DE19781948B4

DE19781948B4 - Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze

Info

Publication number: DE19781948B4
Application number: DE19781948A
Authority: DE
Inventors: Kristina Wiklund
Original assignee: Saab Automobile AB
Current assignee: BAIC Hong Kong Investment Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2017-09-06
Also published as: SE510735C2; US6199947B1; JP2000517269A; WO1998009838A1; SE9603238L; SE9603238D0; JP4036477B2; DE19781948T1

Abstract

Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze, wobei die Kopfstütze (4) auf der Rückseite (3) des Sitzes mittels eines Trägermechanismus (5) befestigt ist, der eine in dem Rückenteil des Sitzes angeordnete Steuereinrichtung (10) umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie bei Auffahrunfällen durch eine im Sitz sitzende Person nach hinten gedrückt wird und eine Bewegung der Kopfstütze vorwärts und aufwärts aus einer Ruhelage erzeugt, um auf den Kopf der Person in dem Sitz zu treffen, und wobei der Trägermechanismus (5) zwischen der Kopfstütze (4) und der Steuereinrichtung (10) beweglich und kippbar in einer Trägereinrichtung (23) in einem oberen querverlaufenden festen Teil eines Rahmens (9) angeordnet ist, der sich im Rückenteil des Sitzes befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) an ihrem unteren, der Kopfstütze (4) abgewandten Ende gelenkig mit einem sich im Rückenteil (3) des Sitzes untergebrachten Rahmen (9) über einen Verbindungsmechanismus (11) verbunden ist, wobei die Verbindung (13) des Verbindungsmechanismus (11) mit...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine der häufigsten Arten von Personenverletzungen im Straßenverkehr sind heutzutage Nackenverletzungen, ein sogenanntes Peitschenhiebsyndrom. Diese Verletzungen treten gewöhnlich bei Auffahrunfällen auf, häufig bei niedrigen Geschwindigkeiten. Der Nacken oder die Halswirbelsäule des Reisenden ist dabei ungewöhnlichen Spannungen ausgesetzt, es gibt aber keine vollständige Kenntnis darüber, welche Bewegungen bei einem komplizierten Bewegungsmuster tatsächlich den Nacken verletzen. Es ist jedoch einerseits bekannt, daß keine Verletzungen auftreten, wenn der Reisende eine effektive Stütze für sowohl den Körper als auch den Kopf während des Aufpralls hat, und andererseits, daß heftige Relativbewegungen zwischen Körper und Kopf zu Verletzungen der mittleren Wirbel, Verbindungen und anderen Arten von Gewebe führen.

Ein Meilenstein bei den Bemühungen, derartige Verletzungen zu verringern, war die Einführung von Kopfstützen bei Fahrzeugsitzen. Diese Kopfstützen hatten unterschiedliche Formen und waren in der vertikalen Richtung verstellbar. Es ist aus der US 5,378,043 A bekannt, mit Hilfe eines Steuermechanismus, der durch den Rücken des Reisenden bei Zusammenstößen betätigt wird, eine Kopfstütze von einer weit zurückliegenden Stellung in eine weiter vorne liegende Stellung zu bewegen, und auch etwas höher, um besser auf den Kopf des Reisenden zu treffen. Die Anordnung ist jedoch mit einer festen Rückenplatte und Führungsschienen für die Bewegung der Platte bezüglich des Rahmens des Sitzes derart, daß der Komfort unbefriedigend und die Reibung hoch ist. Ferner benötigen die Bestandteile des Mechanismus viel Platz in der Lehne hinter dem Rücken des Reisenden.

Aufgaben der Erfindung:

Die Erfindung hat das Ziel, einen Fahrzeugsitz bereitzustellen, der besser als zuvor einen Reisenden gegen Peitschenhiebsyndrom schützen kann.

Eine weitere Aufgabe ist es, einen Fahrzeugsitz bereitzustellen, der trotz der Anwesenheit eines Mechanismus zum Bewegen der Kopfstütze in der Lehne für den Reisenden komfortabel ist.

Eine weitere Aufgabe ist es, ein Design bereitzustellen, welches ohne besondere Maßnahmen die neuerliche Verwendung der Beweglichkeit einer Kopfstütze erlaubt.

Beschreibung der Erfindung

Gemäß der Erfindung werden die genannten Aufgaben durch den Fahrzeugsitz gelöst, der gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gestaltet ist.

