Kraftfahrzeugsitz
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugsitz mit einem Polster, das mit einem flexiblen Bezug bezogen ist, und einer in dem Polster angeordneten Sicherheitseinrichtung mit einem Airbag, der mit einem Gasgenerator gekoppelt ist, der bei Vorliegen von Sensordaten über einen Unfall oder einen bevorstehenden Unfall aktiviert wird und den Airbag mit Gas befüllt und entfaltet, und mit einem Aktivator, über den der Airbag oder ein separates Gaskissen zusätzlich wiederholt reversibel mit Gas befüllbar ist.
Kraftfahrzeugsitze werden zunehmend mit Funktionen ausgestattet, die den Komfort und die Sicherheit der Sitznutzer erhöhen. So besteht die Möglichkeit, in den
Sitzwangen eines Kraftfahrzeugsitzes, also sowohl in der Sitzlehne als auch im
Sitzkissen, Luftkissen in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation aufzublasen.
Damit ist es während einer Kurvenfahrt möglich, diejenige Sitzwange, die dem
Kurvenaußenradius zugeordnet ist, aufzublasen, um eine bessere Anbindung des Sitznutzers an den Sitz bereitzustellen. Darüber hinaus können die Luftkissen zur
Erhöhung des Sitzkomforts und zur Anpassung der Sitzkontur an den Sitznutzer ausgebildet sein.
Aus der DE 10 2005 059 997 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeugsitz bekannt, bei der ein über einen Gasgenerator befüllbarer Airbag zusätzlich mit einem Aktivator gekoppelt ist, der den Airbag wiederholt reversibel mit
Gas befüllen kann. Durch die Anordnung des Airbags in der Seitenwange kann bei einer Volumenvergrößerung des Airbags durch den Aktivator eine bessere
Anbindung an den Sitz erfolgen. Die Sitzwange wird dabei vergrößert und in Richtung auf den Sitznutzer bewegt. Im Falle eines Unfalles wird ein Gasgenerator aktiviert, der ein Austreten des Airbags aus dem Kraftfahrzeugsitz bewirkt, so dass
sich der Airbag zwischen den Sitznutzer und einer Karosseriestruktur erstrecken kann.
Aus der EP 1 140 572 B1 ist ein Kraftfahrzeugsitz mit einem gepolsterten Sitzteil bekannt, bei dem ein Airbag bei einem Unfall aufgeblasen wird und dabei einen Bezugsstoff an einer Verbindungsnaht zwischen zwei Bezugstoffzuschnitten aufreißt. Zwischen diesen Bezugsstoffzuschnitten ist ein Streifen eines Gewebematerials eingesetzt, der eine Vergrößerung der Seitenwange des Sitzes ermöglicht. Statt eines sich frei entfalteten Airbags werden die über die Sitzlehne oder das Sitzkissen überstehenden Seitenwangen prall aufgeblasen, so dass sich der Überstand der Seitenwangen vergrößert. Innerhalb der Seitenwangen werden verhältnismäßig lagestabile Luftkissen erzeugt, über die ein Fahrzeuginsasse gegenüber intrudierenden Gegenständen abgepolstert und in einer gewünschten Sitzposition stabilisiert wird. Mit einer solchen Ausgestaltung ist nur eine begrenzte Volumenvergrößerung der Sitzwangen möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftfahrzeugsitz bereitzustellen, der neben einer Komfort- und Pre-Crash-Funktion eine hohe Sicherheit bereitstellt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kraftfahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsitz mit einem Polster, das mit einem flexiblen Bezug bezogen ist, und einer in dem Polster angeordneten Sicherheitseinrichtung mit einem Airbag, der mit einem Gasgenerator gekoppelt ist, der bei Vorliegen von Sensordaten über einen Unfall oder einen bevorstehenden Unfall aktiviert wird und den Airbag mit Gas befüllt oder entfaltet, und mit einem Aktivator, über den der Airbag oder ein separates Gaskissen zusätzlich wiederholt reversibel mit Gas befüllbar ist, sieht vor, dass der Bezug zumindest bereichsweise unelastisch ausgebildet ist und in dem Bezug ein elastischer Abschnitt angeordnet oder der Bezug mit zumindest einem elastischen Band an einem Sitzrahmen festgelegt ist. Sitzbezüge müssen flexibel sein, um sich an die unterschiedlichen Belastungen durch die verschiedenen Sitznutzer anpassen zu können. Neben einer Flexibilität, also einer Biegsamkeit, sind die herkömmlichen Sitzbezüge elastisch ausgebildet,
