DE60113102T2

DE60113102T2 - Verbessertes sitzsystem und herstellmethode dafür

Info

Publication number: DE60113102T2
Application number: DE60113102T
Authority: DE
Inventors: Vikas Gupta; M. Jane PALMIERI; F. Mick HECKERT; J. Gregory KORCHNAK; R. Eric KURTYCZ; P. Gregory RENY
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2021-05-19
Also published as: US20040155513A1; US20060103228A1; AU2001261779A1; US6997515B2; US6688700B2; US6491346B1; DE60113102D1; CA2410261A1; ES2244620T3; CA2410261C; WO2001092051A1; US20030075968A1; EP1286852B1; MXPA02011856A; US7137670B2; EP1286852A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Sitzbaugruppe, und insbesondere auf ein verbessertes System für einen Sitz in einem selbst bewegenden Fahrzeug.
Hintergrund
Es besteht ein stetig wachsender Bedarf für verbesserte Sitzbaugruppen in selbst bewegenden Fahrzeugen. Die Zunahme der Popularität von Kombi-Fahrzeugen, Sport-Nutzfahrzeugen und Mini-Vans hat zu spezifischen Herausforderungen an deren Entwurf geführt, hinsichtlich der Notwendigkeit, dass der Sitz einstellbar sein soll und unter vielen Umständen im Heck des Fahrzeugs mitgeführtes Gepäck zurückgehalten wird. Hinsichtlich der zunehmenden Verwendung dieser Fahrzeuge durch die Verbraucher bzw. Benutzer beim Verstauen und dem Transport von Gepäck zusammen mit Fahrgästen (insbesondere Fahrgästen auf Rücksitzen), haben die Hersteller ihre Aufmerksamkeit auf die Verbesserung der Fähigkeit der Sitzbaugruppen starken Belastungen zu widerstehen gerichtet.
Eine Herangehensweise war es, verbesserte Systeme bzw. Baugruppen zum Übertragen von Belastungen auf die Führungsschienen der Sitze von Fahrzeug-Sitzbaugruppen zu entwickeln. Eine wachsende Anzahl von Anwendungen setzt jedoch die Befestigung von Sitzelementen direkt an einem Fahrzeug-Karosserieteil zum Verteilen der Last auf das Karosserieteil ein. Damit die verbesserte Sitzschienentechnologie für spätere Anwendungen attraktiv bzw. über lebensfähig ist, wären substantielle Änderungen notwendig, von denen angenommen wird, dass diese das Herstellungsverfahren in nicht mehr gerechtfertigter Weise verkomplizieren, die Entwicklung von teuren, neuen Prozesstechniken bzw. -verfahren erfordern oder dem Fahrzeug substantiell Gewicht hinzufügen würde. Dem entsprechend besteht ein Bedarf für ein verbessertes, leicht herzustellendes Sitzsystem, das geeignet ist, die Entwurfs- bzw. Designkriterien der Fahrzeughersteller und von Regierungen erlassene Standards für Fahrzeuge zu erfüllen, und die für die Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungen einschließlich solcher, die die Verteilung der Last auf die Führungsschiene, die Verteilung der Last auf Karosserieteile oder beide einbeziehen, effizient und leicht angepasst werden können.
US-A-4142757 und US-A-4246734 offenbaren beide einen herunter klappbaren Mehrzweck-Fahrzeugrücksitzkern, der zwei parallele Wände mit dazwischen angeordneten Verbindungen zum Zusammenhalten aufweist. US-A-5575533 offenbart ein formgeblasenes Fahrzeugsitz-Rahmensystem mit einem integral eingebauten, zurückhaltenden Sicherheitsgurt. Der geformte Rahmen umfasst rohrförmige, seitliche Aushöhlungen und Gehäuse- bzw. Wandverstärkungsträger. US-A-5713634 offenbart einen Rücksitzaufbau für einen Fahrzeugsitz, der einen formgeblasenen Rücksitzrahmen aus Kunststoff mit einem integral damit vorgefertigten Verankerungsbügel verwendet.
Der Anmelder hat ein Fahrzeugsitzsystem entwickelt mit einer Befestigungsbaugruppe, die eine signifikant bzw. bedeutsam verbesserte Widerstandsfähigkeit für verschiedene Kräfte bzw. Beanspruchungen bereitstellt, wie sie im folgenden ausführlich beschrieben ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung schlägt eine Sitzbaugruppe für ein selbst bewegendes Fahrzeug vor, die umfasst: eine aus einem geformten Kunststoff ausgebildete Autositzlehne mit einem vorderen Wandteil und einem hinteren Wandteil, und eine Vielzahl von einzelnen, integrierten Verstärkungsstrukturen zum Ausbilden eines integrierten bzw. einteiligen Verstärkungsstruktur-Rasters; und eine Befestigungsbaugruppe zum Verankern der Autositzlehne an wenigstens einem Teil der Rohkarosserie des selbst bewegten Fahrzeugs; wobei die Befestigungsbaugruppe ein kanalförmiges, sowohl an dem vorderen Wandteil als auch dem hinteren Wandteil der Autositzlehne befestigtes kanalförmiges Element umfasst, so dass die Sitzbaugruppe dazu geeignet ist:

(1) ohne Bruch wenigstens etwa 13.000 Newton in der Richtung, der der Sitz zugewendet ist, in einer Ebene parallel zur längslaufenden Mittellinie des Fahrzeugs standzuhalten; und
(2) bei schneller Beschleunigung bis zum 20- bis 30-fachen "g" (der Beschleunigung aufgrund der Erdanziehung) im Wesentlichen keine Zersplitterung der Autositzlehne zu zeigen, wobei wenigstens eine Masse von 36 kg hinter der Autositzlehne platziert worden ist.

Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Sitzbaugruppe;
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht der Sitzbaugruppe der 1;
3A–I veranschaulichen Beispiele von alternativen Komponenten und Mustern der integrierten Verstärkungsstrukturen der Autositzlehne;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Autositzlehnenbaugruppe;
5 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Scharnierstruktur;
6 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen bevorzugten Scharnierstruktur;
7A–7D veranschaulichen Beispiele alternativer Scharnieranordnungen;
8A–D veranschaulichen Beispiele alternativer Anordnungen der Scharnierklammer;
9A–9F veranschaulichen Beispiele von Autositzlehnenverstärkungen;
10 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines bevorzugten Rückhaltemechanismus;
11 veranschaulicht ein Beispiel einer alternativen schwenkbaren bzw. drehbaren Montageanordnung;
12 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Autositzlehnenzusammenbaus;
13 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen beispielhaften Autositzlehnenzusammenbaus; und
14 ist eine perspektivische Ansicht eines Autositzlehnenzusammenbaus, der die zugehörigen Komponenten veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Bezugnehmend auf die 1 und 2 ist die vorliegende Erfindung auf die Entwicklung einer verbesserten Autositzlehnenbaugruppe 10 für ein selbst bewegtes Fahrzeug gerichtet, wobei der Autositzlehnenzusammenbau 10 eine Autositzlehne 12 aus geformtem Kunststoff aufweist, die ein erstes Wandteil 14 und ein gegenüberliegendes zweites Wandteil 16 (wobei die Wandteile einteilig ausgebildet sein können oder nicht) und eine oder mehrere integrierte dazwischen angeordnete Verstärkungsstruktur 18 aufweist.
Eine Scharnierbaugruppe 20 wird zum drehbaren Verankern der Autositzlehne 12 an einem selbst bewegenden Fahrzeug eingesetzt. Die Scharnierbaugruppe 20 umfasst ein Aufnahmeteil 22 zum Befestigen der Autositzlehne an dem Scharnierbauteil und ein Befestigungsteil 24 zum Befestigen des Scharnierbauteils an dem Fahrzeug. Ein Rückhaltemechanismus 26 wird zum Unterstützen der Autositzlehne in einer allgemein aufrechten Position eingesetzt. Das Scharnierbauteil 20, der Rückhaltemechanismus 26 oder eine Kombination der beiden bildet wirksam einen Zusammenbau zum Befestigen der Autositzlehne 12 an dem Fahrzeug und zum Verankern desselben mit einem oder mehreren Rohkarosserieteilen des Fahrzeugs.
