Kraftfahrzeugsitzes besitzt zwei vom Sitzteil nach oben abragende Seitenholme, die an ihren oberen Enden frei von­ einander beabstandet sind, also nicht durch einen oberen Quer­ holm gegeneinander versteift sind. Innerhalb dieser Seitenholme ist ein Innenrahmen angeordnet, dessen Seitenteile die Seiten­ holme nach oben überragen, und dort durch ein Querrahmenteil starr miteinander verbunden sind. An dieses Querrahmenteil sind Führungen für die Halterung einer Kopfstütze angeschweißt. Die Kopfstütze ist in diesen Führungen höhenverstellbar gelagert. Von den Seitenteilen des Innenrahmens ragen jeweils zwei in de­ ren Längsrichtung voneinander beabstandete Bolzen nach außen ab, die in entsprechende, in den Seitenholmen vorgesehene Schlitze eingreifen und in diesen geführt sind. Diese Schlitze sind so angeordnet, daß sich der untere Bereich des Innenrahmens nach hinten und oben und der vordere Bereich des Innenrahmens ent­ sprechend nach vorn und oben verlagern kann. Anstelle dieser Ku­ lissenführungen können natürlich auch entsprechende Lenker vor­ gesehen sein, die schwenkbeweglich an den Seitenholmen sowie den Seitenteilen des Innenrahmens gelagert sind. Im unteren Bereich des Innenrahmens sind Prallmittel vorgesehen, die sich zwischen dessen Seitenteile erstrecken.

Im Falle eines Heck-Crashes prallt der Rücken eines Sitzin­ sassen mit großer Kraft auf den Innenrahmen bzw. auf dessen Prallmittel, so daß der Rahmen - wie oben erläutert - ver­ schwenkt wird. Durch diese Schwenkbewegung wird die Kopfstütze nach oben und vorn auf den Kopf eines Sitzinsassen zu bewegt, d. h. der Abstand zwischen Kopf und Kopfstütze wird verringert, wodurch dem gefürchteten Peitschenschlag des Kopfes entgegenge­ wirkt wird. Dennoch wirken bei einem Heck-Crash enorme Kräfte auf die Kopfstütze, die durch den Innenrahmen aufgenommen werden müssen. Dieser muß daher entsprechend biegesteif ausgeführt wer­ den. Die damit verbundene Gewichtserhöhung ist im Fahrzeugbau nachteilig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsge­ mäßen Fahrzeugsitz dahingehend zu verbessern, daß ein im Ver­ gleich zum Stand der Technik gewichtsreduzierter Innenrahmen verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kraftfahr­ zeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine Rahmen-in-Rahmen- Konstruktion geschaffen worden, wobei der Rückenlehnen-Rahmen und der Innenrahmen in ihren oberen Bereichen über mechanische Mittel miteinander verbunden sind, die eine relative Bewegung der beiden Rahmen zueinander aus einer Gebrauchsposition in eine Auslöseposition ermöglichen, gleichzeitig aber eine Rückbewegung verhindern, indem sie im Auslösezustand als starre Verbindung wirken. Dadurch werden aus der Kopfstützen-Halterung auf den In­ nenrahmen wirkende Momente in den Rückenlehnen-Rahmen abgelei­ tet, der direkt oder über das Sitzteil des Kraftfahrzeugsitzes mit dem Fahrzeug-Chassis verbunden ist. Daher kann die Auslegung des Innenrahmens auf Biegung entfallen. Mit anderen Worten, die­ ser Rahmen kann wesentlich leichter ausgeführt werden als die aus dem Stand der Technik bekannten Schwenkrahmen.

Ein weiterer Vorteil der Rahmen-in-Rahmen-Lösung liegt dar­ in, daß der Rückenlehnen-Rahmen als geschlossener Rahmen eine maximale Festigkeit aufweist. Als solcher kann er für Sitze mit und ohne crashaktive Kopfstütze eingesetzt werden. Wenn der Rüc­ kenlehnen-Rahmen als Grundrahmen generell mit den für den Innen­ rahmen erforderlichen Anschlüssen ausgestattet ist, ist in der Fertigung sehr schnell eine Umstellung auf ein crashaktives Sy­ stem und umgekehrt möglich. Diese modulare Bauweise schafft also Fertigungsflexibilität.