Indem man die Steuereinrichtung, die in dem Rücken des Sitzes angeordnet ist, in der beanspruchten Art mit dem Rahmen in dem Rückenteil des Sitzes über einen Verbindungsmechanismus verbindet, wird ein vorteilhaftes Bewegungsmuster der Kopfstütze zugelassen, so daß sie sich ausreichend weit nach vorne bewegen kann, um eine effektive Stütze für den Kopf des Reisenden bei Auffahrunfällen zu bilden. Es wird außerdem möglich, die Stütztei le des Rückenteils des Sitzes von Teilen zu trennen, die von dem Reisenden als hart und unkomfortabel empfunden werden. Diese Teile können nun vollständig an den Seiten des Rahmens in dem Rückenteil angeordnet werden.

Die Anordnung führt auch zur Verwendung einer Federart, die leicht entlang der Seiten des Rahmens angeordnet werden kann, was die Konstruktion vereinfacht. Diese Federn können vorteilhaft so ausgewählt sein, daß eine bestimmte, auf die Steuereinrichtung wirkende Minimalkraft erreicht werden muß, bevor die Kopfstütze bewegt werden kann. Der Sitz fühlt sich während des gewöhnlichen Gebrauchs daher stabil an.

Während eines Aufpralls schnellt das Rückenteil des Sitzes relativ zu dem Sitz in einem Ausmaß nach hinten, das von der Stärke des Aufpralls und dem Gewicht des Reisenden abhängt. Die Gestaltung des Stützmechanismus erlaubt es, auf diese Weise die Absorptionskraft auf den Reisenden zu verteilen, so daß der Kopf und der Rücken der kleinstmöglichen gegenseitigen Bewegung von einer normalen Lage während der Fahrt ausgesetzt sind. Dies ist unter dem Gesichtspunkt der Verletzungsrisiken vorteilhaft. Der Körper des Reisenden kann über die bewegliche Steuereinrichtung in den Sitz eintauchen, bis der Kopf in Kontakt mit der Kopfstütze kommt. Somit wird die Welle vermieden, die durch den Nacken des Reisenden gehen würde, wenn die Schultern auf eine harte Rückenlehne treffen, bevor der Kopf eine Stützung erfahren hat.

