DE10002621A1

DE10002621A1 - Fahrzeugsitz mit verbesserter Crashtauglichkeit

Info

Publication number: DE10002621A1
Application number: DE10002621A
Authority: DE
Inventors: Helmut Krueger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-01-22
Filing date: 2000-01-22
Publication date: 2001-07-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit verbesserter Crashtauglichkeit. der eine Rückenlehne aufweist und an dem Fahrzeugboden angeordneten Sitzschienen verstellbar gehaltert ist. Um den Fahrzeugsitz, insbesondere in einem Crashfall, zusätzlich zu haltern, weist dieser in der Rückenlehne (1) oder einer an dieser angeordneten Kopfstütze (5) ein versenkbares Halterungselement (7) auf, das mit einer über der Rückenlehne (1) am Dach angeordneten und mit dem Halterungselement (7) wenigstens über die Länge des Verschiebeweges (S) des Fahrzeugsitzes korrespondierenden Rasteinrichtung (Zahnplatte 8) während der Fahrt oder bei einem Crash in Eingriff steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit einer verbesserten Crashtauglichkeit, insbesondere in einem Personenkraftwagen.

Die weitgehend crashsichere Fahrgastzelle gehört mittlerweile zum Stand der Technik. Zur passiven Sicherheitstechnik zählen insbesondere ein modernes Sicherheitsgurtsystem mit Gurtstraffer, Front- und Seitenairbags und als Seitenaufprallschutz Türversteifungen. Sicherheitsgurte bilden dabei in Verbindung mit dem jeweiligen, mit einer Kopfstütze versehenen Fahrzeugsitz das zentrale, auf den jeweiligen Fahrzeuginsassen primär wirkende Rückhaltemittel. Die Sicherheitsgurte können an der Fahrzeugkarosserie und/oder am Fahrzeugsitz gehaltert sein. Im Falle eines Crashs, insbesondere eines Frontalcrashs, mit einer starken Fahrzeugverzögerung wird der Fahrzeuginsasse durch die Sicherheitsgurte, in der Regel den Schulter- und den Beckengurt, auf dem Sitz zurückgehalten und in Verbindung mit einem Frontairbag vor einem Aufschlagen auf das Lenkrad oder die Instrumententafel bewahrt. Die dabei am Fahrzeugsitz auftretenden Kräfte müssen durch die Sitzhalterung, insbesondere durch die Sitzschienen, an denen der Fahrzeugsitz gleitend verstellbar und in der gewählten Position an drei oder vier Halterungsstellen fixiert ist und die an diesem angeordneten Halterungselemente aufgenommen werden. Diese Kräfte sind bei einem Fahrzeugsitz mit einem integrierten Sicherheitgurt größer als bei einem Fahrzeugsitz, bei dem die Sicherheitsgurte an der Karosserie gehaltert sind, weil bei letzterem die Fahrzeugkarosserie über den Sicherheitsgurt und den Fahrzeuginsassen einen Teil dieser Kräfte aufnimmt, was bei ersterem nicht möglich ist. Auch die an der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes angeordnete, fest mit dieser verbundene oder in der Höhe verstellbare Kopfstütze, die ein Zurückschnellen des Kopfes des Fahrzeuginsassen bei einem Aufprallunfall und damit eine gefährliche Überdehnung der Halswirbelsäule verhindern soll, muß so stabil abgestützt sein, daß weitestgehend verhindert wird, daß sie aus ihrer Verankerung gerissen wird oder daß deren Halterungsstangen einfach abbrechen. Einer crashkraftgerechten Auslegung der Elemente an einem Fahrzeugsitz, die Crashkräfte aufnehmen müssen, sind jedoch hinsichtlich ihrer Dimensionierung und der Werkstoffwahl Grenzen gesetzt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Abstützung eines Fahrzeugsitzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch eine zusätzliche Halterungseinrichtung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die Erfindung besteht darin, daß in der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, der an am Fahrzeugboden angeordneten Sitzschienen verstellbar gehaltert ist, oder einer an der Rückenlehne angeordneten Kopfstütze ein versenkbares Halterungselement angeordnet ist, das mit einer über der Rückenlehne am Dach angeordneten Rasteinrichtung korrespondiert, die entlang des Verschiebeweges des Fahrzeugsitzes ausgebildet ist, und daß das Halterungselement in jeder Verstellposition des Fahrzeugsitzes in Fahrzeuglängsrichtung bei einem Crash mit dieser in Eingriff steht. Damit ist ein zusätzlicher Halterungspunkt für den Fahrzeugsitz geschaffen, der insbesondere bei einem solchen mit einem integrierten Sicherheitsgurt in sicherheitserhöhender Weise Crashkräfte aufnehmen kann. Aber auch bei einem Fahrzeugsitz mit an der Karosserie angeordneten Sicherheitgurten stellt die zusätzliche Halterungseinrichtung eine Verbesserung der Crashfestigkeit des Fahrzeugsitzes und der passiven Sicherheit des Fahrzeugs dar. Dieser zusätzliche Halterungspunkt für den Fahrzeugsitz gestattet es auch, die übrige, primäre Sitzhalterung an den Sitzschienen in ihrer Dimensionierung und Werkstoffwahl schwächer auszulegen oder beizubehalten und nicht weiter zu verstärken. Zugleich wird das Dach abgestützt und so die Gefahr und das Ausmaß einer Deformierung desselben bei einem Überschlag reduziert werden.

