-
Die
Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz, mit einer Sitzhöhenverstellung,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Aus
der
DE 101 07 695
A1 ist ein Kraftfahrzeugsitz mit einer Sitzhöhenverstellung
bekannt, welche zum Verstellen eines ersten Teils des Kraftfahrzeugsitzes
gegen ein zweites Teil des Kraftfahrzeugsitzes ausgebildet ist.
Das erste Sitzteil ist dabei ein Sitzseitenteil oder ein mit diesem
Sitzseitenteil verbundenes Element und das zweite Sitzteil ist eine
Bodenplatte oder ein mit dieser Bodenplatte verbundenes Element,
insbesondere eine Oberschiene. Der Kraftfahrzeugsitz weist zur Höhenverstellung
einen Antriebsmechanismus mit einer drehbaren Spindel auf. Auf der
antreibbaren Spindel sind eine erste und eine zweite Spindelmutter
angeordnet. Die erste Spindelmutter ist dabei mit dem ersten Sitzteil
temporär
drehfest verbunden und die zweite Spindelmutter ist mit dem zweiten
Sitzteil zumindest temporär
drehfest verbunden, so dass ein Verdrehen der Spindel zu einer Verstellung
zumindest einer Spindelmutter entlang der Spindel und damit zu einer
Veränderung
der Sitzhöhe
führt.
-
Nachteilig
ist hierbei, dass die bei einem Frontaufprall auf die Fahrzeuginsassen
und auf ein die Fahrzeuginsassen sicherndes Gurtsystem einwirkenden
hohen Trägheitskräfte, eine
nach oben und/oder nach vorne gerichtete Kraft und bei einem Heckaufprall
eine nach oben und/oder nach hinten gerichtete Kraft auf die Sitzhöhenverstellung
ausüben,
welche üblicher weise
an einem in Fahrtrichtung gelegenen hinteren Ende des Kraftfahrzeugsitzes angeordnet
ist. Da die Sitzhöhenverstellung
konstruktionsbedingt oftmals einen Schwachpunkt der Sitzkonstruktion
im Crashfall darstellt, besteht die Gefahr, dass sich die Sitzhöhenverstellung
verformt und/oder bricht und dadurch der Fahrzeugsitz und mit ihm
der Fahrzeuginsasse nach oben und/oder nach vorne bzw. nach oben
und/oder nach hinten verlagert wird, wodurch sich ein erhöhtes Verletzungsrisiko
im Kopfbereich ergibt oder die Fondsinsassen verletzt werden.
-
Aus
der
DE 196 06 605
A1 ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Cabrio oder ein Coupe,
mit geringem Kopffreiraum bekannt. Um zu verhindern, dass im Crashfall
der im Fahrzeugsitz angeschnallte Fahrzeuginsasse mit seinem Kopf
an Dachkonstruktionsteilen anschlägt und sich dadurch verletzt,
ist der Fahrzeugsitz von einem Bodenelement aufgenommen, das relativ
zum Fahrzeugboden beweglich und an diesem verriegelt ist. Im Crashfall
wird die Verriegelung gelöst
und ein das Bodenelement antreibende Mittel senkt den Fahrzeugsitz
durch eine vom Bodenelement freigegebene Aussparung im Fahrzeugboden
nach unten ab und verriegelt das Bodenelement in Absenklage.
-
Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
einen Kraftfahrzeugsitz eingangs genannter Art eine verbesserte
Ausführungsform
anzugeben, die einen erhöhten
Insassenschutz anbietet und bei der insbesondere Deformationsbewegungen
des Fahrzeugsitzes in einem Crashfall begrenzt werden.
-
Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zwischen einem ersten
und einem zweiten Teil eines Kraftfahrzeugsitzes ein Crash-Element anzuordnen,
welches in einem Crashfall eine Relativbewegung des ersten Teils
des Kraftfahrzeugsitzes ge gen den zweiten Teil des Kraftfahrzeugsitzes
verhindert oder zumindest behindert, während es im Normalbetrieb Höhenverstellungen
der Sitzteile zulässt.
Dabei kann der erste Teil des Kraftfahrzeugsitzes als Sitzrahmen
und/oder als Verstellkinematik und/oder als Gurtschloss ausgebildet
sein, wogegen der zweite Teil des Kraftfahrzeugsitzes als „Oberschiene" ausgebildet sein
kann, die vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar ist.
Die zugehörige „Unterschiene" ist mit dem Fahrzeug
verbunden.