Andere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Beschreibung der Figuren
1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes gemäß der Erfindung mit einem Fahrer,
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Stützteile im oberen Teil eines Fahrzeugsitzes gemäß der Erfindung, wobei die Polster des Sitzes entfernt sind,
3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2, wobei die Kopfstütze in der normalen Ruhelage ist,
4 zeigt den selben Querschnitt wie in 3, aber mit der Kopfstütze in der aktivierten Lage während eines Auffahrunfalls.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Wie in 1 gezeigt, ist ein Fahrzeugsitz 1 gemäß der Erfindung, in diesem Falle ein Fahrersitz, mit einem Sitzteil 2 und einem Rückenteil 3 versehen. Eine Kopfstütze 4 ist mittels eines Stützmechanismus 5 mit dem Rückenteil 3 verbunden und kann in üblicher Weise an unterschiedliche Höhenstellungen angepaßt werden, um die korrekte Stellung bezüglich des Kopfs der in dem Sitz sitzenden Person zu erreichen. Mit Hilfe eines Sicherheitsgurts 7 kann sich die in dem Sitz sitzende Person festgurten, um das Risiko von Verletzungen bei einem möglichen Aufprall zu minimieren.
Auf der Grundlage der bisherigen Erfahrung ist es wünschenswert, um des Komforts willen einen bestimmten Abstand zwischen dem Kopf 6 und der Kopfstütze 4 zu haben. Eine Folge davon ist jedoch, daß bei einem möglichen Auffahrunfall, häufig bei ziemlich niedrigen Geschwindigkeiten, wenn das Sitzteil 1 einer Kraft in der Richtung des Pfeils 8 ausgesetzt ist, das Risiko für ein sogenanntes Peitschenhiebsyndrom der Person in dem Sitz auftritt. Indem die Kopfstütze 4 gemäß 1 so ausgelegt wird, daß sie in einer bestimmten Art während eines Auffahrunfalls beweglich ist, ist es gemäß der Erfindung möglich, das Risiko eines Peitschenhiebsyndroms im Vergleich zum Stand der Technik zu minimieren. Dies wird dadurch erreicht, daß die in dem Sitz sitzende Person vom Sitz festgehalten und mit ihrem Rücken in das Rückenteil des Sitzes hineindrückt wird, was den Trägermechanismus 5 der Kopfstütze 4 dazu bringt, sich vorwärts und aufwärts bezüglich des Sitzes in die durch die gestrichelten Linien angezeigte Position zu bewegen, so daß der Kopf 6 eine Stützung erhält. Die Halswirbelsäule der Person erfährt auf diese Weise eine im Hinblick auf Verletzungen wesentlich vorteilhaftere Belastung als sonst.
Die genaue Konstruktion eines Fahrzeugsitzes 1 gemäß der Erfindung wird aus 2 ersichtlich, in der zum Zwecke der Darstellung die Polsterung, Füllung etc. des Sitzes weggelassen ist. Das Rückenteil 3 des Sitzes hat einen Rahmen 9, beispielsweise aus gepreßtem Stahl, der den Stützmechanismus 5 stützt, der seinerseits die Kopfstütze 4 stützt. In dem Stützmechanismus 5 ist eine Steuereinrichtung 10 inbegriffen, die in dem Rückenteil 3 des Sitzes über einen Verbindungsmechanismus 11 gelenkig mit dem Rahmen 9 verbunden ist. Dieser Verbindungsmechanismus 11 umfaßt zwei Verbindungsarme 12, einen auf jeder Seite der Steuereinrichtung 10. Beide dieser Verbindungsarme 12 haben einerseits eine gelenkige Verbindung 13 mit dem Rahmen 9 und andererseits eine gelenkige Verbindung 14 mit der Steuereinrichtung 10. An jedem der Verbindungsarme 12 befindet sich eine Befestigung 15 für ein Ende einer Feder 16, in diesem Falle einer Zugfeder, welche an ihrem anderen Ende am Rahmen 9 befestigt ist. Mittels der beiden Federn 16 wird die Steuereinrichtung 10 in ihre in 2 gezeigte Ruhelage vorgespannt, in der auch die Kopfstütze 4 in ihrer Ruhelage ist.
Die Steuereinrichtung 10 hat ein Rahmenteil 17, das wie ein umgekehrtes U geformt ist, zwischen dessen Schenkeln eine Trägereinrichtung 18 angeordnet ist, die als Stützelement im Rückenteil des Sitzes ausgebildet ist. Diese Trägereinrichtung 18 kann vorteilhaft aus einem Band mit geeigneter Steifheit und Elastizität, beispielsweise einem Textilband gemacht sein, das um die Schenkel des Rahmenteils 17 läuft. Unterhalb der Trägereinrichtung 18 ist ein Rückenteilelement 20 elastisch in gewöhnlicher Weise mittels Federn 19 auf beiden Seiten des Rahmens 9 befestigt, die als Stützelement im Rückenteil des Sitzes inbegriffen sind. Dieses Rückenteil 20 kann beispielsweise, wie hier gezeigt aus zwei stabförmigen Seitenelementen 21 bestehen, zwischen denen Drähte 22 in horizontaler Richtung gespannt sind.
Zum Stützmechanismus 5 gehören ferner zwei längliche Halter 23, die auf der Steuereinrichtung 10 befestigt sind, die die Kopfstütze 4 mit der Steuereinrichtung 10 verbinden. Diese beiden Halter 23 sind jeweils beweglich in ihrer eigenen auf dem Rahmen 9 angeordneten geeigneten Stütze 24 angebracht.
In der in 2 und 3 gezeigten Ruhelage für die Steuereinrichtung 10, wird die Rückwärtsbewegung der Kopfstütze 4 dadurch begrenzt, daß die Halter 23 an ihren oberen Enden an einem oberen Teil 26 des Rahmens 9 abgestützt sind. Die Federn 16 sind vorteilhaft so ausgewählt, daß sie soviel Spannung haben, daß gewöhnliche Belastungen der Steuereinrichtung 10 nur eine unbeträchtliche Bewegung der Steuereinrichtung 10 bewirken.