Dabei muß die Rasteinrichtung wenigstens so lang ausgebildet sein, daß das Halterungselement auch bei einer zur Realisierung einer vom Fahrzeuginsassen bevorzugten und von der Normalstellung abweichenden und nach hinten geneigten Rückenlehne und/oder Kopfstütze in Eingriff bringbar ist. Diese Neigung liegt erfahrungsgemäß im Bereich zwischen 0° und 15°, in dem somit der individuellen Sitzhaltung des jeweiligen Fahrzeuginsassen in ausreichendem Maße Rechnung getragen wird. Selbstverständlich muß die Länge des Halterungselementes den Gegebenheiten des jeweiligen Fahrzeugtypes angepaßt sein und auch eine Höhenvertellbarkeit des Fahrzeugsitzes berücksichtigen.

Die Rasteinrichtung ist bevorzugt über der Mitte der Rückenlehne und damit über der Mitte des Kopfes des Fahrzeuginsassen angeordnet, wodurch sie neben dem äußeren Dachlängsholm liegt und sich damit von der Krafteinleitung her in einem versteiften Dachbereich befindet. Diese Anordnung läßt auch genügend Raum für die Installation eines Schiebedaches.

Die Rasteinrichtung ist in einer bevorzugten Ausführung eine Zahnplatte mit quer zur Fahrzeuglängsachse ausgebildeten Zähnen und das Halterungselement ein aus einer Parkposition in der Rückenlehne oder der Kopfstütze in die Halterungsposition verbringbares stab- oder plattenartiges Halterungselement mit einem Rastkopf zum Eingriff mit den Zähnen. Die Länge der Zähne quer zur Fahrzeuglängsachse kann kleiner als die Breite der Kopfstütze sein, da das Halterungselement bei seiner Aktivierung im wesentlichen in einer festliegenden Vertikalebene parallel zur Fahrzeuglängsachse in einer definierten Bewegungsbahn aus der Rückenlehne tritt. Der Grund der Zahnzwischenräume kann zur Einnahme einer definierten Verrastungsposition des Rastkopfes in deren Mitte gegenüber diesem quer zur Fahrzeuglängsrichtung konkav gewölbt und dieser gegenüber der Rasteinrichtung konvex gewölbt sein, so daß der Rastkopf stets in die Mitte zwischen die Zähne gedrückt und so eine mittige Verankerungsposition des Halterungselementes an der Rasteinrichtung bewirkt wird.

Zur weiteren Verbesserung der Verankerung können die Zähne an ihrem dem Halterungselement zugewandten Ende in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten und der Rastkopf an seinem freien Ende wenigstens in seiner Mitte nach vorne abgebogen sein, so daß es nach deren Eingriff miteinander zu einer Verhakung kommt. Zur Sicherstellung des Eindringens des Rastkopfes zwischen die Zähne ist dieser mit einer Einführschräge versehen oder abgerundet.

Die Betätigung des Halterungselementes erfolgt bevorzugt durch eine Stelleinrichtung, die mit einem pyrotechnischen Treibsatz gekoppelt ist, der bei einem Crash über eine Steuereinheit aktiviert wird, so daß das Halterungselement in Bruchteilen von einer Sekunde seine bestimmungsgemäße Verankerungsposition an der Rasteinrichtung einnimmt und den Fahrzeugsitz zusätzlich haltert. Aus optischen Gründen ist die Rasteinrichtung vor einem Crash von einer durch das Halterungselement durchschlagbaren Abdeckung verkleidet.