Wie im Folgenden verwendet und wie in 2 durch Bezugnahme auf ein Beispiel eines geformten Bereichs 28 veranschaulicht bezieht sich der Ausdruck "Wandteildicke" oder "Wanddicke" auf die Abmessung (T_w) zwischen einer ersten Oberfläche 30 und einer zweiten Oberfläche 32 einer Wand, wie der ersten Wand 34. Darüber hinaus bezieht sich der Ausdruck "Teilabschnittdicke" oder "Abschnittdicke" (T_s) auf die Abmessung zwischen der ersten Oberfläche der ersten Wand und einer außen angeordneten Oberfläche 36 einer zweiten Wand 38, wenn die in einer durchschneidenden Ebene geschnitten werden.
Der Ausdruck "einteilige Verstärkungsstruktur" bezieht sich auf einen Ort, wo, wie in 2 gezeigt, die erste Wand 34 und zweite Wand 38 eines geformten Elements zusammen gefügt sind und wo seine Wanddicke oder Abschnittsdicke vergrößert oder verringert oder anderweitig konfiguriert ist um wirksam einen tragenden Strukturabschnitt zu erzeugen, um einer Autositzlehnenbaugruppe ein lokal verändertes Biegemoment zu erzeugen oder anderwei tig eine zusätzliche Steifigkeit, Stärke oder Schlagbeständigkeit zu verleihen.
Bei weiterer Bezugnahme auf die 2 werden vielzählige verschiedene strukturelle Konfigurationen gezeigt, von denen eine oder mehrere in dem Entwurf der erfindungsgemäßen Autositzlehne eingesetzt werden können. Eine derartige Konfiguration umfasst einen Anbau 40 mit einer Vielzahl von Wänden 42 (optional in Berührung mit der Wand 38 gezeigt), die voneinander beabstandet sind, um effektiv eine Trägerstruktur auszubilden. Eine andere veranschaulichende Konfiguration umfasst einen Anbau 44 mit einer Vielzahl von nebeneinander liegenden Wänden 46, die miteinander in Berührung sind. Eine noch andere veranschaulichende Konfiguration umfasst eine einzelne Wandrippe 48, die beispielsweise ausgebildet werden kann, indem während der Ausbildung eine oder mehrere bewegliche Einsätze in dem Bearbeitungswerkzeug eingeetzt werden. Eine noch andere Konfiguration kann eine vergrößerte (d.h. einen vergrößerten Bereich auf einer oder mehrerer ihrer Seiten aufweisende) Rippe 50 oder einige andere derartige Konfigurationen aufweisen. Eine andere Konfiguration umfasst einen Wandbereich 52, der eine im Vergleich zu einer benachbarten Wanddicke verschiedene Wanddicke aufweist.
Wie im vorigen besprochen, sieht die vorliegende Erfindung die Verwendung einer integrierten bzw. einteiligen Verstärkungsstruktur vor, um einem Autositzlehnenzusammenbau zusätzliche Steifigkeit, Stärke oder Schlagbeständigkeit zu verleihen oder um das Biegemoment einer Struktur anderweitig lokal zu verändern. Während eine Vielzahl von Strukturen für diesen Zweck eingesetzt werden können, sind die am meisten bevorzugten Strukturen ausgewählt aus Rippen, Anbauten oder einer Kombination davon.
In vorteilhafter Weise werden in einer bevorzugten Ausführungsform, in der die Autositzlehne formgeblasen wird, die integrierten Verstärkungsstrukturen 18 während des Formungsvorgangs einteilig ausgebildet. Zur Veranschaulichung bzw. als Beispiel wird eine Autositzlehne durch Formblasen hergestellt, wobei im Anschluss daran eine Stempelform in eine Aushöhlung eines zum Ausbilden der Form einer Autositzlehne angepassten, ersten Werkzeugs eingesetzt wird. Der Abdruck wird auf eine geeignete Temperatur (z.B. für die im Folgenden beschriebenen bevorzugten Materialien) von etwa 100°C bis etwa 400°C und weiter bevorzugt etwa 225°C bis etwa 300°C erwärmt, um eine Plastizität zu verursachen. Ein Gas wird in den Abdruck injektiert, um eine Ausdehnung des Abdrucks innerhalb der Aushöhlung des Werkzeugs zu bewirken und zur Ausbildung von sich allgemein gegenüberstehend beabstandeten ersten und zweiten Wandbereichen. Während oder nachdem die Ausdehnung vonstatten geht und während das Material in seinem plastischen bzw. verformbaren Zustand verbleibt, wird das erste oder optional ein zweites Werkzeug in Kontakt mit einer oder beiden der Wände gebracht und verformt jede berührte Wand in der Richtung der gegenüberliegenden Wand. In einer Ausführungsform verbleiben die sich gegenüberliegenden Wände voneinander beabstandet. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform werden die Wände in Kontakt miteinander gebracht und verbleiben durch diesen Verformungsschritt in Kontakt, wodurch dabei ein Anbau bzw. Ableger ausgebildet wird. Es wird besonders hervorgehoben, dass es der Effekt des Ausbildens des Anbaus bzw. Ablegers ist, eine Struktur mit Wandbereichen, die von den Wandbereichen, von denen sie ausgebildet werden, wegragen (z.B. als Rippen) zu bilden.
Wie in 2 und 3 veranschaulicht und unter Annahme eines x-y-z orthogonalen Koordinatensystems verändern sich die Abschnitts- und Wandprofile im Allgemeinen entlang wenigstens einer Achse, z.B. in der z-Richtung, zum Ausbilden einzelner, integrierter Verstärkungsstrukturen. Das Abschnitts- oder Wandprofil kann sich für eine einzelne integrierte Verstärkungsstruktur auch in einer oder beiden der x-Richtung (d.h. kreuzweise) oder y-Richtung (d.h. im Allgemeinen vertikal in der aufrechten Position des Sitzes) verändern. Im Allgemeinen sind die individuellen integrierten Verstärkungsstrukturen aus Komponenten, die vertikal ausgerichtet sind (d.h. in der y-Richtung), die horizontal ausgerichtet sind (d.h. in der x-Richtung) oder die eine vorbestimmte Geometrie aufweisen, oder einer Kombination von einigen oder allen diesen Varianten hergestellt. Eine Gruppierung oder eine Vielzahl von einzelnen integrierten Verstärkungsstrukturen bildet ein "integriertes Verstärkungsstruktur-Muster". Eine Autositzlehne 12 kann ein oder mehrere Muster 54 umfassen.
3 illustriert verschiedene Beispiele von vielzähligen Alternativen vorbestimmter geometrischer Konfigurationen für einzelne integrierte Verstärkungsstrukturen 18. 3 veranschaulicht auch Beispiele vielzähliger integrierter Verstärkungsstruktur-Muster 54. Die einzelnen integrierten Verstärkungsstrukturen 18 und die integrierten Verstärkungsstruktur-Muster 54 können eine Kombination von beliebigen geeigneten Buchstaben, Zeichen, Formen oder Symbolen umfassen. Beispiele von Komponenten derartiger Strukturen oder Muster umfassen, ohne Beschränkung, die "C" Form "D" Form "H" Form "I" Form "J" Form "L" Form, "M" Form, "N" Form, "O" Form, "S" Form, "T" Form, "U" Form "V" Form "W" Form "X" Form "Y" Form "Z" Form, Kurven (z.B. sinusförmige Kurven), Zickzacklinien, "+" Form oder dergleichen. Integrierte Verstärkungsstruktur-Muster umfassen eine Vielzahl von einzelnen integrierten Verstärkungsstrukturen 18. Wie in 3F und 3G, ohne Beschränkung, gesehen werden kann, kann die einzelne integrierte Verstärkungsstruktur 18 eine Zusammensetzung bzw. Kombination von mehreren Komponentenformen sein. Die Muster 54 können zufällig sein, wie in 3B und 3G gesehen werden kann, oder sich wiederholen, wie in den 3A oder 3E gesehen werden kann. Ein Typ oder mehrere verschiedene Typen von integrierten Verstärkungsstrukturen 18 von dem in 2 veranschaulichten Typ können eingesetzt werden, um jedes in einer Autositzlehne 12 verwendete Muster 54 auszubilden.
Für alle Anwendungen wird besonders hervorgehoben, dass wenn eine vertikal ausgerichtete, integrierte Verstärkungsstruktur Öffnungen zum Ermöglichen eines Luftstroms während des Formvorgangs, ist der Ort der Öffnungen vorzugsweise versetzt angeordnet, um dazu beizutragen, Scharnieraufhängungen zu eliminieren. Wenn weiterhin eine Vielzahl von vertikal ausgerichteten integrierten Verstärkungsstrukturen in einem Muster eingesetzt werden, variiert der horizontale Abstand ("x" in 3A) zwischen jeder individuellen, integrierten Verstärkungsstruktur von etwa 5 mm bis etwa 100 mm und mehr bevorzugt von etwa 20 mm bis etwa 50 mm.