Wie aus 3 ersichtlich, ist die Gelenkverbindung 13 jedes der Verbindungsarme 12 in dem Verbindungsmechanismus 11 mit dem Rahmen 9 höher angeordnet als die entsprechende Gelenkverbindung 14 mit der Steuereinrichtung 10. Ferner ist die Gelenkverbindung 13 in dem Sitz weiter vorne angeordnet als die Gelenkverbindung 14. Auf diese Weise kann der Stützmechanismus 5 bei einem Aufprall dazu gebracht werden, die in 4 gezeigte Stellung einzunehmen, in der die Kopfstütze 4 relativ zu dem Rückenteil 3 nach vorne und oben bewegt wurde, um den Kopf 6 der Person in dem Sitz zu stützen. Bei einem solchen Aufprall ist die Steuereinrichtung 10 einer derart großen Kraft rückwärts bezüglich des Rahmens 9 durch den Rücken der bewegten Person ausgesetzt, und mittels der Verbindungsarme 12 wird sie so geführt, daß die Halter 23 in den Stützen 24 gleichzeitig abwärts gleiten, wenn Sie nach vorne gebogen werden. In Verbindung mit einer solchen Bewegung wird das Rückenteilelement 20 auch aus seiner normalen Stellung von 3 nach hinten gedrückt, beim Auseinandergehen der Federn 19, wobei der Rücken der Person gut gestützt ist.
In einem Fahrzeugsitz gemäß der Erfindung, wie vorher erwähnt, ist die Absicht, daß die Steuereinrichtung 10 normalerweise in einer normalen Lage gehalten wird, in der die Kopfstütze 4 in der Ruhelage ist. Dies kann auch auf andere Weisen erreicht werden als gemäß der gezeigten Ausführungsform. Eine Möglichkeit ist es beispielsweise, die Federbefestigung so zu ändern, daß jede Feder, anstatt daß sie mit einem Ende mit einem Verbindungsarm verbunden ist, direkt mit der Steuereinrichtung 10 verbunden wird. Eine andere Möglichkeit ist es, auf jeder Seite der Steuereinrichtung 10 anstelle einer Zugfeder eine geeignet angeordnete Druckfeder, oder eine andere Art Feder zu verwenden. Selbst andere Ausführungsformen, die den beabsichtigten Bewegungswiderstand für die Steuereinrichtung hervorrufen, sind innerhalb des Bereichs der Erfindung denkbar. Es wäre außerdem möglich, einen geeigneten Verriegelungsmechanismus zwischen der Steuereinrichtung 10 und dem Rahmen 9 einzusetzen, der die Steuereinrichtung nur dann löst, wenn ein bestimmtes Lastniveau erreicht worden ist.
Insbesondere aus Komfortgründen ist es wünschenswert, daß sich die Steuereinrichtung 10 nicht zu leicht nach hinten bewegen kann, aus Sicherheitsgründen aber darf die benötigte Last, um die Steuereinrichtung 10 zu bewegen, nicht zu hoch sein. Bei der gezeigten Ausführungsform ist nachgewiesen worden, daß für die Aktivierung der Kopfstütze eine Last auf die Steuereinrichtung 10 von mindestens 100 N geeignet ist. Nach dem selben Prüfverfahren muß die Kopfstütze durch eine Last, die 160 N nicht überschreitet, aktiviert werden können. Eine Änderung der Geometrie des Sitzes führt natürlicherweise dazu, daß eine andere Größe der benötigten Last benötigt wird.
Der Winkel α (4), der wie von der Seite zu sehen zwischen der Steuereinrichtung 10 und den Haltern 23 gebildet ist, ist stumpf und so gewählt, daß die Halter 23 bei normalerweise verwendeter Rücklehnenneigung im wesentlichen vertikal sind. Die Stützen 24 befinden sich oberhalb und hinter der Gelenkverbindung 13 zwischen dem Verbindungsarm 12 und dem Rahmen 9. Die Gelenkverbindung 14 zwischen dem Verbindungsarm 12 und der Steuereinrichtung 10 befindet sich vorteilhaft immer vor den Stützen 24. Wie aus 2 bis 4 ersichtlich ist, liegen die Stützen 24 ferner relativ weit unten in dem Rahmen 9, auf einer Höhe unterhalb seines oberen Rands. Dies führt gemäß 4 dazu, daß bei einer relativ begrenzten Rückwärtsbewegung der Steuereinrichtung 10 eine relativ große Vorwärtsbewegung der Kopfstütze 4 erzielt wird, d.h. das Bewegungsverhältnis ist gut. Entsprechend wird verglichen zu einer höheren Anordnung der Stützen 24, in Hinsicht auf das Verletzungsrisiko ein vorteilhafteres Bewegungsmuster für die Kopfstütze 4 erzielt.
Die Anordnung der Halter 23 in einer Lage deutlich hinter der Stützeinrichtung 18 der Steuereinrichtung 10 gewährleistet, daß der Reisende nicht in Kontakt mit den Haltern 23 kommt, und somit nicht das Risiko besteht, daß er durch diese verletzt wird.
Die gezeigten geometrischen Proportionen können natürlich innerhalb des Bereichs der Erfindung variiert werden. Es ist jedoch wichtig, daß die Stützen 24 einen relativ großen Abstand von der Kopfstütze 4 haben, wenn diese in der Ruhestellung ist, um ein vorteilhaftes Bewegungsmuster für die Kopfstütze zu erhalten.
Nach einem Zusammenstoß kann die Steuereinrichtung 10, ohne besonderen Aufwand wegen des Einflusses der Federkraft in ihre Startposition zurückversetzt werden, in der sie für einen weiteren Einsatz bereit ist. Bei einem äußerst starken Aufprall kann der Rahmenteil 17 möglicherweise über seine Arme deformiert werden, als Folge der großen Last auf die Trägereinrichtung 18, die verbogen wird. Dies führt zu einer zusätzlichen Energieabsorption mit dem Ziel, den Reisenden zu schützen.
Die Kopfstütze 4 hat ein Design, das eine wirksame Stütze der Hirnschale gibt und hat vorteilhaft eine solche Struktur, daß die Hirnschale eines möglichst geringen Stoß erfährt, wenn sie mit der Kopfstütze zusammentrift. In einer niedrigen Stellung für die Kopfstütze 4 ist ein Halterteil 27 (3) fast vollständig in den Halter 23 eingeführt, kann aber herausgezogen werden, um die Kopfstütze in einer höheren Stellung zu justieren.