Anstelle eines erst bei einem Crash aktivierbaren pyrotechnischen Treibsatzes kann jedoch auch ein mit dem Halterungselement gekoppelter Elektromotor in der Rückenlehne angeordnet sein, der parallel zur Zündung angesteuert und so beim Starten des Motors aktiviert wird. Damit ist der Fahrzeugsitz bereits während der Fahrt zusätzlich am Dach verankert. Beim Abstellen der Zündung oder durch die Betätigung eines separaten Schalters wird das Halterungselement wieder eingezogen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen, teilweise schematisch:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit einer Rasteinrichtung am Dach,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Fahrzeugsitz quer zur Fahrzeuglängsachse und

Fig. 3 einen Vertikalschnitt III-III parallel zur Fahrzeuglängsachse.

In Fig. 1 ist Fahrzeugsitz mit einer Rückenlehne 1 und einem Sitzteil 2 dargestellt, der an zwei parallel zueinander am Fahrzeugboden 3 angeordneten Sitzschienen 4 in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar und in mehreren Positionen feststellbar gehaltert ist. An der Rückenlehne 1 ist eine Kopfstütze 5 über Kopfstützenstangen 6 höhenverstellbar gehaltert. Aus der Kopfstütze 5 ragt eine Halterungsstange 7 nach oben heraus, die mit einer fest mit dem Dach verbundenen Zahnplatte 8 mit quer zur Fahrzeuglängsachse ausgebildeten Zähnen 9 in Eingriff gebracht ist. Die Mindestlänge der Zahnplatte 8 entspricht dem maximalen Verschiebeweg S des Sitzteils 2 an den Sitzschienen 4, dem auch der Verschiebeweg des oberen Endes der Halterungsstange 7 entspricht, zuzüglich einer Länge S_N, die sich durch eine Neigungsänderung der Rückenlehne 1 um etwa 10° durch eine Schwenkung derselben um die Schwenkachse A ergibt. Die Mindestlänge L der Zahnplatte 8 ist somit gleich S + S_N. Die Zahnplatte 8 muß zwischen den Stellungen I und II des Endes der Halterungsstange 7 am Dach ausgebildet sein, wobei sich der Punkt I aus der vordersten Stellung des Sitzteils 2 und einer Neigung der Rückenlehne von 0° und der Punkt II aus der hintersten Stellung des Sitzteils 2 und einer Neigung der Rückenlehne von 10° ergibt.

In Fig. 2 ist die Anordnung der Halterungstange 7 in einem Vertikalschnitt gezeigt. Diese ist in der Mitte der Rückenlehne 1 im wesentlichen vertikal verschiebbar gehaltert und an ihrem unteren Ende mit einer Kolbenplatte 10 versehen, die in einem mit einem Gasgenerator G gekoppelten Hubzylinder 11 angeordnet ist. Die Halterungsstange 7 ist durch die aus der Rückenlehne 1 höhenverstellbare Kopfstütze 5 geführt und steht mit ihrem Rastkopf 12 in Eingriff mit den Zähnen 9 der Zahnplatte 8 (Crashsituation). Die Kopfstütze 5 weist am oberen Ende des Führungskanals für die Halterungsstange 7 eine der Form des Rastkopfes 12 angepaßte Erweiterung 13 für diesen auf. In einer durch die Höhenverstellung der Kopfstütze 5 bestimmten Parkposition P1 befindet sich der Rastkopf 12 in dieser Erweiterung und ist somit in der Kopfstütze 5 versenkt. Der Parkposition P1 entspricht die Stellung K1 der Kolbenplatte 10 und der Parkstellung P2 die Stellung K2, wenn sich die Kopfstütze 5 in ihrer untersten Stellung befinden würde. Die Verstellung der Kopfstütze 5 ist durch die Parallelität der Kopfstützenstangen 6 und der Halterungsstange 7 und eine dem maximalen Verschiebeweg derselben angepaßte Länge des Hubzylinders 11 gegeben. Die Parallelität der Stangen 6 und 7 wird durch die Fig. 3 verdeutlicht. In Fig. 2 ist die Zahnplatte 8 im Querschnitt zu sehen. Die Zahnzwischenräume sind gegenüber dem Rastkopf 12 konkav gewölbt (gestrichelt dargestellt) und stellen durch diese Gestaltung sicher, daß der Rastkopf 12 bei einem Crash in die Mitte der Zahnplatte 8 gedrückt wird. Es ist auch zu erkennen, daß diese in Nachbarschaft zum Dachlängsholm 14 und damit in einem stabilisierten Dachbereich angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt schließlich auch die Ausbildung der Zähne 9 und des Rastkopfes 12. Letzterer ist in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne abgebogen und die Zähne 9 an ihrem freien Ende nach hinten, wobei der Zwischenraum der Zähne 9 so groß ist, daß der Rastkopf 12 in diese eindringen kann. Der Rastkopf 12 und die Zähne 9 sind überdies in der dargestellten Schnittebene parallel zur Fahrzeuglängsachse gegeneinander konvex gewölbt, so daß beim Eindringen des Rastkopfes 12 eine Behinderung (Stoß-Anordnung) weitestgehend ausgeschlossen ist.