Eine oder mehrere horizontal ausgerichtete, integrierte Verstärkungsstrukturen könnten zusätzlich der vertikalen, integrierten Verstärkungsstrukturen oder an deren Stelle eingebaut werden, um dazu beizutragen, die Steifheit in einer Autositzlehne in einer Richtung quer zum Fahrzeug zu verbessern. Wenn sie zusammen mit vertikal ausgerichteten, integrierten Verstärkungsstrukturen eingesetzt werden, sind die horizontal ausgerichteten, integrierten Verstärkungsstrukturen vorzugsweise versetzt angeordnet zwischen vertikal orientierten, integrierten Verstärkungsstrukturen oder anderweitig angeordnet, um dazu beizutragen, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sie als eine Scharnieraufhängung dienen, zu verringern (siehe zum Beispiel 3G). Horizontal ausgerichtete integrierte Verstärkungsstrukturen können direkt zu existierenden vertikal ausgerichteten Verstärkungsstrukturen hinzugefügt werden (siehe zum Beispiel 3B und 3H). Die horizontal ausgerichteten, integrierten Verstärkungsstrukturen können alternativ in ein übergeordnetes Muster eingebaut sein, so dass die integrierte Verstärkungsstruktur gewinkelt oder im wesentlichen senkrecht zu der horizontal durchbiegenden diagonalen Ebene angeordnet ist.
Der Entwurf und Ort jeder integrierten Verstärkungsstruktur 18 und jeden Musters 54, die in der Autositzlehne 12 hergestellt werden, können für jede individuelle Anwendung optimiert werden, wobei einige oder alle der folgenden Kriterien berücksichtigt werden. Für jede Anwendung wird es der Fachmann schätzen, dass die eingesetzte, spezifische integrierte Verstärkungsstruktur so aufgebaut ist, dass sie dazu beiträgt, den von Gewichten verursachte Biege- oder Scharniereffekt, der von schneller Abbremsung oder Beschleunigung des Fahrzeugs herrührt, in Gegenwart eines Fahrgasts oder von Gepäck hinter einem Sitz zu minimieren (d.h. dasjenige, das von einem oben montierten, mittleren Schulterriemen, einer oben angebrachten Kindersitzverankerung und durch Eindringen von Gepäck erfahren wird). Beispielsweise ist in einer bevorzugten Ausführungsform die integrierte Verstärkungsstruktur und das allgemein ausgewählte Muster eines, das einen Teil der integrierten Verstärkungsstruktur mit einem höheren Biegemoment in eine Position versetzt, die allgemein senkrecht zu der diagonalen Torsionsebene ist.
Die Verwendung integrierter Verstärkungsstrukturen wird in der folgenden Diskussion weiter veranschaulicht, bezugnehmend auf zwei oder mehrere allgemein erwartete Orte für integrierte Verstärkungsstrukturen, insbesondere die Randbereiche einer Autositzlehne und die Bereiche in der Nähe von besonderen Ausrüstungsgegenständen, wie Sicherheitsgurten, Scharnieren, Feststellkomponenten oder dergleichen. Für eine Vielzahl von Anwendungen ist es besonders attraktiv, eine integrierte Verstärkungsstruktur um wenigstens einen Bereich des Umfangs 56 der Autositzlehne 12 herum einzufügen, um dazu beizutragen, die horizontale Steifheit, die vertikale Steifheit oder beide in den Randbereichen der Autositzlehne zu vergrößern. Mit veranschaulichendem Verweis auf die 3A ist für die meisten Anwendungen vorgesehen, dass ein außen liegender Rand 57 der integrierten Verstärkungsstruktur 18 auf oder innerhalb von etwa 50 mm (und bevorzugter etwa 15 mm) oder weniger von einem den Umkreis 76 der Autositzlehne 12 bildenden Rand. Mit weiterer Bezugnahme auf 2 reicht die Breite ("w") einer beliebigen integrierten Verstärkungsstruktur die in den Randbereichen einer Autositzlehne eingesetzt wird, vorzugsweise bis zu etwa 30 mm und weiter bevorzugt beträgt sie von etwa 4 bis etwa 20 mm. Insbesondere für integrierte Verstärkungsstrukturen von dem in 2 als Ausbau 40 dargestellten Typ, helfen diese Abmessungen, die Durchbiegung der zurückspringenden Talbereiche 60 zu minimieren.
Es ist auch bevorzugt, eine integrierte Verstärkungsstruktur in der Nähe von beliebigen Einrastbolzen oder Einrastelementen auszubilden. In einigen Anwendungen, so wie solche bei denen der Sitz dazu gedacht ist, die Last eines Mittelgurts oder eines Kindersitz-Haltegurts zu tragen, kann es wünschenswert sein, den oberen Umfang der horizontal ausgerichteten integrierten Verstärkungsstruktur zu modifizieren, weiter zu verstärken oder zu eliminieren, um die Wahrscheinlichkeit bzw. das Potential der Stresskonzentration durch den Scharniereffekt in dieser Umgebung zu verringern. Bezugnehmend auf 4 (die eine alternative Scharnierstruktur zeigt), wird in dieser Anwendung und anderen das untere Ende 62 einer vertikal orientierten integrierten Verstärkungsstruktur 64 für den Rand unterhalb des höchsten Punkts 66 einer Halterung 68 für einen Scharnierzusammenbau oder für eine andere, den Autositz mit dem Fahrzeug fest verbindende Verstärkung 70 angeordnet. Mehr bevorzugt reicht die Überlappung ("O") von etwa 25% bis hoch zu etwa 100% der vertikalen Länge ("L_H") eines beliebigen Scharniers oder einer Verstärkung. Weiterhin ist das obere Ende 72 einer derartigen vertikalen integrierten Randverstärkungsstruktur beabstandet von der Oberseite des Sitzes (d.h. innerhalb von etwa 10 bis etwa 200 mm). Alternativ kann eine dickere Teilabschnittsdicke, wie sie durch Verwendung der Strukturen 50 oder 52 der 1 und 2 zur Verfügung stehen, an der Oberseite oder Unterseite der Autositzlehne zur Erhöhung der Steifheit beizutragen eingearbeitet sein.
In Fällen, wo ein Schultergurtsystem für einen mittleren Fahrgast eingesetzt wird oder wo ein oberer Haltegurt für einen Kindersitz eingesetzt wird, können wahlweise Entwurfskriterien angewendet werden, um dazu beizutragen, die nach vorne und nach unten gerichteten Durchbiegungen sowie die Torsions- oder diagonalen Durchbiegungen der Autositzlehne, die von Belastungen am Umkreis oder in der Nähe von Schultergurt- oder Haltegurtbefestigungen verursacht sein können, zu verrringern. Vorzugsweise stellt die integrierte Verstärkungsstruktur eine gute vertikale Steifheit (weil dies die Ebene ist, die dazu vorgesehen ist, die stärkeren Biegekräfte auszuhalten) als auch gute Torsionssteifheit (als Reaktion auf die diagonalen verschobenen Belastungen, die ein Fahrgast auf ein Schultergurtsystem ausübt) bereit. In derartigen Fällen ist es bevorzugt, die Geometrien der integrierten Verstärkungsstrukturen entweder in ein zufälliges oder ein vorbestimmtes Muster abzuwandeln oder die Breite der integrierten Verstärkungsstruktur bis zu etwa 40 mm und weiter bevorzugt bis zu etwa 30 mm (d.h. etwa 5 bis etwa 30 mm) zu belassen.
Der Einsatz von vertikal orientierten integrierten Verstärkungsstrukturen ist besonders bevorzugt in dem Belastungspfad für Belastungen durch Mittelgurte und obere Haltegurte für Kindersitze, um zum Vermeiden des vertikalen Durchbiegens beizutragen. Vorzugsweise variiert für diese Anwendungen die Breite (W) der integrierten Verstärkungsstruktur bis hinauf zu etwa 50 mm und mehr, bevorzugt beträgt sie etwa 4 bis etwa 40 mm, und noch mehr bevorzugt beträgt sie etwa 15 bis etwa 25 mm. Die Länge (L_R) der vertikal orientierten integrierten Verstärkungsstruktur variiert zwischen etwa 70 bis etwa 95% der vertikalen Höhe der Autositzlehne und mehr bevorzugt etwa 80 bis etwa 90%.