Für die mechanische Verbindung von Rückenlehnen-Rahmen und Innenrahmen bieten sich für den Fachmann verschiedene Möglich­ keiten an. So kann einer der Rahmen mit einer gebogenen Rast­ stange und der andere. Rahmen mit einer Sperrklinke versehen sein. Bei der Bewegung aus der Gebrauchsstellung in die Auslöse­ stellung läuft die Sperrklinke auf dieser Raststange, bis sie in eine auf der Raststange vorgesehene Nut einrastet. Eine andere Möglichkeit der Verbindung wäre beispielsweise eine Teleskop­ stange, deren ineinandergleitende Teile bei in Auslöseposition befindlichem Innenrahmen miteinander verrasten, so daß sie nicht mehr ineinanderschiebbar sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgese­ hen, für die mechanischen Verbindungsmittel wenigstens einen Kniehebelmechanismus vorzusehen, dessen Hebel drehgelenkig an den Rückenlehnen-Rahmen und den Innenrahmen angelenkt und derart vorgespannt sind, daß sie bei in Auslöseposition befindlichem Innenrahmen über ihre Totpunktlagen hinweggedrückt sind und so eine quasi starre Verbindung zwischen dem Rückenlehnen-Rahmen und dem Innenrahmen bilden. Derartige Kniehebelmechanismen sind sehr einfach aufgebaut und haben darüber hinaus den Vorteil, daß sie wenig Platz benötigen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfin­ dung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Rücken­ lehnen-Rahmens von vorn mit integriertem, in seiner Gebrauchsposition befindlichem Innenrahmen,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Rückenleh­ nen-Rahmens gemäß Fig. 1 von hinten,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Rückenlehnen- Rahmens,

Fig. 4 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 3 in einem et­ was verkleinerten Maßstab,

Fig. 5 eine Darstellung gemäß Fig. 4 bei in seiner Auslöseposition befindlichem Innenrahmen,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Kopfberei­ ches des in Fig. 2 dargestellten Rückenleh­ nen-Rahmens,

Fig. 7 eine Darstellung gemäß Fig. 6 bei in seiner Auslöseposition befindlichem Innenrahmen,

Fig. 8 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 6, und

Fig. 9 einen Schnitt C-C gemäß Fig. 7.

In der Zeichnung ist die Rahmenkonstruktion, also die tra­ gende Struktur der Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes darge­ stellt. Die übrigen Bauteile des Sitzes wurden weggelassen, da sie für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ohne Bedeu­ tung sind.

Der Rückenlehnen-Rahmen 1 besteht aus zwei Seitenholmen 2, die als Blech-Formteile ausgebildet sind und an ihren oberen En­ den durch einen gebogehen, rohrförmigen Querholm 3 starr mitein­ ander verbunden sind. Zur weiteren Aussteifung des Rückenlehnen- Rahmens 1 ist an den unteren Enden der Seitenholme 2 ein diese verbindender Querträger 4 in Form eines Blech-Formteils vorgese­ hen. Die Rahmenteile 2, 3 und 4 sind so dimensioniert, daß sie alle auftretenden Kräfte aufnehmen und in das Fahrzeug-Chassis ableiten können. Sie bilden gewissermaßen den Grundrahmen der Rahmenkonstruktion der Rückenlehne. Innerhalb des Rückenlehnen- Rahmens 1 ist ein Innenrahmen 5 angeordnet. Dieser besitzt Sei­ tenteile 6, die an ihren oberen Enden durch einen bogenförmigen Querträger 7 starr miteinander verbunden sind, der durch ein eingeschweißtes Blech 8 versteift ist. In dieses Versteifungs­ blech 8 sind zwei parallel voneinander beabstandete Führungsroh­ re 9 eingeschweißt, die die Haltestangen einer nicht dargestell­ ten Kopfstütze höhenverstellbar aufnehmen. Im Bereich ihrer un­ teren Enden sind die Seitenteile 6 des Innenrahmens 5 durch ei­ nen Querträger 10 starr miteinander verbünden, der in noch zu beschreibender Weise als Prallmittel im Falle eines Heck-Crashes dient. Der Innenrahmen 5 ist schwenkbeweglich in die Seitenholme 2 des Rückenlehnen-Rahmens 1 eingehängt. Dazu sind auf beiden Rahmenseiten zwei voneinander beabstandete Schwenkhebel 11, 12 vorgesehen, die in Gelenkpunkten 13 bzw. 14 an den Seitenholmen 2 und in Gelenkpunkten 15 bzw. 16 an den Seitenteilen 6 gelagert sind. Der Innenrahmen 5 ist durch eine beidseitig vorgesehene Zugfeder 17 (Fig. 4 und 5, in den Fig. 1 bis 3 weggelassen), die mit ihrem einen Ende in den benachbarten Seitenholm 2 und mit ihrem anderen Ende in den Schwenkhebel 12 eingehängt sind, in seine aus den Fig. 1 bis 4, 6 und 8 ersichtliche Gebrauchsposi­ tion vorgespannt. In dieser Position liegen die Führungsrohre 9 am Querholm 3 an, dessen Anlagefläche 18 abgeflacht ist, wie insbesondere aus den Fig. 4 bis 9 ersichtlich ist.