um Volumenänderungen folgen zu können. Diese Elastizität hat jedoch den Nachteil, dass die Stabilität, insbesondere die Seitenführung, verringert wird. Ebenfalls verzögert sich das Austreten des Airbags, da der gesamte Bezugsstoff elastisch ausgebildet ist und erst maximal gedehnt werden muss, bis ein Versagen des Bezugsstoffes auftritt. Diese Zeitverzögerung kann insbesondere bei einem Seitenaufprall nachteilig für die Sicherheit des Fahrzeuginsassen sein. Mit der Ausgestaltung des Bezuges als einen flexiblen, jedoch unelastischen Bezug mit einem elastischen Abschnitt ist es möglich, eine begrenzte Nachgiebigkeit des Bezugsstoffes zu ermöglichen, so dass kleinere Volumenänderungen bei Komfortanpassungen sowie größere Volumenänderungen zur Verbesserung der Sitzanbindung bei einer Pre-Crash-Situation möglich werden, ohne dass bei einem Unfall Verzögerungen bei dem Austreten und Entfalten eines Airbags auftreten. Der flexible Sitzbezug mit einem elastischen Abschnitt ermöglicht bei kleineren Volumenänderungen eine ausreichende Nachgiebigkeit, ohne dass der übrige Bezug an Festigkeit und Stabilität verliert. Der Bezugsstoff außerhalb der elastischen Abschnitte kann eine erhöhte Festigkeit aufweisen, so dass der gesamte Sitz straffer und fester gepolstert sein kann. Eine solche erhöhte Festigkeit steht jedoch der Komfortfunktion nicht entgegen, da der Volumenausgleich durch den nachgiebigen, elastischen Bereich des Sitzbezuges ermöglicht wird. Insbesondere bei der Komfortfunktion bei Kurvenfahrten oder zur Anpassung an die Körperkontur wird nur eine geringe Ausdehnung des elastischen Abschnittes erfolgen, so dass der elastische Abschnitt nicht maximal belastet wird. Erst bei einem Pre-Crash-Szenario erfolgt ein Aufblasen des Airbags oder eines separaten Gaskissens in dem Maße, dass die maximale Elastizität des elastischen Abschnittes erreicht wird, um dann, bei einem Unfallszenario, nach dem Zünden des Gasgenerators einen unnachgiebigen Bezug zu haben, der leicht reißt und ein schnelles Entfalten des Airbags ermöglicht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der elastische Abschnitt auf einer dem Sitznutzer zugewandten Seite des Polsters angeordnet ist, um eine ausreichende Flexibilität und Elastizität des Sitzes bereitzustellen.
Bevorzugt ist der elastische Abschnitt so bemessen, dass eine reversible Volumenvergrößerung des Airbags oder des separaten Gaskissens ausgeglichen wird, wobei die reversible Volumenvergrößerung sowohl in einem Komfortbereich als
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auch in einem Pre-Crash-Bereich stattfinden kann. Sofern nur eine Straffung des Polsters erfolgen soll, kann die Elastizität des elastischen Abschnittes so gewählt werden, dass eine Längenänderung erst dann auftritt, wenn ein Pre-Crash-Szenario auftritt, also wenn der Airbag oder das separate Gaskissen mit einem höheren Innendruck als bei einer Komfortfunktion beaufschlagt wird.
Der Airbag ist insbesondere als Seitenairbag ausgebildet und in einer Sitzlehnenwange oder Sitzkissenwange angeordnet. Dabei ist vorgesehen, dass der Airbag bevorzugt auf einer dem Sitznutzer abgewandten Seite des Polsters angeordnet ist, beispielsweise an der Außenseite eines Sitzrahmens oder eines Sitzkissenrahmens.
Zur Erleichterung des Austrittes des Airbags im Falle eines Unfalles ist es vorgesehen, dass in dem Bezug eine Sollrissstelle oder eine Sollrissnaht angeordnet ist, deren Festigkeit geringer als die des Bezuges ist. Dadurch wird eine Bruchkraft definiert, bei der die Sollrissstelle versagt und der Airbag austreten kann. Dies erleichtert die Berechnung und Auslegung des Airbags und des Gasgenerators.
Der Aktivator zur reversiblen Befüllung des Airbags oder des Gaskissens ist bevorzugt als eine elektrische Pumpe ausgebildet, über die bevorzugt
Umgebungsluft in den Airbag oder das Gaskissen eingebracht und gegebenenfalls auch wieder abgepumpt wird. Andere Druckgasspeicher können ebenfalls vorgesehen oder zwischengeschaltet sein, so dass auch eine indirekte Befüllung des
Airbags oder des Gaskissens erfolgen kann. Der Druckgasspeicher kann aus Metall, Kunststoff oder einem verstärkten Gummischlauch ausgebildet sein und ein
Steuerventil aufweisen.
Aus ästhetischen Gründen ist der elastische Abschnitt nicht sichtbar an dem Kraftfahrzeugsitz angeordnet oder ausgebildet, sondern beispielsweise an einer verdeckten Kante der Sitzlehne oder des Sitzkissens.