-
Wie
eingangs erwähnt,
wirken bei einem Unfall hohe Trägheitskräfte auf
die Fahrzeuginsassen, den Kraftfahrzeugsitz und ein die Fahrzeuginsassen sicherndes
Gurtsystem ein. Die abrupte Verzögerung bewirkt
im Crashfall zusätzlich
eine nach oben und/oder nach vorne und/oder nach hinten gerichtete Kraft
auf eine Sitzhöhenverstellung,
welche oftmals einen Schwachpunkt der Sitzkonstruktion darstellt, so
dass die Gefahr besteht, dass sich die Sitzhöhenverstellung verformt und/oder
bricht und dadurch der Fahrzeugsitz und mit ihm der Fahrzeuginsasse
nach oben und/oder nach vorne oder nach hinten verlagert wird, wodurch
sich ein erhöhtes
Verletzungsrisiko im Kopfbereich ergibt. Das erfindungsgemäße Crash-Element verhindert
oder behindert zumindest diese Bewegung des Fahrzeuginsassen und
trägt dadurch
zu einer erhöhten
Fahrsicherheit bzw. einer Reduzierung des Verletzungsrisikos bei.
Im Normalbetrieb ist das Crash-Element unbelastet und lässt eine
Höhenverstellung
zu.
-
Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Crash-Element als Klemmvorrichtung
ausgebildet sein, welche am ersten Teil des Kraftfahrzeugsitzes
angeordnet ist und ein am zweiten Teil des Kraftfahrzeugsitzes befestigtes
Verbindungselement, vorzugsweise ein Seilelement, durchlaufend führt und welche
im Crashfall das Verbindungselement, vorzugsweise das Seilelement,
einklemmt. Die Klemmvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem
Gehäuse
und einem darin verstellbar gelagerten Kolben, welcher an einem
ersten Ende einen geschlitzten Kegel und an einem zweiten Ende einen
Kolbenkopf aufweist. Komplementär
zu dem geschlitzten Kegel ist an einer Kolbeninnenwand eine Ausformung
derart ausgebildet, dass bei in die Ausformung einfahrendem Kegel
am Verbindungselement, vorzugsweise am Seilelement, Klemmkräfte aktivierbar sind.
Das Verbindungselement, vorzugsweise das Seilelement, kann dabei
als Stahl- und/oder als Kunststoffseil, z.B. faserverstärkt, ausgeführt sein, oder
als Metall- oder Nichteisen-Metallstab mit oder ohne Prägung/Kerben.
Die Klemmvorrichtung besteht somit aus einfach und kostengünstig herzustellenden
Bauelementen, wodurch eine unter Umständen lebenrettende Sicherheitseinrichtung
für eine Vielzahl,
insbesondere auch kleinerer Kraftfahrzeuge, preiswert angeboten
werden kann. Gleichzeitig wird durch die einfache Bauweise des Crash-Elements
eine hohe Robustheit und Funktionssicherheit erreicht.
-
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass zur Betätigung der Klemmvorrichtung
ein Antriebselement vorgesehen ist, das im Crashfall den Kegel in
die Ausformung einfahrend antreibt. Als Antriebselement kann beispielsweise
ein pyrotechnischer Gaserzeuger vorgesehen sein, welcher im Bereich
des Kolbenkopfes und einer dort vorgesehenen einen Kolbendurchmesser
verringernden Ausnehmung angeordnet ist und welcher im Crashfall
in der Ausnehmung einen hohen Gasdruck erzeugt und dadurch den Kolben
antreibt bzw. das Verbindungselement bzw. das Seilelement einklemmt.
Pyrotechnische Antriebselemente sind langjährig erprobte und ausgereifte
Bestandteile von Sicherheitseinrichtungen, wie z.B. Airbags, und
gewährleisten
damit eine hohe Zuverlässigkeit.
-
Entsprechend
einer alternativen Ausführungsform
wird die Klemmvorrichtung durch ein Federelement mit einer definierten
Federkraft in eine nicht klemmende Stellung vorgespannt, wobei zwischen
dem Kegel und/oder dem Kolben und dem Verbindungselement, vorzugsweise
dem Seilelement, eine Reibungsverbindung ausgebildet ist und wobei
beim Erreichen der definierten Federkraft die Klemmvorrichtung in
eine das Verbin dungselement bzw. das Seilelement einklemmende Klemmstellung überführt wird.
Auch bei dieser Ausführungsvariante besitzt
das Crash-Element keine für
den normalen Fahrbetrieb benötigte
Funktion und wird erst im Crashfall aktiviert. Durch den impulsartigen
Krafteintrag wird die zwischen Kegel und/oder Kolben und dem Verbindungselement
bzw. dem Seilelement gelegene Reibungsverbindung aktiviert, wodurch
der Kegel in die an der Kolbeninnenwand komplementär dazu ausgebildete
Ausformung einfährt,
das Verbindungselement, vorzugsweise das Seilelement, einklemmt und
dadurch eine Relativbewegung des ersten Teils gegen den zweiten
Teil des Kraftfahrzeugsitzes verhindert oder zumindest behindert.
