DE19606605A1 - Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein bekannter, als Sicherheitssitz ausgebildeter Fahrzeugsitz für ein Kraftfahrzeug (DE 23 37 521 A1) weist einen Sitzrahmen auf, an dem vier, einen Tragbock bildende, endseitig mit rechtwinklig abstehenden Torsionsstrecken versehene Streben mit den oberen Tortionsstrecken befestigt sind. Die unteren Torsionsstrecken sind mit Schienen verbunden, die Teil einer Sitzverstellvorrichtung für die Verstellung des Fahrzeugsitzes in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs sind. Im Crashfall, beim Stoß von vorn, verlagern sich die Streben des Tragbockes nach vorn, wodurch es zu einem völligen Absenken des Fahrzeugsitzes hin zum Fahrzeugboden kommt. Durch dieses Absenken des Fahrzeugsitzes soll beim angeschnallten Sitzbenutzer die Gefahr von Knieschäden durch Anstoßen an die Armaturentafel oder von Kopfschäden durch Anstoßen des Kopfes an die zurückspringende obere Hälfte der Frontscheibe vermieden werden. Allerdings werden durch die mit der Absenkung einhergehende Vorverlagerung des Sitzes, Knie und Kopf des Sitzbenutzers näher an Armaturentafel und Frontscheibe herangeführt, so daß durch den sich verkürzenden Abstand dieses Ziel nur unzureichend erreicht wird. Wegen des relativ hochbauenden Tragbockes unter der Sitzschale ist dieser Sicherheitssitz jedoch nur für Personenkraftwagen mit hochgebauter, großräumiger Fahrgastzelle zu verwenden. Außerdem birgt diese Konstruktion ein gewisses Verletzungsrisiko insofern in sich, als im Crashfall die Füße der Fondsitzpassagiere unter den Tragbock geraten können und dort beim Absenken des Tragbockes eingeklemmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Fahrzeug mit geringer bis extrem geringer Kopffreiheit, wie man sie bei Cabrios, Roaster, Coupes u. dgl. findet, eine konstruktive Lösung im Sitzbereich anzubieten, die im Crashfall eine Verletzungsgefahr des Sitzbenutzers durch Anschlagen des Kopfes im Dachbereich verhindert.

Die Aufgabe ist bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Gattung, erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug hat den Vorteil, daß im Crashfall der gesamte Fahrzeugsitz unter das Niveau des Fahrzeugbodens aktiv abgesenkt wird und dadurch ein erheblicher Kopffreiraum im Dachbereich geschaffen wird, so daß der angeschnallte Sitzbenutzer bei crashbedingter Verlagerung des Kopfes nach vorn oder hinten nicht mit Dachkonstruktionsteilen in Berührung kommen kann. Für die Fahrzeugsitzabsenkung steht der gesamte, durch die Bodenfreiheit des Fahrzeugs gegebene Freiraum unter dem Fahrzeugboden zur Verfügung. Soweit ein evtl. vorhandener Fondsitz belegt, ist zuverlässig ausgeschlossen, daß die Füße der Fondpassagiere bei der Sitzverlagerung nach unten eingeklemmt werden können. Die Absenkung des Fahrzeugsitzes bei Frontalstoß führt nicht zu einer Vorverlagerung des Fahrzeugsitzes, so daß der Kopfabstand zur Frontscheibe nicht konstruktiv bedingt verkürzt wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bodenelement in seiner in Fahrtrichtung gesehen vorderen Querkante mit dem Fahrzeugboden gelenkig verbunden und trägt an oder nahe seiner hinteren Querkante vertikal verlaufende Gleitschienen, die in am Fahrzeugboden ausgebildeten Führungen aufgenommen sind. Die Gelenkverbindung zwischen Bodenelement und Fahrzeugboden wird dabei vorzugsweise durch einen Torsionsstab realisiert, der so ausgebildet ist, daß er das Bodenelement weg vom Fahrzeugboden nach unten zu schwenken sucht. Für die aktive Verlagerung des Bodenelements nach unten im Crashfall greift am Bodenelement an oder nahe seiner hinteren Querkante ein im Crashfall zündender pyrotechischer Antrieb an, dessen Antriebsrichtung etwa vertikal nach unten gerichtet ist. Im Crashfall wird damit der Fahrzeugsitz nach unten abgeschwenkt, wobei der Fahrzeugsitz um seine untere, vordere Querkante geschwenkt wird. Der Sitzbenutzer erfährt dadurch eine Schwenkbewegung nach hinten, wodurch in vorteilhafter Weise der Kopfabstand zur Frontscheibe vergrößert wird.