Es wird anerkannt, dass die obigen Entwurfskriterien bevorzugt sind, jedoch nicht als begrenzend gemeint sind. Abhängig von bestimmten Verwendungen können Variationen bezüglich des oben beschriebenen ausgeführt werden. Des weiteren wird anerkannt, dass das Ausbilden einer integrierten Verstärkungsstruktur nicht in jeder Anwendung vorkommt und dass die Notwendigkeit für und die Stärke bzw. Größe davon im allgemeinen in direkter proportionaler Beziehung zur Größe der Autositzlehne ist. Daher braucht beispielsweise ein kleinerer Klappsitz keine in tegrierte Verstärkungsstruktur am Rand oder er braucht sie nur in einem begrenzten Bereich.
Bezugnehmend auf die 1 und 4–7 zur Veranschaulichung (ohne Beschränkung bezüglich der anderen Konfigurationen, sowie solcher, die eine vertikal orientierte integrierte Verstärkungsstruktur am Umfang ausschließen) wird für klappbare Autositzlehnen der Scharnierzusammenbau 20 nach der vorliegenden Erfindung in jeder beliebigen Art bereitgestellt die sicherstellt, dass die Autositzlehne mit dem Rohkarosserieteil des Fahrzeugs im Fall einer plötzlichen oder raschen Beschleunigung, Abbremsung oder einer starken angewendeten Kraft verankert bleibt.
Obwohl es möglich ist, dass lokale Verstärkungsstrukturen integral mit der Autositzlehne in einer bevorzugten Ausführungsform eingesetzt werden können, ist es vorgesehen, dass eine oder mehrere Scharnierzusammenbauten 20 nach der Herstellung der Autositzlehne fest mit der Autositzlehne 12 verbunden werden. Die Scharnierzusammenbauten 20 umfassen bevorzugt Materialien mit relativer Härte und großer Stärke in Bezug auf das Gewicht (wie reiner Kohlenstoff oder Legierungsstahle, oder ein vergleichbares Metall, Komposit oder anderes Material) und sind ausgebildet um eine kontrollierte Verformung zum Übertragen von Belastungen zu ermöglichen.
Daher umfasst der Scharnierzusammenbau 20 einen Klammerbereich 74, der zum Aufnehmen oder anderweitigen Eingreifen mit der Autositzlehne 12 angepasst ist, und ein geeignetes Drehteil 76, das an einem Fahrzeugteil oder einer anderen Montageoberfläche befestigt werden kann, was den gesamten Fahrzeugsitzzusammenbau 10 scharnierbar verankert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Scharnierzusammenbau 20 (und jedes beliebige andere Ver ankerungssystem) mit einem Verankerungssubstrat verbunden, bevorzugt das Rohkarosserieteil des Fahrzeugs oder eine zugehörige Struktur, die eine Bruchstärke aufweist so groß wie oder größer als die Bruchstärke des Gewebes eines beliebigen Sicherheitsgurtsystems, das als Originalausstattung an dieser Autositzposition installiert wird. 1 veranschaulicht ein Beispiel einer Art und Weise zum Aufbau einer Scharnierbefestigung, in der ein Kreuzbalken 78 an dem Rohkarosserieteil des Fahrzeugs befestigt ist und das Drehteil und den zugehörigen Klammerbereich trägt. In 14 ist zu sehen, dass eine andere Alternative darin besteht, keinen Kreuzbalken einzusetzen und stattdessen dafür zu sorgen, dass der Bügelbereich 80 dazu angepasst ist, direkt (oder über eine Zwischenstruktur, wie eine Sitzschiene, ein Sockel, eine untere Schloss/Verriegelungseinrichtung oder dergleichen) an dem Rohkarosserieteil des Fahrzeugs montiert zu werden. In noch einer anderen Ausführungsform wie in 15 gezeigt, ist ein Rahmen 82 mit einem ausgeschnittenen Bereich 84 verbunden, um einen Sitz-Zusammenbau auszubilden, der mit dem Rohkarosserieteil des Fahrzeugs verbunden werden kann.
Der Klammerbereich 74 ist ausgebildet zum Aufnehmen der Autositzlehne in einer sich einnistenden oder einer zusammengreifenden Art, wobei der Klammerbereich als ein aufnehmendes Teil bzw. ein Schraubenmutterteil wirkt, wie allgemein in den 4 und 5 beschrieben gezeigt. Wie in den 4–6 veranschaulicht, umfasst der Klammertyp mit aufnehmendem Bereich eine Vielzahl von benachbarten Wänden zum Ausbilden eines Schachts oder eines allgemeinen "U-geformten" Kanals (mit oder ohne mindestens einem geschlossenen Ende) zum Aufnehmen und Festhalten der Autositzlehne 12. Die mittlere Wanddicke der Klammer reicht von etwa 1 bis etwa 3 mm, wobei ein Material mit hoher Stärke wie Stahl, von etwa 1 bis etwa 3 mm angenommen wird.
In einer Ausführungsform ist der Klammerbereich ein langgestrecktes Element mit einer Länge von etwa 30 bis etwa 300 mm und einer Breite von etwa 10 bis etwa 75 mm (siehe zum Beispiel 5 und 6). Der Schacht oder die Schächte können irgendwo entlang der Länge des Scharnierzusammenbaus angeordnet werden (d.h. an einer oder beiden seiner Enden oder an einer dazwischenliegenden Position). Die Wände können in einer geeigneten Weise konfiguriert werden, wobei die 5 und 6 zwei derartige Konfigurationen veranschaulichen. In 5 umfassen die Wände einen ersten Seitenwandbereich 86 und einen zweiten gegenüberliegenden Seitenwandbereich 88, die beide etwa die gleiche Länge aufweisen, sowie einen mittleren Wandbereich 90, der die beiden überbrückt. In 6 sind ein erster Seitenwandbereich 92 und ein zweiter Seitenwandbereich 94 mittels eines dazwischenliegenden Bereichs 96 miteinander verbunden. Die ersten und zweiten Seitenbereiche sind so angeordnet, dass ein Distalende 98 des zweiten Seitenbereichs über ein Distalende 100 des ersten Seitenbereichs 92 hinausragt. Der mittlere Seitenbereich 96 ist derart, dass er optional einen Bereich umfasst, der an einem Rand 102, der über das Distalende 100 des ersten Seitenbereichs 92 in Richtung auf das Distalende 98 des zweiten Seitenbereichs 94 hinausragt, endet. Der Rand 102 kann jede geeignete Konfiguration aufweisen, z.B. linear, gekrümmt, mit Schritten versehen oder dergleichen, wie in den Veranschaulichungen der 8A bis 8D gezeigt. Weiterhin kann die Neigung des Randes auch abwärts verlaufen, obwohl die 9A bis 9D eine von vorne nach hinten aufwärts gerichtete Steigung des Randes 102 zeigen.
Der Scharnierzusammenbau ist verbunden mit der Autositzlehne 12 durch Verwendung jeder beliebigen geeigneten Verbindungstechnik. Er kann mechanisch (z.B. durch Schrauben oder Schulter- bzw. Ringumlaufbolzen) festgesetzt sein, klebend befestigt oder durch eine Kombination aus diesen Arten oder noch anderweitig befestigt sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, wie sie in 7A veranschaulicht ist, ist eine Schraube 104 durch den ersten Seitenwandbereich 14 und den zweiten Wandbereich 16 der Autositzlehne sowie die Scharnierklammer 74 hindurch fest verbunden. In 7C ist eine Schraube an einem Stift geschraubt, der in der Scharnierklammer 74 ausgebildet oder anderweitig zwischen den gegenüberliegenden Seitenwandbereichen angeordnet ist.
Wie in 7B gezeigt, in einer anderen Ausführungsform umfasst eine mögliche Klammer einen Seitenwandbereich, ausgestattet mit einem Vorsprung 106 zum Zusammenwirken mit einer integrierten Verstärkungsstruktur 18 und Herstellen einer Zwischenverbindung, wodurch die Befestigung in Reaktion auf vorwärts gerichtete longitudinale Kräfte (wie in 7D veranschaulicht) verstärkt wird. Beispielsweise kann die Klammer in einen Ausbau umgefaltet oder vorgeformt werden zum Aufnehmen eines Vorsprungs, der das von dem Ausbau gebildete Volumen durchdringt oder anderweitig eine integrierte Verstärkungsstruktur packt.