Entsprechend dieser Ausführungsform
kann zur Aktivierung des Crash-Elements eine kostengünstige und
einfach herzustellende Reibungsverbindung zwischen Kolben und und/oder
Kegel und dem Verbindungselement angeordnet werden, wodurch die
Fertigungskosten gesenkt werden können.
-
Zweckmäßig kann
das Crash Element auch als ein mit einem Medium, vorzugsweise einer
Flüssigkeit
oder einem Fluid, arbeitender Kolben-Zylinder-Dämpfer ausgebildet sein. Derartige
Kolben-Zylinder-Dämpfer
sind gängige
Massenware und in nahezu allen Größen und für nahezu alle Anforderungen
problemlos erhältlich
und zudem besonders wartungsarm.
-
Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen
anhand der Zeichnungen.
-
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
den nachfolgenden Be schreibungen näher erläutert, wobei sich Bezugszeichen
auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
-
Dabei
zeigen:
-
1 eine Seitenansicht auf
einen Kraftfahrzeugsitz mit einem erfindungsgemäßen Crash-Element,
-
2 einen Querschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Crash-Element,
-
3 einen Querschnitt wie
in 1, jedoch bei einem
anderen Crash-Element,
-
4 einen Querschnitt wie
in 1, jedoch bei einem
weiteren Crash-Element,
-
5 einen Querschnitt wie
in 1, jedoch bei einem
weiteren Crash-Element,
-
Entsprechend 1 weist ein vertikal ungedämpfter Kraftfahrzeugsitz 37 ein
erstes Teil 1 auf, welches beispielsweise als Sitzrahmen 4 und/oder als
Verstellkinematik 5 und/oder als Gurtschloss 6 ausgebildet
sein kann, und ein zweites Teil 2, welches als Oberschiene 7 ausgebildet
sein kann. Die Oberschiene 7 ist dabei in einer an einem
Fahrzeugboden befestigten, zugehörigen
Unterschiene vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung verstellbar ausgebildet.
Zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 2 des
Kraftfahrzeugsitzes 37 ist eine Sitzhöhenverstellung 38 angeordnet,
welche zum Verstellen des ersten Teils 1 gegen den zweiten
Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 37 ausgebildet
ist.
-
Zwischen
dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 37 ist
neben der Sitzhöhenverstellung 38 ein
Crash-Element 3 angeordnet, welches so ausgebildet ist,
dass es eine durch die Sitzhöhenverstellung 38 bewirkte
langsame Relativbewegung des ersten Teils 1 gegen das zweite
Teil 2 zulässt,
wogegen es eine schnelle Relativbewegung, wie z.B. bei einem Crash,
verhindert oder zumindest behindert.
-
Bei
einem Unfall wirken hohe Trägheitskräfte auf
die Fahrzeuginsassen bzw. auf ein Gurtschloss 6 ein. Die
abrupte Verzögerung
bewirkt dabei eine nach oben und/oder nach vorne oder nach hinten
gerichtete Kraft 39 auf eine Sitzhöhenverstellung 38, welche
konstruktionsbedingt häufig
einen Schwachpunkt des Kraftfahrzeugsitzes 37 darstellt,
so dass sich die Sitzhöhenverstellung 38 verformen
und/oder brechen kann und dadurch der Fahrzeugsitz 37 und mit
ihm der Fahrzeuginsasse nach oben und/oder nach vorne oder nach
hinten verlagert wird, wodurch sich ein erhöhtes Verletzungsrisiko im Kopfbereich ergibt.
Das Crash-Element 3 hält
den Fahrzeuginsassen samt Kraftfahrzeugsitz 37 in einer
das Verletzungsrisiko senkenden Position hält. Im Normalbetrieb ist das
Crash-Element 3 unbelastet und lässt eine Höhenverstellung des Kraftfahrzeugsitzes 37 zu.
-
Entsprechend 2 kann das erfindungsgemäßes Crash-Element 3 als
eine Klemmvorrichtung 8 ausgebildet sein. Die Klemmvorrichtung 8,
welche einenends am ersten Teil 1 des Kraftfahrzeugsitzes 37 angeordnet
ist und anderenends ein am zweiten Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 37 befestigtes
Verbindungselement, vorzugsweise ein Seilelement 9, durchlaufend
führt,
ist derart ausgebildet, dass im Crashfall das Seilement 9,
welches ein Bestandteil des Crash-Elements 3 ist, eingeklemmt
wird.