In einer möglichen alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Bodenelement an oder nahe seiner in Fahrtrichtung gesehen vorderen und hinteren Querkante mit jeweils zwei vertikal verlaufenden Gleitschienen versehen, die in am Fahrzeugboden ausgebildeten Führungen aufgenommen sind. Im Crashfall erfolgt die Verlagerung des Bodenelements nach unten innerhalb der vier Gleitschienen, wobei das Bodenelement parallel zum Fahrzeugboden ausgerichtet bleibt. In diesem Fall könnte auf einen gesonderten Antrieb zur Verlagerung des Bodenelements nach unten verzichtet werden, da das Gewicht des Sitzbenutzers ausreichend ist, bei Freigabe des Bodenelements dieses schnell nach unten zu senken. Aus Sicherheitsgründen wird aber auch hier der aktiven Absenkung des Bodenelements durch einen geeigneten Antrieb der Vorzug gegeben.

In beiden Fällen greift an den Gleitschienen eine das Bodenelement in Sitznormallage haltende Verriegelungsvorrichtung an, die im Crashfall lösbar ist und damit das Bodenelement zur Sitzverlagerung nach unten freigibt. In der Absenklage greift in die Gleitschienen eine Fangvorrichtung ein, die ein Emporbewegen des Bodenelements infolge des Frontalstoßes zuverlässig verhindert. Sowohl die Verriegelungsvorrichtung als auch die Fangvorrichtung arbeiten mit Rastungen in den Gleitschienen zusammen. Diese Rastungen können auch genutzt werden um zusätzlich eine Höheneinstellung des Fahrzeugsitzes zu bewerkstelligen.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Personenkraftwagens (Pkw),

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Bodenelements zur Aufnahme eines Fahrzeugsitzes im Pkw gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Bodenelements.

Der in Fig. 1 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte Personenkraftwagen, im folgenden Fahrzeug genannt, ist als zweisitziges Cabrio oder zweisitziger Roadster ausgeführt, kann aber auch ein Coupe sein. Allen diesen Fahrzeugen ist zu eigen, daß für den Fahrzeuginsassen, der in Fig. 1 mit 10 schematisch angedeutet ist, eine nur extrem geringe Kopffreiheit bis zum Dach der Fahrzeugkarosserie zur Verfügung steht, so daß im Crashfall insbesondere für große Fahrzeuginsassen 10 die Gefahr besteht, daß bei einer crashbedingten Vorverlagerung des Fahrzeuginsassens 10 dieser mit dem Kopf an Dachrahmenkonstruktionsteilen anschlägt, dieses auch dann, wenn der Fahrzeuginsasse 10 angeschnallt ist. Von der insgesamt mit 11 bezeichneten Fahrzeugkarosserie ist in Fig. 1 die hintere Schottwand 12, der Fahrzeugboden 13 und die Windschutzscheibe 14 dargestellt. Mit 15 ist das Lenkrad und mit 16 die Armaturentafel angedeutet. Zur Aufnahme der Fahrzeuginsassen 10 dienen üblicherweise Fahrzeugsitze 17, im zweisitzigen Cabrio ein Fahrersitz und ein Beifahrersitz, die nebeneinander angeordnet sind. Jeder Fahrzeugsitz 17 ist am Fahrzeugboden 13 gehalten und üblicherweise mit einer Kopfstütze 18 und einem hier nicht dargestellten Dreipunkt-Sicherheitsgurt ausgerüstet. Der Fahrzeugsitz 17 ist von einem Bodenelement 20 aufgenommen, das mit dem Fahrzeugboden 13 so verbunden ist, daß es zum Fahrzeugboden 13 eine Relativbewegung nach unten ausführen kann. Das Bodenelement 20 ist am Fahrzeugboden 13 verriegelt, wobei bei extremer Fahrzeugverzögerung, z. B. bei einem Front- oder Heckaufprall, im folgenden Crash genannt, die Verriegelung gelöst wird und der Fahrzeugsitz 17 durch eine Aussparung 19 im Fahrzeugboden 13 hindurch nach unten abgesenkt wird. In dieser Absenklage wird, wie später noch im einzelnen ausgeführt wird, das Bodenelement 20 wieder mit dem Fahrzeugboden 13 verriegelt.