Bezugnehmend auf die 9A bis 9F kann der Scharnierzusammenbau optional weiter verstärkt werden durch das Platzieren eines zusätzlichen Verstärkungseinsatzes 108 von geeigneter Geometrie (wie dreieckig, rechteckig, polygonal, abgerundet oder anders) zwischen oder außerhalb der Wände der Autositzlehne, vorzugsweise in der Nähe der Klammer. Obwohl er aus Stahl (wie bei einer Scharnierklammer) sein kann, ist der verstärkende Einsatz 108 vorzugsweise aus einem Material mit relativ starker und hoher Stärke in Bezug auf das Gewicht, wie Titan, Magnesium, Aluminium, Kunststoff, Kunststoffkomposit, Kohlenstofffaser oder dergleichen hergestellt. Die zusätzliche Verstärkung kann hohl oder massiv sein, und sie kann sich über die gesamte Spannbreite der Klammer oder nur entlang eines Bereichs davon erstrecken, oder sogar über die Klammer hinaus. Beispielsweise kann, für aufgeteilte bzw. gesplittete Sitze die typische vertikale Länge einer derartigen Verstärkung von etwa 300 mm, mit einer Breite in Fahrzeugquerrichtung von etwa 10 bis etwa 75 mm reichen bei einer Tiefe in Vor-/Rückwärtsrichtung von etwa 12 bis etwa 37 mm.
Es sei besonders anerkannt, dass die Verwendung zusätzlicher Verstärkungen nicht beschränkt ist auf die Bereiche in der Nähe des Scharnierzusammenbaus, sondern irgendwo innerhalb des Zusammenbaus sein kann. In dieser Hinsicht kann ein relativ steifes Element, wie ein Metall (z.B. Stahl), Komposit, nicht geschäumter Kunststoff, oder geschäumter Kunststoff (entweder vorgeschäumt oder in situ geschäumt) zwischen Wänden einer Autositzlehne eingebaut werden, wann immer lokalisierte Verstärkung gesucht bzw. gebraucht wird. Ohne Beschränkung, umfassen Beispiele von geeigneten Schäumen Polyurethane, Epoxies, Styrole oder dergleichen. Auch können weichere Schäume zur Absorption von Geräusch und Schwingungen eingesetzt werden.
Allgemein führt der Scharnierzusammenbau 20 in einem Bereich der Autositzlehne 12, der im Falle einer plötzlichen oder schnellen Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs wahrscheinlich als ein Verformungsort oder ein Stresskonzentrationsbereich wirkt. Wie in 1 gezeigt, ist ein derartiger Ort für vorgesehene Verformung angeordnet in Richtung auf die, wenn sie im Fahrzeug einge baut ist, vorwärts ausgerichtete Wand. Sie kann beispielsweise entlang der vorderen Kante der Autositzlehne angeordnet sein, um eine kompressive Last in diesem Bereich zu bewirken.
Es sei anerkannt, dass die oben beschriebenen Klammern besonders vorteilhaft bei Anwendungen mit klappbaren Sitzen verwendet werden, wie bei Rücksitzen von Kombi-Fahrzeugen, Sedans oder Coupes. Sie können jedoch auch bei freistehenden Sitzzusammenbauten vorteilhaft eingesetzt werden, in Fällen wo sie auf einen Sockel oder andere mit einer Sitzschiene zusammenhängende Strukturen montiert werden.
Wie an anderer Stelle besprochen und nun bezugnehmend auch auf die 1, können die vorliegenden Systeme eine oder mehrere Rückhaltemechanismen 26 (z.B. Einrastbauteile) an einer beliebigen Position aus einer Anzahl von verschiedenen Positionen auf dem Sitzzusammenbau (z.B. entlang der Sitzseiten, auf der Sitzrückseite oder entlang der Oberseite der Autositzlehne) aufweisen, um lösbares Selbstverschließen der Autositzlehne an dem Fahrzeug in Bezug auf sein Scharnier zu bieten. Es ist bevorzugt, dass jeder derartige Rückhaltemechanismus eine ausreichende Kombination aus hoher Stärke und guter Lastverteilung über die Struktur, an der er befestigt ist, und hohe Stärke bereitstellt. Vorzugsweise ist die Konfiguration so ausgebildet, dass der Sitz im Fall einer plötzlichen oder schnellen Beschleunigung, Abbremsung oder anderen Kraft durch den Rückhaltemechanismus in seiner Position gehalten wird, so dass die Last auf die Autositzlehne wie gewünscht innerhalb der Autositzlehne übertragen werden kann.
Konfigurationen von Rückhaltemechanismen können von Anwendung zu Anwendung variieren. Wenn sie jedoch einmal eingesetzt werden, wird für einen vorwärts gerichteten Sitz vorzugsweise ein derartiger Mechanismus vorzugsweise nicht auslösen oder versagen, wenn eine vorwärts gerichtete Längskraft (in Newton) gleich dem Produkt von 9,8 und 20-mal der Masse des scharnierten oder klappbaren Bereichs des Sitzes (in Kilogramm) näherungsweise durch den Schwerpunkt des scharnierten Sitzteils angewendet wird. Einmal eingreifend, wird der Mechanismus weiterhin vorzugsweise nicht auslösen oder versagen, wenn er einer Beschleunigung von etwa 20 g in Längsrichtung entgegengesetzt der Sitzklapprichtung unterworfen wird.
Bezugnehmend auf 14 wird eine Autositzlehnenkonfiguration mit einem Drehmontageelement veranschaulicht. Diese Konfiguration veranschaulicht eine Autositzlehne 12 mit einem hervorstehenden Drehelement 128. Das hervorstehende Drehelement 128 ist so konfiguriert, dass die Autositzlehne 12 mit einem Klammerteil 80 drehbar montiert ist, wodurch die Notwendigkeit einer Querstange 78 überflüssig wird.
Wie anerkannt werden wird, ermöglicht eine geeignete Materialauswahl einen effizienten Entwurf und eine effiziente Formgebung von optimalen Wanddicken, Teilbereichdicken oder beiden zum Erzielen der gewünschten Leistungsmerkmale, ohne das Fahrzeuggewicht wesentlich zu erhöhen oder die Verfügbarkeit von Innenraum zu beeinträchtigen. Beispielsweise ist es für viele Anwendungen wünschenswert, dass die maximale Dicke des Wandungsaufmaßes im Bereich bis zu etwa 6 mm oder darüber, mehr bevorzugt von etwa 1,5 mm bis etwa 4,0 mm und noch mehr bevorzugt von etwa 2,5 mm bis etwa 3,5 mm reicht. Entsprechend reicht die maximale Bereichsdicke bis herauf zu etwa 60 mm, mehr bevorzugt reicht sie von etwa 20 mm bis zu etwa 40 mm, und noch mehr bevorzugt reicht sie von etwa 25 bis zu etwa 35 mm.
Die zum Ausbilden der Wände der Autositzlehnen nach der vorliegenden Erfindung ausgewählten Materialien zeigen vorzugsweise ein Elastizitätsmodul, der von etwa 500 MPa bis zu etwa 6.000 MPa reicht und noch weiter bevorzugt etwa 1.700 bis etwa 2.500 MPa. In Anwendungen, wo die Autositzlehne auch als ein lasttragender Boden verwendet werden soll, ist es bevorzugt, Materialien am höheren Ende der Bereiche auszuwählen.
Das bevorzugte Biegemodul wird wenigstens etwa 600 MPa, weiter bevorzugt wird es etwa 200 bis etwa 500 ksi (1.300 bis 3.500 MPa) und noch weiter bevorzugt etwa 250 bis etwa 350 ksi (1.700 bis etwa 2.500 MPa) betragen.
Die bevorzugte Fließfestigkeit der Materialien reicht von etwa 20 bis etwa 200 MPa. Weiter bevorzugt wird sie von etwa 25 bis etwa 70 MPa und noch weiter bevorzugt von etwa 35 bis etwa 55 MPa reichen. Weiterhin wird die Duktilität bzw. Dehnbarkeit (durch einen Prozentsatz der Längenänderung gemessen) des Materials bevorzugt von etwa 20% bis etwa 150% reichen, und mehr bevorzugt beträgt sie wenigstens etwa 30% und noch weiter bevorzugt beträgt sie wenigstens etwa 100%.
Das Material wird vorzugsweise auch attraktive Verarbeitungsmerkmale zeigen, so wie eine Schmelzfließrate (230°C/3,8 kg-l; nach ASTM D1238) von etwa 0,300 bis etwa 5,0 g/10 Minuten bis etwa 0,900 bis etwa 3 g/10 Minuten; einen Erweichungspunkt (nach ASTM D1525) von weniger als etwa 180°C und weiter bevorzugt etwa 90°C bis etwa 150°C; Formschrumpfung (englisch: mold shrink) bei linearem Fliessens (nach ASTM D955) von etwa 0,076 mm/mm (0,003 in/in) bis zu etwa 0,203 mm/mm (0,008 in/in) und weiter bevorzugt etwa 0,152 mm/mm (0,006 in/in/) bis etwa 0,178 mm/mm (0,007 in/in); oder eine Kombination dieser Eigenschaften.