Bei einem Frontalcrash wird der Gasgenerator gezündet, und die Halterungsstange 7 wird durch die freigesetzten Treibgase aus ihrer Parkstellung, beispielsweise P1 oder P2, definiert nach oben geschossen, durchdringt problemlos eine Abdeckung 15 für die Zahnplatte 8 und verhakt sich in dieser, wie in sämtlichen Figuren dargestellt ist, so daß eine zusätzliche Verankerung des Fahrzeugsitzes am Dach gegeben ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Rückenlehne

2

Sitzteil

3

Fahrzeugboden

4

Sitzschiene

5

Kopfstütze

6

Kopfstützenstange

7

Halterungsstange

8

Zahnplatte

9

Zahn

10

Kolbenplatte

11

Hubzylinder

12

Rastkopf

13

Erweiterung

14

Dachlängsholm

15

Abdeckung
I Stellung der Halterungsstange
II Stellung der Halterungsstange
A Schwenkachse
G Gasgenerator
S Verschiebeweg
S_N

Länge
L Mindestlänge
P1 Parkposition
P2 Parkposition
K1 Stellung der Kolbenplatte
K2 Stellung der Kolbenplatte

Claims

1. Fahrzeugsitz mit verbesserter Crashtauglichkeit, der eine Rückenlehne aufweist und an am Fahrzeugboden angeordneten Sitzschienen verstellbar gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückenlehne (1) oder einer an dieser angeordneten Kopfstütze (5) ein versenkbares Halterungselement (7) angeordnet ist, das mit einer über der Rückenlehne (1) am Dach angeordneten und mit dem Halterungselement (7) wenigstens über die Länge des Verschiebeweges (S) des Fahrzeugsitzes korrespondierenden Rasteinrichtung (Zahnplatte 8) während der Fahrt oder bei einem Crash in Eingriff steht.

2. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung (Zahnplatte 8) eine Länge aufweist, die sicherstellt, daß das Halterungselement (7) bei einer Neigung der Rückenlehne (1) und/oder der Kopfstütze (5) gegenüber ihrer vordersten Stellung um 15° nach hinten in Eingriff bringbar ist.

3. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung (Zahnplatte 8) über der Mitte der Rückenlehne (1) und im Bereich des jeweiligen Dachlängsholms (14) am Dach angeordnet ist.

4. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung eine Platte mit quer zur Fahrzeuglängsachse ausgebildeten Zähnen (Zahnplatte 8) und das Halterungselement (7) ein aus der Rückenlehne (1) oder der Kopfstütze (5) ausfahrbares stabförmiges Element mit einem Rastkopf (12) zum Eingriff mit den Zähnen (9) ist.

5. Fahrzeugsitz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (9) quer zur Fahrzeuglängsachse eine Länge haben, die geringer als die Breite der Kopfstütze (5) ist, daß der Grund der Zahnzwischenräume quer zur Fahzeuglängsachse gegenüber dem Rastkopf (12) konkav und dieser gegenüber der Rasteinrichtung (Zahnplatte 8) konvex gewölbt ist.

6. Fahrzeugsitz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (9) an ihrem freien Ende in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten und der Rastkopf (12) an seinem freien Ende nach vorne abgebogen ist.

7. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückenlehne (1) oder der Kopfstütze (5) ein Elektromotor zur Betätigung des Halterungselementes (7) angeordnet ist, der parallel zur Zündung ansteuerbar ist.

8. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungselement (7) mit einer durch eine pyrotechnische Treibladung (Gasgenerator G) bei einem Crash aktivierbaren Stelleinrichtung verbunden ist, die das Halterungselement (7) mit der Rasteinrichtung (Zahnplatte 8) in Eingriff bringt.

9. Fahrzeugsitz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung (Zahnplatte 8) vor einem Crashfall von einer durch das Halterungselement durchschlagbaren Abdeckung verkleidet ist.