Claims

Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze, wobei die Kopfstütze (4) auf der Rückseite (3) des Sitzes mittels eines Trägermechanismus (5) befestigt ist, der eine in dem Rückenteil des Sitzes angeordnete Steuereinrichtung (10) umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie bei Auffahrunfällen durch eine im Sitz sitzende Person nach hinten gedrückt wird und eine Bewegung der Kopfstütze vorwärts und aufwärts aus einer Ruhelage erzeugt, um auf den Kopf der Person in dem Sitz zu treffen, und wobei der Trägermechanismus (5) zwischen der Kopfstütze (4) und der Steuereinrichtung (10) beweglich und kippbar in einer Trägereinrichtung (23) in einem oberen querverlaufenden festen Teil eines Rahmens (9) angeordnet ist, der sich im Rückenteil des Sitzes befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) an ihrem unteren, der Kopfstütze (4) abgewandten Ende gelenkig mit einem sich im Rückenteil (3) des Sitzes untergebrachten Rahmen (9) über einen Verbindungsmechanismus (11) verbunden ist, wobei die Verbindung (13) des Verbindungsmechanismus (11) mit dem Rahmen (9) höher angeordnet ist als die Verbindung (14) des Verbindungsmechanismus mit der Steuereinrichtung (10), und daß die Steuereinrichtung (10) eine normale Lage hat, wenn die Kopfstütze in der Ruhelage gehalten ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (13) des Verbindungsmechanismus (11) mit dem Rahmen (9) vor der Verbindung (14) des Verbindungsmechanismus (11) mit der Steuereinrichtung (10) liegt.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) in ihre normale Lage vorgespannt ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) über den Verbindungsmechanismus (11) vorgespannt ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsmechanismus (11) zwei Verbindungsarme (12) umfaßt, je einer auf jeder Seite der Steuereinrichtung (10), wobei jeder Verbindungsarm (12) auf der einen Seite mit dem Rahmen (9) und auf der anderen Seite mit der Steuereinrichtung (10) verbunden ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbindungsarm (12) zwischen seinen Verbindungsstellen eine Federbefestigung (15) für ein Ende einer Feder (16) aufweist, die mit ihrem anderen Ende an dem Rahmen (9) befestigt ist, und die den Verbindungsarm (12) und damit die Steuereinrichtung (10) in eine Lage vorspannt, in der die Kopfstütze (4) in der Ruhelage gehalten wird.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Feder (16) eine Zugfeder ist und mit ihrem anderen Ende weiter unten in dem Rahmen (9) befestigt ist als der zugehörige Verbindungsarm (12).
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) ein Rahmenteil (17) hat, das wie ein umgedrehtes U geformt ist, zwischen dessen Schenkeln eine Trägereinrichtung (18) angeordnet ist, die als Trägereinrichtung im Rückenteil des Sitzes untergebracht ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schenkelende mit seinem eigenen Verbindungsarm (12) verbunden ist.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägermechanismus (5) zwei längliche Halter (23) umfaßt, die oberhalb der Steuereinrichtung (10) angebracht sind, die die Kopfstütze (4) stützen, und daß auf dem Rahmen (9) Stützen (24) sind, die für diese Halter (23) geeignet sind, und in denen die Halter beweglich sind, um zu ermöglichen, daß sich der Trägermechanismus und somit die Kopfstütze bezüglich des Rückteils des Sitzes bewegen.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (24) weiter hinten und höher in dem Rahmen (9) angeordnet sind als der Verbindungsmechanismus (11).
Fahrzeugsitz nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (24) an dem Rahmen (9) auf einer Höhe unterhalb seines oberen Rands befestigt sind.