Dementsprechend ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Autositzlehne nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial und weiter bevorzugt einem thermoplastischen Material hergestellt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Autositzlehne hergestellt aus einem thermoplastischen Harz mit hoher Stärke, der ausgewählt ist aus Styrolen, Polyamiden, Polyolefinen, Polycarbonaten, Polyestern oder Mischungen davon. Noch weiter bevorzugt sind sie ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Acrylonitril, Butadien-Styrol, Polycarbonat/Acrylonitril/Butadien-Styrol, Polycarbonaten, Polyphenylenoxide/Polystyrole, Polybutylen-Terephthalat, Polybutylen-Terephthalat/Polycarbonat, Polyamid (z.B. Nylon), Polyester, Polypropylene, Polyethylene sowie Mischungen daraus.
Beispiele bevorzugter kommerziell verfügbarer Materialien umfassen PULSE^® 2200 BG und MAGNUM^® 1150 EM, beide verfügbar von The Dow Chemical Company.
Der Fachmann wird erkennen, dass die obige Lehre in einer großen Anzahl von Möglichkeiten abgeändert werden kann und doch innerhalb des durch die Patentansprüche definierten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegt. Zu den vielen verschiedenen Optionen gehören die folgenden.
Während die Technologie der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einem Blasgieß-Herstellungsverfahren ver anschaulicht worden ist, ist es nicht beabsichtigt, die Herstellung auf derartige Verfahren zu beschränken. Ähnliche Ergebnisse sind erzielbar bei Anwendung der Lehre der vorliegenden Erfindung in Kombination mit anderen Herstellungsverfahren, einschließlich aber nicht beschränkt auf Spritzgießen, Verarbeitung mit verschwindenden Trägerkörpern bzw. Kernstücken, Drehformgebung (englisch: rotoforming), Formpressen (mit oder ohne dekorativen oder strukturellen Einsätzen), thermische Formgebung (englisch: thermoforming) oder dergleichen. Vorzugsweise beim Blasgießen wird die Verarbeitungstemperatur einen Bereich überstreichen.
Aufgrund des oben Gesagten wird anerkannt, dass bevorzugte Sitzsysteme, die im Einklang mit den oben aufgeführten Kriterien optimiert sind, bei Verwendung der genannten Materialien, durchgängig die Teststandards für Motorfahrzeuge von europäischen Regierungen sowie von der Regierung der Vereinigten Staaten (wie beispielsweise in FMVSS 207, FMVSS 210, FMVSS 225 (49 CFR 571.207, .210, .225) oder ECE 17 genannt); wobei alle derartigen Standards hier explizit durch einen Verweis darauf mit aufgenommen werden) als auch die Anforderungen der Hersteller von Automobiloriginalteilen und ihrer Zulieferer erfüllen.
Das Sitzsystem (1) ist geeignet, ohne Bruch wenigstens etwa 13.000 Newton in der Richtung, der der Sitz zugewendet ist, in einer Ebene parallel zur längs laufenden Mittelachse des Fahrzeugs standzuhalten; (2) zeigt bei schneller Beschleunigung bis zu etwa 20 mal "g" (die Beschleunigung aufgrund der Erdanziehung) im wesentlichen keine Zersplitterung der Autositzlehne, wobei. wenigstens eine Masse von 30 kg hinter der Autositzlehne platziert worden ist; oder (3) sowohl (1) als auch (2).
Das Sitzsystem (1) ist geeignet, ohne Bruch wenigstens etwa 13.000 Newton in der Richtung, der der Sitz zugewendet ist, in einer Ebene parallel zu der längs laufenden Mittelachse des Fahrzeugs standzuhalten; und (2) zeigt bei schneller Beschleunigung bis zu 20 mal "g" (die Beschleunigung aufgrund der Erdanziehung) im wesentlichen keine Zersplitterung der Autositzlehne, wobei wenigstens eine Masse von 36 kg hinter dem Sitz platziert ist.
Obwohl es nicht beabsichtigt ist, sie dadurch zu beschränken, sind die Sitze, die Verankerungen, die Befestigungshardware und die Befestigungsbolzen für die Systeme der vorliegenden Erfindung geeignet, wenigstens einer Kraft von 3.000 Pound ohne vollständigen Bruch zu widerstehen und mehr bevorzugt eine Kraft von wenigstens 5.000 Pfund (Englisch: 5000 Pound). In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das System geeignet, einer Kraft standzuhalten von wenigstens etwa 13.000 Newton bis etwa 22.000 Newton allgemein in der Richtung, der der Sitz zugewendet ist (zu einem Beckenkörperblock) in einer Ebene parallel zu der längslaufenden Mittellinie des Fahrzeugs, mit einem anfänglichen Angriffswinkel der Kraft von nicht weniger als etwa 5° oder mehr als etwa 15° über der Horizontalen. Noch weiter bevorzugt hält das System derartigen Kräften stand, selbst wenn diese mit einer Zunahme von nicht mehr als etwa 130.000 Newton pro Sekunde bis etwa 222.000 Newton pro Sekunde ausgeübt werden, wobei die Kraft in nicht mehr als etwa 30 Sekunden erricht und für etwa 10 Sekunden aufrecht erhalten wird.
In noch einer anderen Ausführungsform ist jede Sitzbaugruppe in der Lage folgendem standzuhalten:

(a) In einer beliebigen Position, in die der Sitz eingestellt werden kann, einer Kraft (Newton) von 20 mal der Masse des Sitzes in Kilogramm multipliziert mit 9,8 ange wendet auf eine vordere oder hintere longitudinale Richtung; oder
(b) in ihrer rückwärtigsten Position einer Kraft, die ein Moment von 373 Newtonmeter um den Referenzpunkt des Sitzes für jede angewiesene durch den Sitz bereitgestellte Sitzposition (wie angewendet auf ein oberes Kreuzelement der Autositzlehne oder der oberen Autositzlehne, in einer rückwärts gerichteten längslaufenden Richtung für nach vorne ausgerichtete Sitze).

In noch einer anderen, sehr bevorzugten Ausführungsform ist die Autositzlehne nach der vorliegenden Erfindung in eine Sitzbaugruppe eingebaut, und zwei 18 kg Massen (beispielsweise Würfel mit einer Kantenlänge von etwa 300 mm) sind zwischen 200 mm entfernt von der Autositzlehne angeordnet. Bei schneller Beschleunigung von wenigstens etwa 20 bis etwa 30 g hält die Autositzlehne das hinter der Autositzlehne untergebrachte Gepäck hinter der Autositzlehne, ohne sichtbare Fragmentierung der Autositzlehne oder ohne Ausbildung von scharfen Kanten oder Ecken.
In vorteilhafter Weise sind in einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Autositzlehnen geeignet, ein Absinken aufzuweisen von weniger als 6 mm nach Aufrechterhalten der Brenntemperatur für etwa 4 Stunden bei etwa 82°C mit einer beaufschlagten Last von etwa 244 kg/m² und einer momentanen Last von etwa 615 kg/m².
Die Steifigkeit, Schlagfestigkeit und Rissfestigkeit dieser Autositzlehne wird auch größer sein als die von herkömmlich hergestellten, stromfließgeblasenen Autositzlehnen aus Polyethylen, gefülltem Polyethylen, Polypropylen oder gefülltem Polypropylen.
Die vorliegende Erfindung sieht Techniken und Verfahren vor zur Optimierung von einer oder mehreren der folgenden Parameter: Materialauswahl, Wanddicke, Bereichsdicke, Scharnierentwurf und Entwurf eines Sperrelements zum Erzielen der gewünschten Steifigkeit und Stärke zum Erfüllen traditionell anspruchsvoller Lastanforderungen in selbst bewegenden Fahrzeugen, die mit zentral bzw. mittig angebrachten Schultergürtellasten, Kindersitzverankerungslasten versehen sind oder mit dem Eindringen von Gepäck rechnen müssen. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass die Entwurfsanforderungen von Anwendung zu Anwendung variieren werden und dadurch ein vernünftiger Grad von Experimentiertätigkeit notwendig sein kann, um die verschiedenen Lehren für die speziell vorgesehenen Umgebungen anzupassen. Beispielsweise können die Teilegröße, die Position des Sitzgurts, die Scharnierpunkte, die Positionen der Sperrelemente und das Teilungsverhältnis den endgültigen Entwurf beeinflussen. Man glaubt, dass die Verwendung von herkömmlichen Computer-Aided-Engineering (CAD) Verfahren in Kombination mit der vorliegenden Erfindung zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen wird, die, falls gewünscht, mit herkömmlichen Verfahren zur lokalisierten Verstärkung von Stahl (z.B. in Bereichen mit hoher Belastung wie die Scharnierpunkte, die Bereiche der Sperrelemente, die Montagebereiche der Sitzgurte und die Unterstützungsbereiche für die Armlehnen) verbessert werden können.