Der Innenrahmen 5 steht nicht nur über die Schwenkhebel 11, 12 mit dem Rückenlehnen-Rahmen 1 in Verbindung, sondern auch über zwei Kniehebelmechanismen 19. Diese sind jeweils hinter den Führungsrohren 9 angeordnet und verbinden den Querholm 3 mit dem Querträger 7. Dazu ragen vom Querholm 3 und vom Querträger 7 je­ weils zwei an diese angeschweißte und mit geringem Abstand pa­ rallel zueinander angeordnete Stegbleche 20 bzw. 21 nach hinten und schräg unten ab, die an ihren Oberseiten bzw. Unterseiten durch Brückenbleche 22 gegeneinander ausgesteift sind. Aufgrund der gewählten Darstellungsweise sind die Brückenbleche 22 der vom Querträger 7 abragenden Stegbleche 21 nicht sichtbar, da sie sich an deren Unterseite befinden. Die Stegbleche 20 nehmen zwi­ schen sich mit axialem Spiel drehgelenkig das Ende eines kurzen Hebels 23 des Kniehebelmechanismus 19 auf. Dazu ist ein die Stegbleche 20 und den Hebel 23 durchsetzender Drehzapfen 24 vor­ gesehen. Ein eben solcher Drehzapfen 25 durchsetzt die Stegble­ che 21 und das Ende eines längeren Hebels 26 des Kniehebelmecha­ nismus 19, der in gleicher Weise wie der kurze Hebel 23 zwischen den Stegblechen 20 zwischen den Stegblechen 21 angeordnet ist. Die Hebel 23, 26 sind an ihren anderen Enden durch einen Dreh­ zapfen 27 drehgelenkig miteinander verbunden. Auf dem Drehzapfen 24 sitzt eine Torsionsfeder 28, deren Enden sich am Stegblech 20 bzw. am kurzen Hebel 23 des Kniehebelmechanismus 19 abstützen. Diese Torsionsfeder 28 spannt den kurzen Hebel 23 in Richtung auf die Stegbleche 20 vor, so daß der Kniehebelmechanismus 19 bei in Gebrauchsposition befindlichem Innenrahmen 5 über seine Totpunktlage hinweggedrückt ist, wie besonders deutlich aus den Fig. 6 und 8 hervorgeht. Die Torsionsfedern 28 unterstützen auf­ grund ihrer Federwirkung gleichzeitig die Anlage der Führungs­ rohre 9 am Querholm 3.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Rückenlehnen-Rahmens 1 mit dem integrierten Innenrahmen 5 im Falle eines Heck-Crashes beschrieben.