-
Die
Klemmvorrichtung 8 weist ein Gehäuse 10 und einen darin
verstellbar gelagerten Kolben 11 auf, an welchem an einem
ersten Ende 14 ein geschlitzter Kegel 12 und an
einem zweiten Ende 13 ein Kolbenkopf 15 angeordnet
ist. In einem Inneren des Gehäuses 10 ist
an einer Kolbeninnenwand 16 eine zum Kegel 12 komplementär ausgebildete
Ausformung 17 angeordnet, welche bewirkt, dass beim Einfahren
des Kegels 12 dieser Klemmkräfte 18 auf das Verbindungselement,
vorzugsweise das Seilelement 9, ausübt.
-
Der
Kolbenkopf 15 weist eine einen Kolbendurchmesser verringernde
Ausnehmung 19 auf, wodurch ein Hohlraum zwischen dem Kolbenkopf 15 und
der Kolbeninnenwand 16 erzeugt wird. Zur Betätigung der
Klemmvorrichtung 8, welche im normalen Fahrbetrieb unbelastet
ist, ist ein Antriebselement 20 vorgesehen, das im Crashfall
den Kolbenkopf 15 antreibt und damit den Kegel 12 in
die Ausformung 17 einfahrend antreibt. Das Antriebselement 20 kann beispielsweise
als pyrotechnischer Gaserzeuger ausgebildet sein, der im Crashfall
in der Ausnehmung 19 einen hohen Gasdruck erzeugt und dadurch, ähnlich eines
Zündvorgangs
bei einem Verbrennungsmotor, den Kolben 11 antreibt.
-
Gemäß 3 kann die Klemmvorrichtung 8 durch
ein Federelement 21 mit einer definierten Federkraft in
eine nicht klemmende Stellung vorgespannt werden. Dabei ist zwischen
dem Kegel 12 und/oder dem Kolben 11 und dem Verbindungselement 9 eine
Reibungsverbindung 22 ausgebildet, welche im Crashfall,
d.h. bei einer ruckartigen Relativbewegung des ersten Teils 1 gegen
das zweite Teil 2 des Fahrzeugsitzes 37, die definierten
Federkraft des Federelementes 21 erreicht bzw. überschreitet und
dadurch die Klemmvorrichtung 8 in eine Klemmstellung überführt. Ähnlich der
Darstellung in 1 erlaubt
auch die in 2 dargestellte
Ausführungsvariante
eine langsame Relativbewegung des ersten Teil 1 gegen das
zweite Teil 2 des Fahrzeugsitzes 37, d.h. ein
langsames Durchrutschen des Verbindungselementes 9 durch
die Reibungsverbindung 22.
-
Gemäß 4 kann das Crash-Element 3 ein Bestandteil
der Sitzhöhenverstellungen 38 sein.
Die Sitzhöhenverstellungen 38 weist
eine bezüglich
des ersten und des zweiten Teils 1,2 des Fahrzeugsitzes 37 drehbar
gelagerte Spindel 27 auf, wobei die Spindel 27 mit
einem Spindelkopf 28 in ein drehfest mit dem zweiten Teil 2 des
Fahrzeugsitzes 37 verbundenes Aufnahmeteil 29 eingreift.
Im Bereich des ersten Teils 1 des Kraftfahrzeugsitzes 37 ist
eine Mutter 30 drehfest mit dem ersten Teil 1 des
Fahrzeugsitzes 37 verbunden und drehbar über ein
Innengewinde mit einem zugehörigen
Außengewinde
der Spindel 27 verbunden. Um im Crashfall eine Relativbewegung gegen
den zweiten Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 37 zu
verhindern oder zumindest zu behindern, ist im Bereich des Spindelkopfes 28 eine
Sperreinrichtung 31 vorgesehen, welche den Spindelkopf 28 im
Crashfall gegen ein Verdrehen im Aufnahmeteil 29 sperrt und
dadurch die Relativbewegung ver- bzw. behindert.
-
Entsprechend 4 kann die Sperreinrichtung 31 beispielsweise
als Fliehkraftsperre ausgebildet sein. Die Fliehkraftsperre weist
zumindest ein Sperrelement 35 auf, welches über ein
Federelement 34 bis zu einer vorbestimmten Fliehkraft in
einer nicht sperrenden Stellung gehalten wird. Erreicht die Rotation
der Spindel 27 bei einem Crashfall eine bestimmte Drehzahl,
so ist die Fliehkraft, welche auf das zumindest eine Sperrelement 35 wirkt,
größer als
die das Sperrelemente 35 zurückhaltende Federkraft, wodurch
sich dieses in Fliehkraftrichtung verstellt und dadurch in eine
Sperröffnung 36 einfährt und
den Spindelkopf 28 gegen einen weiteres Verdrehen in dem
Aufnahmeteil 29 sperrt.