Daher findet die vorliegende Erfindung nützliche Anwendungen im Zusammenhang mit beliebigen Typen aus von einer Anzahl verschiedener Typen von Sitzbaugruppen, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf, einstellbarer Sitze, Sitze mit festen Positionen, faltbarer bzw. klappbarer Sitzen, um eine Achse drehbare Sitzen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, scharnierte Sitze. Die Sitze können Fahrzeugfondsitze, Fahrzeugvordersitze, Sprungsitze oder dergleichen sein. Bewegliche Sitze können durch Sperrklinken, die in dem mittleren Bereich einer Sitzkonfiguration (z.B. an der Oberseite), entlang der Seiten des Sitzes (irgendwo von der Oberseite bis zu der Unterseite) oder anderswo angeordnet sind, in Position gehalten werden. Feste Sitze können auch keine Sperrklinkenbaugruppe oder andere Baugruppe umfassen. Das Sitzsystem kann eine oder mehrere Fondsitze umfassen, die zum Erzielen eines größeren Laderaums nach unten geklappt bzw. gefaltet werden können und die es erfordern können, dass die Rückseite des Sitzes als ein Lastboden fungiert. Der Sitz kann in einem geteilten Entwurf (z.B. etwa 50/50, 60/40, 70/30 oder dergleichen ausgebildet sein) oder die Sitze können einen einteiligen Entwurf bilden. In einer Ausführungsform ist die Autositzlehne festgeklinkt mit entweder einem strukturellen Gepäckablagefach (durch oben angebrachte Sperrklinken) oder mit der Rohkarosserie (durch seitliche äußere Sperrklinken), und Autositzlehnenverankerungen oder Sitzgurtführungssysteme für die beiden Außensitze, die für einen mittig montierten Gurt erforderlich sein können, sind nicht an dem Sitz befestigt (siehe 1).
Zwischen zwei klappbaren bzw. faltbaren Sitzen kann ein gleitender Arretierstift eingebaut sein. Der gleitende Stift kann entriegelt werden, um einen Teil des Sitzes herunterzuklappen und selbst verriegelt sein, wenn die Autositzlehnen beide aufrecht sind. Lokalisierte Verstärkung (z.B. Stahlverstärkungen oder Plastikschaum) zum Erzielen einer Lastverteilung können in potentiellen Bereichen von Stresskonzentration, wie Scharnierpunkten, Sperrelementbereichen, Sitzgurtverankerungsbereich, Kindersitzhaltegurt-Verankerungsbereichen, Kopfstützenbefes tigungen, Armlehnenunterstützungsbereichen oder dergleichen eingebaut sein.
In einer anderen Ausführungsform sind Anker für Autositzlehnen oder ein Führungssystem für Autositzlehnen für den mittleren Sitzgurt und/oder Kinderhaltegurtverankerungen an dem Autositz befestigt. Vorzugsweise ist der obere, mittlere Sitzgurtmontierbereich zur Mitte der Autositzlehne hin angeordnet, um dazu beizutragen, den Grad an Freitragendheit zu minimieren, was dazu beiträgt, Verbiegung durch Krafteinwirkungen zu minimieren.
Obwohl sie in einer Vielzahl anderer Umgebungen (z.B. Eisenbahntransportsitze, Lufttransportsitze, Fahrgeschäfte in Vergnügungsparks, Anwendungen in einem Auditorium oder einem Stadion oder anderswo) zum Einsatz kommt, ist die vorliegende Erfindung besonders geeignet für die Anwendung in selbst fahrenden Fahrzeugen für eine Anzahl verschiedener Typen, einschließlich aber nicht beschränkt auf Personenkraftwagen (einschließlich Limousinen, Coupes, Kombis, Cabrios oder dergleichen), Vielzweck-Fahrgastfahrzeuge (einschließlich Sportnutzfahrzeugen, Sportaktivitätsfahrzeugen, Mini-Vans oder dergleichen), Lastwagen und Bussen.
Systeme nach der vorliegenden Erfindung sind nicht beschränkt auf Autositzlehnen, sondern können auch eine oder mehrere zusätzliche Komponenten für ein Fahrzeuginnenraumsystem umfassen, insbesondere ein Fahrzeugsitzsystem, wie Sitzgurte und Sitzgurtverankerungskomponenten zum Übertragen von Sitzgurtbelastungen auf die Fahrzeugstruktur, einschließlich aber nicht beschränkt auf die Befestigungshardware, Sitzrahmen, Sitzpodeste bzw. Sockel, die Fahrzeugstruktur selbst und andere Teile des Fahrzeugs, die dazu beitragen, dass der Gurt sich von der Fahrzeugstruktur löst. Die Systeme können optional zusätzliche aufblasbare Rückhaltesysteme sowie Airbags umfassen. Andere Sitzsystemkomponenten, die innerhalb der Systeme nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein können, umfassen ohne Beschränkung: (kraftgetriebene und manuelle) Sitzeinsteller, Lendenunterstützteile, Kindersitze, Anker für Kindersitzhaltegurte, synthetische Polsterung, natürliche Polsterung (wie Leder), Sitzheizungen, Sitzkühlungen, Kopfstützen, integrierte Stereokomponenten, Armlehnen, Beinlehnen, Becherhalter oder dergleichen. Während in einer bevorzugten Ausführungsform die in das System eingebaute Autositzlehne, ein Schultergurt ist, und mehr bevorzugt ein Dreipunktgeschirr, können auch andere Sitzgurttypen verwendet werden, wie reine Beckengurte und Beckengurte mit einem separaten oder ablösbaren Körper- bzw. Schultergurt.
Es wird anerkannt werden, dass die vorliegende Erfindung eine ansehnliche Flexibilität bezüglich des Entwurfes und der Herstellung ermöglicht, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf die Fähigkeit, die Konfigurationen und Umrisslinien bzw. Konturen der entsprechenden gegenüberliegenden Wände einer Autositzlehne zu variieren. Beispielsweise könnte eine erste Wand zum Bereitstellen einer geeignete Lendenstütze durch Formgießen gestaltet werden. Eine gegenüberliegende Wand (d.h. die nach hinten zeigende Wand, wenn sich der Sitz in seiner aufrechten Position befindet, könnte so ausgestellt sein, dass er eine relativ flache Oberfläche zum Tragen von Lasten bereitstellt. Wahlweise könnte die gegenüberliegende Wand mit geeigneten Bauteilgehäusen oder gepäcktragenden Hilfsmitteln ausgestaltet sein, wie Mulden, Herunterziehelementen, Kofferraumabdeckungsträgern, Sitzgurtrückziehergehäusen oder dergleichen.
Beispiel 1
Zwei Autositzlehnenzusammenbauten, wie das allgemein in 12 gezeigte Autositzlehnenbauteil, werden für ein Limousinenfahrzeug mit einzelnen, integrierten Verstärkungsstrukturen 18, die ein integriertes Verstärkungsstrukturmuster 54 und eine obere Sperrklinke am Rand (nicht gezeigt) bilden, hergestellt. Einer wird unter Verwendung von blasgeformtem PULSE^® 2200 BG Harz (von The Dow Chemical Company) hergestellt. Der andere wird unter Verwendung von blasgeformtem MAGNUM^® 1150 EM Harz (von The Dow Chemical Company) hergestellt. Ein Halorahmen 82 trägt die Autositzlehnen, die scharnierend entlang ihrer Unterkante 130 verbunden und entlang der Oberkante 132 mit einer Sperrklinke festgesetzt sind. Wie bei den Beispielen 2–4 umfasst die Autositzlehne zwei Kindersitzhaltegurt-Verankerungen 134 (obwohl andere Anwendungen keine Verankerung umfassen können), einen einfachen Anker oder mehr als einen Anker, die unten oder oben angebracht sein können. Die endgültige Autositzlehne weist eine mittlere Wanddicke in der Autositzlehne von etwa 3 mm und eine mittlere Bereichsdicke von etwa 25 mm auf. Beide Baugruppen bestanden die Teststandards für Motorfahrzeuge von den Regierungen der Vereinigten Staaten und von europäischen Regierungen, wie sie in FMVSS 207 (49 CFR 571.207), FMVSS 225 (49 CFR 571.225) und ECE 17 angesprochen sind, sowie die Anforderungen der Hersteller von Automobiloriginalteilen und deren Zulieferern.