In dem Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs gemäß Fig. 1-3 ist das Bodenelement 20 als oben offene Schale 21 mit einem Schalenboden 211, einer Rückwand 212 und zwei dreieckförmigen Seitenwänden 213 und 214 ausgebildet. Rückwand 212 und die Seitenwände 213, 214 stehen rechtwinklig von dem Schalenboden 211 ab. Die beiden Seitenwände 213, 214 verlaufen dabei von der in Fahrtrichtung gesehen vorderen Querkante des Schalenbodens 211 aus ansteigend bis zur Rückwand 212. Die Schale 21 ragt mit der Rückwand 212 und den Seitenwänden 213, 214 mit Spiel durch die Bodenaussparung 19 hindurch, während der Schalenboden 211 mit einem Überstehrand 211a, der sich längs der Rückwand 212 und den beiden Seitenwänden 213, 214 erstreckt an der Unterseite des Fahrzeugbodens 13 anliegt. Wie aus dem vergrößerten Ausschnitt in Fig. 3 zu erkennen ist, ist zwischen dem Überstehrand 211a und dem Fahrzeugboden 13 noch ein Dichtungselement 22 eingelegt, so daß der zwischen Schale 21 und Bodenaussparung 19 verbleibende Spalt wasserdicht abgedichtet ist. In Querrichtung des Fahrzeugs gesehen, reicht die Bodenaussparung 19 im Fahrzeugboden 13 und damit das Bodenelement 20 bzw. die Schale 21 vom Türschweller 23 bis nahe zum Mitteltunnel 24 (Fig. 3). In Fahrzeuglängsrichtung gesehen ist die Bodenaussparung 19 und damit das Bodenelement 20 bzw. die Schale 21 entsprechend dem Verstellbereich des Fahrzeugsitzes 17 in Fahrzeuglängsrichtung bemessen. Das Bodenelement 20, respektive die Schale 21, ist mit seiner bzw. ihrer in Fahrtrichtung gesehen vorderen Querkante mit dem Fahrzeugboden 13 gelenkig verbunden, wobei die Gelenkverbindung durch einen Torsionsstab 25 realisiert ist. Der Torsionsstab 25 ist so ausgebildet, daß er in der in Fig. 2 und 3 dargestellte Sitznormallage, in welcher der Fahrzeugsitz 17 seine in Fig. 1 ausgezogen dargestellten Betriebsgebrauchsstellung einnimmt, eine Schwenkkraft auf die Schale 21 aufbringt, die bestrebt ist, die Schale 21 vom Fahrzeugboden 13 weg nach unten zu schwenken. Diese Verschwenkung der Schale 21 ist durch eine Verriegelungsvorrichtung 26 (Fig. 1) verhindert, die die Sitzschale 21 in der Sitznormallage verriegelt. Hierzu trägt die Rückwand 212 der Schale 21 zwei vertikal verlaufende Schienen 27, 28 mit einer Rastung 30, in welche die Verriegelungsvorrichtung 26 eingreift. Die Schienen 27, 28 sind in am Fahrzeugboden 13 ausgebildeten Führungen in Höhenrichtung verschieblich geführt, die in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Zur Befestigung des Fahrzeugsitzes 17 sind zwei Querkonsolen 31, 32 vorgesehen, von welchen die in Fahrtrichtung gesehen vordere Querkonsole 31 am Fahrzeugboden 13 unmittelbar nächst des Torsionsstabes 25 und die hintere Querkonsole 32 auf dem Schalenboden 11 befestigt ist. An diesen beiden Querkonsolen 31, 32 werden die Verstellschienen 33 (Fig. 1) des Fahrzeugsitzes 17 zu dessen Längsverschiebung befestigt. Die Verstellschienen 33 sind dabei so ausgebildet, daß sie beim Abschwenken der Schale 21 nach gelöster Verriegelungsvorrichtung 26 der Abschwenkbewegung der hinteren Querkonsole 32 folgen können. Insoweit sind die Verstellschienen 33 entweder auf der vorderen Querkonsole 31 gelenkig befestigt oder so ausgebildet, daß sie sich leicht biegen lassen.

In der Verriegelungsvorrichtung 26 ist gleichzeitig eine Antriebsvorrichtung, welche die Schale 21 im Crashfall in Absenkrichtung antreibt, und eine Fangvorrichtung integriert, welche die Schale 21 in der Absenklage arretiert. Die Antriebsvorrichtung ist hier als pyrotechnischer Antrieb 34 ausgebildet und wirkt ebenso wie die Fangvorrichtung mit den Rastungen 30 an den vertikalen Gleitschienen 27, 28 zusammen.