-
Entsprechend 5 kann das Crash-Element 3 bei
einer anderen Ausführungsform
als ein mit einem Medium 24, vorzugsweise einem Fluid/Flüssigkeit,
arbeitender Kolben-Zylinder-Dämpfer 23 ausgebildet
sein. Der Kolben-Zylinder-Dämpfer 23 ist ebenfalls
zwischen dem ersten Teil 1 und dem zweiten Teil 2 des
Kraftfahrzeugsitzes 37 angeordnet und erlaubt, durch eine
Ausgleichsströmung
des Mediums 24 von einer ersten Kammer 25 in eine
zweite Kammer 26 oder umgekehrt, eine langsame Relativbewegung
der beiden Teile gegeneinander, wogegen ruckartige Relativbewegungen
nahezu ungedämpft übertragen
werden. Ein Ausgleich des Mediumsvolumina zwischen der ersten Kammer 25 und
der zweiten Kammer 26 erfolgt über einen entsprechenden gedrosselten
Verbindungspfad, beispielsweise durch eine Durchgangsöffnung 32,
welche in einem Kolben 11 angeordnet ist. Denkbar ist auch
der Ausgleich der Flüssigkeitsvolumina
zwischen der ersten Kammer 25 und der zweiten Kammer 26 durch
eine Ausgleichsströmung
durch einen nicht näher
bezeichneten Spalt, welcher zwischen der Kolbeninnenwand 16 und
einer umfangsäußeren Seite
des Schiebers 33 verläuft.
Die Veränderung
des Mediums im Kolben-Zylinder-Dämpfer
kann aber auch von Extern gesteuert bzw. geregelt werden.
-
Zusammenfassend
lassen sich die wesentlichen Merkmale der Erfindung wie folgt charakterisieren:
Zwischen
einem ersten Teil 1 und einem zweiten Teil 2 eines
Kraftfahrzeugsitzes 37 ist neben einer Sitzhöhenverstellung 38 ein
Crash-Element 3 angeordnet, welches in einem Crashfall
eine Relativbewegung des ersten Teils 1 gegen den zweiten
Teil 2 des Kraftfahrzeugsitzes 37 verhindert oder
zumindest behindert und dadurch zu einer erhöhten Fahrsicherheit bzw. einer
Reduzierung des Verletzungsrisikos der Fahrzeuginsassen beiträgt. Dabei
kann der erste Teil 1 beispielsweise als Gurtschloss 6 ausgebildet
sein, wogegen der zweite Teil 2 als Oberschiene 7 der Längsverstellung
ausgebildet sein kann.
-
Im
Crashfall wirken hohe Trägheitskräfte auf das
Gurtsystem ein. Das Gurtschloss 6 bewirkt im Crashfall
eine nach oben und/oder nach vorne oder hinten gerichtete Kraft 39 auf
die Sitzhöhenverstellung 38,
welche konstruktionsbedingt oftmals einen Schwachpunkt der Sitzkonstruktion
darstellt. Es besteht somit die Gefahr, dass sich die Sitzhöhenverstellung 38 verformt
und/oder bricht und dadurch der Fahrzeuginsasse nach oben und/oder
nach vorne oder hinten verlagert wird, wodurch sich ein erhöhtes Verletzungsrisiko
im Kopfbereich ergibt. Diese nach oben gerichtete Bewegung ver-
oder behindert das Crash-Element 3.
-
Das
Crash-Element 3 kann als Klemmvorrichtung 8 mit
einem durchlaufend geführten
Verbindungselement 9, vorzugsweise als Seilelement, ausgebildet
sein, wobei im Crashfall das Verbindungselement 9, welches
Bestandteil des Crash-Elements 3 ist, durch die Klemmvorrichtung 8 eingeklemmt
wird.
-
Alternativ
kann das Crash-Element 3 auch als ein mit einem Medium 24,
vorzugsweise einem Fluid/Flüssigkeit,
arbeitender Kolben-Zylinder-Dämpfer 23 oder
als eine in die mit einem rotierenden Antriebsteil arbeitende Sitzhöhenverstellung 38 integrierte
Sperreinrichtung 31 mit einer Fliehkraftsperre ausgebildet
sein.