Beispiel 2
Zwei Autositzlehnenzusammenbauten werden für ein Fahrzeug mit einer hinteren Ladeluke hergestellt, wie das allgemein in 1 gezeigte Autositzlehnenbauteil. Eines wird unter Verwendung von glasgeformtem PULSE^® 2200 BG Harz (von The Dow Chemical Company) hergestellt. Das andere wird unter Verwendung von glasgeformtem MAGNUM^® 1150 EM Harz (von The Dow Chemical Company) hergestellt. Die endgültige Baugruppe weist eine mittlere Wanddicke in der Autositzlehne von etwa 3 mm und eine mittlere Bereichsdicke von etwa 30 mm auf. Beide Baugruppen bestanden die Teststandards für Motorfahrzeuge von den Regierungen der Vereinigten Staaten und von europäischen Regierungen, wie sie in FMVSS 207 (49 CFR 571.207), FMVSS 225 (49 CFR 571.225) und ECE 17 angesprochen sind, sowie die Anforderungen der Hersteller von Automobiloriginalteilen und deren Zulieferern.
Beispiel 3
Zwei Autositzbaugruppen werden für ein Fahrzeug als freistehende Sitzbaugruppe hergestellt, wie die allgemein in 13 gezeigte Baugruppe, mit einzelnen integrierten Verstärkungsstrukturen 18, die ein integriertes Verstärkungsstrukturmuster 54 definieren. Die Sitzbaugruppen sind mit der Fahrzeugrohkarosserie mittels eines herkömmlichen unteren Verschluss/Sperrriegels 136, der mit einer Halterung 138 verbunden ist, befestigt. Einer wird unter Verwendung von glasgeformtem PULSE^® 2200 BG Harz (von The Dow Chemical Company) hergestellt. Der andere wird unter Verwendung von glasgeformtem MAGNUM^® 1150 EM Harz (von The Dow Chemical Company) hergestellt. Der endgültige Zusammenbau weist eine mittlere Wanddicke in der Autositzlehne von etwa 3 mm und eine mittlere Bereichsdicke von etwa 30 mm auf. Beide Baugruppen bestanden die Teststandards für Motorfahrzeuge von den Regierungen der Vereinigten Staaten und von europäischen Regierungen, wie sie in FMVSS 207 (49 CFR 571.207), FMVSS 225 (49 CFR 571.225) und ECE 17 angesprochen sind, sowie die Anforderungen der Hersteller von Automobiloriginalteilen und deren Zulieferern.
Beispiel 4
Zwei Autositzlehnenbaugruppen wurden für ein Fahrzeug mit einem mittleren Schultergurt hergestellt, wie der allgemein in 14 gezeigte Autositzlehnenzusammenbau, mit einzelnen integrierten Verstärkungsstrukturen 18, die ein integriertes Verstärkungsstrukturmuster 54 und ein Verschlusshaken (nicht gezeigt) bilden. Einer wurde unter Verwendung von glasgeformtem PULSE^® 2200 BG Harz (von The Dow Chemical Company) hergestellt. Der andere wurde unter Verwendung von glasgeformtem MAGNUM^® 1150 EM Harz (von The Dow Chemical Company) hergestellt. Die Autositzlehne umfasst ein Gehäuse 140 auf einer ihrer Wände für einen Sitzgurtrückzieher 142 (wahlweise an der hinteren Wand veranschaulicht). Die endgültige Baugruppe wies eine mittlere Wanddicke in der Autositzlehne von etwa 3 mm und eine mittlere Bereichsdicke von etwa 30 mm auf. Beide Baugruppen bestanden die Teststandards für Motorfahrzeuge von den Regierungen der Vereinigten Staaten und von europäischen Regierungen, wie sie in FMVSS 207 (49 CFR 571.207), FMVSS 225 (49 CFR 571.225) und ECE 17 angesprochen sind, sowie die Anforderungen der Hersteller von Automobiloriginalteilen und deren Zulieferern.
Ein Fachmann wird leicht erkennen, dass innerhalb des durch die folgenden Patentansprüche festgelegten Schutzumfangs der Erfindung aufgrund der beigefügten Zeichnungen vielfältige Veränderungen, Modifikationen und Variationen ausgeführt werden können.

Claims

Eine Sitzbaugruppe für ein sich selbst bewegendes Fahrzeug mit einer aus einem geformten Kunststoff gebildeten Autositzlehne (12), die ein vorderes Wandteil (16) und ein hinteres Wandteil (14) aufweist, und einer Vielzahl von einzelnen integrierten Verstärkungsstrukturen (42, 46, 48, 50) zum Ausbilden eines integrierten bzw. einteiligen Verstärkungsstruktur-Rasters; und eine Befestigungsbaugruppe zum Verankern der Autositzlehne an wenigstens einem Teil der Rohkarosserie des sich selbst bewegenden Fahrzeugs; wobei die Befestigungsbaugruppe ein kanalförmiges Element umfasst, das sowohl an dem vorderen Wandteil (16) als auch dem hinteren Wandteil (14) der Autositzlehne (12) derart befestigt ist, dass die Sitzbaugruppe dazu geeignet ist (1) ohne Bruch wenigstens etwa 13.000 Newton in der Richtung, der der Sitz zugewendet ist, in einer Ebene parallel zur längslaufenden Mittelachse des Fahrzeugs standzuhalten; und (2) bei schneller Beschleunigung bis zum 20- bis 30-fachen "g" (die Beschleunigung aufgrund der Erdanziehung) im Wesentlichen keine Zersplitterung bzw. Zerstückelung der Autositzlehne zu zeigen, wobei wenigstens eine Masse von 36 kg hinter der Autositzlehne platziert worden ist.
Die Sitzbaugruppe nach dem Anspruch 1, wobei die Autositzlehne eine formgeblasene Rücksitzlehne ist.
Die Sitzbaugruppe nach dem Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend einen selbst verschließenden, lösbaren Rückhaltemechanismus (26) zum Unterstützen der Autositzlehne in einer allgemein aufrechten Position.
Die Sitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Befestigungsbaugruppe umfasst: eine Scharnierbaugruppe mit einem Beschlagteil, das ein erstes Seitenwandteil, ein gegenüberliegendes zweites Seitenwandteil und eine dazwischen liegende Wand umfasst, wobei die nebeneinander liegenden Wände einen Kanal bilden zum Aufnehmen der Autositzlehne und eines Drehzapfenelements (76) zum scharnierenden Verankern der Autositzlehne direkt an einem ersten Teil der Rohkarosserie des sich selbst bewegenden Fahrzeugs; ein Sperrelement (112), das an einem zweiten Teil der Rohkarosserie des sich selbst bewegenden Fahrzeugs befestigt ist; und einen Schlagbolzen, der einen hervorstehenden Schlagbolzenstab (118) aufweist, der mit einem Halterungsteil (116) bei überlappendem Eingriff mit dem hinteren Wandteil der Autositzlehne (12) befestigt ist zum vermittelnden Eingreifen mit dem Sperrelement, so dass die Autositzlehne in einer allgemein aufrechten Position unterstützt wird.
Die Sitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Autositzlehne aus einem Kunststoff gebildet ist, welcher Kunststoff ausgewählt ist aus Polystyrolen, Polyamiden, Polyolefinen, Polycarbonaten oder Mischungen daraus.
Die Sitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der formgegossene Kunststoff ein Polyester-Polycarbonat umfasst.
Die Sitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Sitzbaugruppe als freistehender Fahrzeugsitz angepasst ist.
Die Sitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Vielzahl der besagten einzelnen integrierten Verstärkungsmuster eine Anfügung mit einer Vielzahl von Wänden umfasst.
Die Sitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Vielzahl der besagten einzelnen integrierten Verstärkungsmuster wenigstens eine Wandrippe umfasst.
Die Sitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend einen ergänzenden Verstärkungseinsatz, der zum Einbau zwischen dem besagten vorderen Wandteil und dem besagten hinteren Wandteil der besagten Autositzlehne ausgestaltet ist.