Im normalen Betrieb befindet sich das bewegliche Bodenelement 20, also die Sitzschale 21, in der in Fig. 1-3 ausgezogen dargestellten Lage. Der Fahrzeugsitz 17 nimmt die in Fig. 1 ausgezogen dargestellte Lage ein und der Fahrzeuginsasse 10 befindet sich in einer Sitzposition mit geringer Kopffreiheit zum Dach des Fahrzeugs, wie sie in Fig. 1 ausgezogen dargestellt ist. In dieser Lage wird die Schale 21 durch die in dem pyrotechnischen Antrieb 34 integrierte Verriegelungsvorrichtung 26 gehalten, beispielsweise dadurch, daß eine Antriebsstange 341 des pyrotechnischen Antriebs 34 mit einer Nase 342 in die Rastung 30 in den Schienen 27 bzw. 28 eingreift. Im Crashfall, der durch extreme Fahrzeugverzögerung sensiert wird, wird der pyrotechnische Antrieb 34 gezündet und damit gleichzeitig die Verriegelungsvorrichtung 26 gelöst. Die Antriebsstange 341 wird nach unten ausgefahren und treibt über die Nase 342 die Schale 21 in ihre in Fig. 1 und 3 strichliniert dargestellte Absenklage. Dort blockiert die Antriebsstange 341, so daß die Schale 21 in ihrer Absenklage gegen Rückschwenken arretiert ist. Durch diese Absenkbewegung der Schale 21 wird der Fahrzeugsitz 17 erheblich abgesenkt, wie dies in Fig. 1 strichliniert dargestellt ist. Damit wird auch der Fahrzeuginsasse 10 nach unten und beidseitig nach hinten versetzt, wie dies ebenfalls in Fig. 1 strichliniert angedeutet ist. Dadurch vergrößert sich der Kopffreiraum für den Fahrzeuginsassen 10 erheblich, und die Gefahr, daß der angeschnallte Fahrzeuginsasse 10 mit dem Kopf gegen Dachkonstruktionselemente schlägt, ist wesentlich reduziert bis völlig gebannt.

In Fig. 4 ist ein modifiziertes Bodenelement 20′ zur Aufnahme des Fahrzeugsitzes 17 dargestellt. Es ist wiederum als nach oben offene Schale 21′ ausgebildet, die zusätzlich zur Rückwand 212 und den Seitenwänden 213, 214 noch eine identisch wie die Rückwand 212 ausgebildete Vorderwand 215 aufweist. Der Schalenboden 211 trägt wiederum den jetzt auch längs der Vorderwand 215 verlaufenden Überstehrand 211a, der in Sitznormallage sich über ein Dichtungselement 22 an die Unterseite des Fahrzeugbodens 13 anpreßt. Der Schalenboden 211 trägt auf seiner Innenseite die beiden Querkonsolen 31, 32 zur Befestigung des nicht dargestellten Fahrzeugsitzes. An der Rückwand 212 und an der Vorderwand 215 sind wiederum Schienen 27, 28 bzw. 35, 36 ausgebildet, die insgesamt in vier im Fahrzeugboden 13 ausgebildeten Führungen in Höhenrichtung verschieblich aufgenommen sind. Die Schienen 27, 28 bzw. 35, 36 tragen wiederum Rastungen 30, die in analoger Weise wie beim Bodenelement 20 in Fig. 1-3 mit einer Verriegelungsvorrichtung zum Arretieren der Schale 21′ in Sitznormallage und mit einer Fangvorrichtung zum Arretieren der Schale 21′ in ihrer Absenklage zusammenwirken. Verriegelungsvorrichtung und Fangvorrichtung sind hier nicht besonders dargestellt. Die Sitznormailage der Sitzschale 21′ ist in Fig. 4 ausgezogen, die Absenklage der Schale 21′ strichliniert dargestellt. Der Antrieb der Schale 21′ aus ihrer Sitznormallage in Absenklage erfolgt über insgesamt vier Gurtroller 37 mit pyrotechnischem Aufwickelantrieb. Der in jedem Gurtroller 37 teilweise aufgewickelte Gurt 38 ist über eine am Fahrzeugboden 13 gehaltene Umlenkrolle 39 geführt und an der Oberkante der Schale 21′ befestigt. Im Crashfall wird die Verriegelungsvorrichtung gelöst und der pyrotechnische Aufwickelantrieb gezündet. In jedem Gurtroller 37 wird nunmehr der Gurt 38 aufgewickelt, und der über die Umlenkrolle 39 sich straffende Gurt 38 zieht die Schale 21′ nach unten in die in Fig. 4 strichliniert dargestellte Absenklage. Wird der aufgewickelte Gurt 38 in seiner Endlage blockiert, so ist damit gleichzeitig die Schale 21′ in ihrer Absenklage arretiert, so daß die pyrotechnisch angetriebenen Gurtroller 37 zugleich die Funktion der Fangvorrichtung übernehmen.