Aufgrund des Beharrungsvermögens des Körpers eines Sitzin­ sassen wird dessen Oberkörper bei einem Heck-Crash mit sehr gro­ ßer Kraft in die Rückenlehne gepreßt. Dabei trifft sein Rücken auf den als Prallmittel wirkenden unteren Querträger 10 des In­ nenrahmens 5, so daß dieser aus seiner Gebrauchsposition (Fig. 1 bis 4, 6 und 8) in seine Auslöseposition (Fig. 5, 7 und 9) schwenkt. Aufgrund dieser Schwenkbewegung bewegen sich die Füh­ rungsrohre 9, und damit die über Haltestangen darin gelagerte, nicht dargestellte Kopfstütze, von der Anlagefläche 18 des Quer­ holms 3 weg nach vorn und oben. Gleichzeitig werden auch die beiden Kniehebelmechanismen 19 so weit verschwenkt, bis deren lange Hebel 26 jeweils an einen zwischen den Stegblechen 20 vor­ gesehenen Anschlag 29 anschlagen, der in Fig. 7, in der ein Stegblech 20 teilweise ausgeschnitten dargestellt ist, um diesen Anschlag 29 sichtbar zu machen, symbolisch eingezeichnet ist. Die Torsionsfedern 28 sorgen dabei dafür, daß auch bei in Auslö­ seposition befindlichem Innenrahmen 5 die beiden Hebel 23, 26 des Kniehebelmechanismus 19 über ihren Totpunkt gedrückt sind, wie deutlich aus den Fig. 7 und 9 hervorgeht. Die Kniehebelme­ chanismen 19 begrenzen dadurch zum einen die Schwenkbewegung des Innenrahmens 5 und zum anderen wirken sie dabei als quasi starre Gebilde, die ein Zurückschwenken des Innenrahmens 5 in seine Ge­ brauchsposition verhindern. Auf die Kopfstütze, und damit auf die Führungsrohre 9 durch den Aufprall des Kopfes des Sitzin­ sassen wirkende Momente, werden dadurch über die Stegbleche 20 und 21 und die diese verbindenden Kniehebelmechanismen 19 vom Querträger 7 des Innenrahmens 5 auf den Querholm 3 des Rückenlehnen-Rahmens 1 und von dort über dessen Seitenholme 2 in das Sitzteil des Kraftfahrzeugsitzes, und damit letztendlich in das Fahrzeug-Chassis abgelenkt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sitzen die Kniehebelmechanismen 19 direkt hinter den Führungs­ rohren 9, so daß die Kraftableitung direkt an den Krafteinlei­ tungspunkten erfolgt.

Claims (4)

1. Kraftfahrzeugsitz mit einer Rückenlehne und einer daran mit­ tels einer Halterung gelagerten Kopfstütze, wobei die Halte­ rung starr mit einem schwenkbar an den Seitenholmen des Rüc­ kenlehnen-Rahmens befestigten Innenrahmen verbunden ist, der in seinem unteren Bereich ein Prallmittel aufweist, welches sich bei einem Heck-Crash durch den aufprallenden Körper ei­ nes Sitzinsassen nach hinten verlagert und dadurch den In­ nenrahmen derart in eine Auslöseposition verschwenkt, daß sich die Kopfstütze dabei nach oben und vorn auf den Kopf des Sitzinsassen zu bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenholme (2) des Rückenlehnen-Rahmens (1) durch einen oberen Querholm (3) starr miteinander verbunden sind, die Halterung (9) der Kopfstütze in Gebrauchsposition an der Vorderseite (18) des Querholms (3) anliegt und sich im Heck- Crash-Fall von dieser nach vorn weg bewegt, wobei Rückenleh­ nen-Rahmen (1) und Innenrahmen (5) in ihrem oberen Bereich durch mechanische Mittel (19) miteinander verbunden sind, die diese Bewegung zulassen und begrenzen und gleichzeitig bei in Auslöseposition befindlichem Innenrahmen (5) Heck- Crash-Belastungen der Kopfstütze als starre Verbindung di­ rekt in den Rückenlehnen-Rahmen (1) ableiten.

2. Kraftfahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel durch wenigstens einen Kniehe­ belmechanismus (19) gebildet sind, dessen Hebel (23, 26) drehgelenkig an den Rückenlehnen-Rahmen (1) und den Innenrahmen (5) angelenkt und derart vorgespannt sind, daß sie bei in Auslöseposition befindlichem Innenrahmen (5) über ih­ re Totpunktlage hinweggedrückt sind und so eine quasi starre Verbindung zwischen dem Rückenlehnen-Rahmen (1) und dem In­ nenrahmen (5) bilden.

3. Kraftfahrzeugsitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Abstand voneinander angeordnete Kniehebelmecha­ nismen (19) vorgesehen sind, deren Hebel (23, 26) über Dreh­ zapfen (24, 25) drehgelenkig an vom Querholm (3) des Rücken­ lehnen-Rahmens (1) und dem oberen Querträger (7) des Innen­ rahmens (5) nach hinten abragenden Stegblechen (20 bzw. 21) angeschlagen sind.

4. Kraftfahrzeugsitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebelmechanismen (19) hinter den die Kraftein­ leitungsorte bildenden Halterungen (9) der Kopfstütze ange­ ordnet sind.