Claims (10)

1. Fahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugboden sowie mit mindestens einem am Fahrzeugboden gehaltenen Fahrzeugsitz, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugsitz (17) von einem Bodenelement (20; 20′) aufgenommen ist, das mit dem Fahrzeugboden (13) in einer eine annähernd vertikale Relativbewegung zulassenden Weise verbunden und an diesem verriegelt ist, und daß Mittel vorgesehen sind, die bei extremer Fahrzeugverzögerung (Crash) die Verriegelung lösen und das Bodenelement (20; 20′) zur Absenkung des Fahrzeugsitzes (17) durch eine Aussparung (19) im Fahrzeugboden hindurch nach unten absenken und in Absenklage arretieren.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenelement (20) an seiner in Fahrtrichtung gesehen vorderen Querkante mit dem Fahrzeugboden (13) gelenkig verbunden ist und an oder nahe seiner hinteren Querkante vertikal verlaufende Gleitschienen (27, 28) trägt, die in am Fahrzeugboden (13) ausgebildeten Führungen gleitverschieblich aufgenommen sind.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung zwischen Bodenelement (20) und Fahrzeugboden (13) durch einen Torsionsstab (25) realisiert ist, der so ausgebildet ist, daß er das Bodenelement (20) weg vom Fahrzeugboden (13) nach unten zu schwenken sucht.

4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Bodenelement (20) an oder nahe seiner in Fahrtrichtung gesehen hinteren Querkante ein im Crashfall zündender pyrotechnischer Antrieb (34) angreift, dessen Antriebsrichtung etwa vertikal nach unten gerichtet ist.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugsitz (17), vorzugsweise über in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Führungsschienen (33) zur Sitzpositionseinstellung, auf Querkonsolen (31, 32) befestigt ist und daß die in Fahrtrichtung gesehen vordere Querkonsole (31) am Fahrzeugboden (13) und die hintere Querkonsole (32) am Bodenelement (20) befestigt ist.

6. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenelement (20′ ) an oder nahe seiner in Fahrtrichtung gesehen vorderen und hinteren Querkante jeweils zwei vertikal verlaufende Schienen (27, 28 bzw. 35, 36) trägt, die in am Fahrzeugboden (13) ausgebildeten Führungen gleitverschieblich aufgenommen sind.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugsitz (17), vorzugsweise über in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Führungsschiene (33) zur Sitzpositionseinstellung, auf Querkonsolen (31, 32) befestigt ist und daß die beiden Querkonsolen (31, 32) voneinander beanstandet am Bodenelement (20′) befestigt sind.

8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schienen (27, 28; 27, 28, 35, 36) eine das Bodenelement (20; 20′) in Sitznormallage haltende Verriegelungsvorrichtung (26), die im Crashfall lösbar ist, und eine das Bodenelement (20; 20′) in Absenklage arretierende Fangvorrichtung angreifen und vorzugsweise daß die Schienen (27, 28; 27, 28, 35, 36) mindestens eine mit Verriegelungsvorrichtung (26) und Fangvorrichtung zusammenwirkende Rastung (30) tragen.

9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenelement (20; 20′) in Sitznormallage die Ausparung (19) im Fahrzeugboden (13) abdeckend an der Unterseite des Fahrzeugbodens (13) anliegt und sich an ein längs des Aussparungsrandes entlanglaufendes Dichtungselement (22) anpreßt.

10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenelement (20; 20′) als eine nach oben offene Schale (21; 21′) mit einem Schalenboden (211) und mindestens drei davon rechtwinklig abstehenden Wänden (212, 213, 214, 215) ausgebildet ist, daß der Schalenboden (211) mit einem umlaufenden Rand (211a) zur Aufnahme des Dichtungselements (22) über die mindestens drei Wände (212-215) vorsteht und daß die Wände (212-215) mit Spiel durch die Aussparung (19) im Fahrzeugboden (13) hindurchragen und die vertikalen Schienen (27, 28, 25, 36) mit Rastung (30′) tragen.