An dem Airbag kann ein Fangband angeordnet sein, das ein Ausweichen des entfalteten Airbags vom Sitznutzer weg verhindert und dadurch eine verbesserte Zuordnung des Airbags zum Sitznutzer bereitstellt.
Das Gaskissen kann aus einem elastischen Material bestehen, so dass nach Wegfall der Druckbeaufschlagung das Gaskissen wieder in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt, ohne dass weitere Maßnahmen getroffen werden müssten. Durch die Rückstellkraft des Polsters und des Bezuges wird ein Zurückkehren des Gaskissens in die Ausgangsposition unterstützt. Alternativ oder ergänzend kann das Gaskissen über ein elastisches Band an dem Sitzrahmen festgelegt sein, um eine ausreichende Rückstellkraft bereitzustellen; das Gaskissen ist bevorzugt gasdicht ausgebildet, um nach einem Aufblasen nicht ständig Füllgas nachfördern zu müssen.
Der Airbag kann nach außen von einer formstabilen Kappe abgedeckt sein, die am Sitz oder innerhalb des Sitzbezuges befestigt ist. Auf diese Art und Weise kann eine leichte Montage und Zugänglichmachung des Airbags von außen erfolgen. Ebenfalls kann durch Absprengen der Kappe ein Austreten des Airbags erleichtert werden. Um die Faltung des Airbags nicht zu beeinträchtigen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Airbag in einer Schale untergebracht ist, die von der formstabilen Kappe abgedeckt wird.
Alternativ zu einer Unterbringung in einer Schale mit einer Kappe ist es vorgesehen, dass der Airbag in einer Weichummantelung angeordnet ist, in der er in Position und Form gehalten wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - eine erste Variante der Erfindung in Teilschnittansicht in einem Ausgangszustand;
Figur 2 - eine Variante der Figur 1 in einem Pre-Crash-Szenario;
Figur 3 - eine vergrößerte Detaildarstellung eines Ausgangszustandes; sowie
Figur 4 - eine vergrößerte Detaildarstellung in einem Pre-Crash-Szenario.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Details eines Kraftfahrzeugsitzes 1 mit einem Sitzrahmen 2, der beispielsweise einen Teil einer Sitzlehne oder eines Sitzkissens ausbilden kann. Um den Sitzrahmen 2 herum ist ein Polster 3 angeordnet, das von einem Sitzbezug 4 überzogen ist. Seitenwangen können in Fahrtrichtung bzw. in Vertikalrichtung über Auflageflächen hervorstehen.
Seitlich neben dem Sitzrahmen 2 ist ein Airbag 5 mit einem Gasgenerator 6 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Airbag 5 und der
Gasgenerator 6 an der Außenseite des Sitzrahmens 2, also vom Sitznutzer abgewandt positioniert an dem Sitzrahmen 2 befestigt. Der Airbag 5 und der
Gasgenerator 6 sind in einer Weichumhüllung 10 angeordnet, die insbesondere den
Airbag 5 in der dargestellten, zusammengelegten und zusammengefalteten Stellung hält.
Ebenfalls an dem Sitzrahmen 2 ist ein Gaskissen 7 angeordnet, das nach vorne bzw. oben orientiert ist und über einen Aktivator 8, der über eine Verbindungsleitung 14 mit dem Gaskissen 7 verbunden ist, mit einem Befüllungsgas befüllbar ist. Der Aktivator 8 ist als eine elektrische Pumpe ausgebildet, über die bevorzugt Umgebungsluft in das Gaskissen 7 hinein und aus diesem wieder hinausgepumpt werden kann, um eine Veränderung der Polsterhärte oder eine Volumenvergrößerung des Polsters 3 im Bereich der Seitenwangen oder auch an anderen Bereichen des Kraftfahrzeugsitzes 1 herbeizuführen.
Der Bezug 4 besteht aus einem flexiblen, im Wesentlichen unelastischen Material und weist an seiner Außenseite eine Sollrissnaht 13 auf, durch die der Airbag 5 nach Aktivierung des Gasgenerators 6 austreten und sich neben den Sitznutzer entfalten kann. Auf der Innenseite der Sitzwange, also auf der dem Airbag 5 gegenüberliegenden Seite des Sitzrahmens 2, ist ein elastischer Abschnitt 9 in den Bezug 4 eingearbeitet oder darin eingepasst, der eine Volumenvergrößerung des Gaskissens 7 ausgleicht.
Über den Aktivator 8 kann das Gaskissen, das bevorzugt gasdicht ausgebildet und aus einem elastischen Material hergestellt ist, wiederholt mit einer vorherbestimmten Gasmenge befüllt werden. Eine Befüllung kann beispielsweise zur Einstellung eines Härtegrades des Polsters 3 bei einer Kurvenfahrt oder auch zu einer Veränderung des Härtegrades im Rahmen einer Massagefunktion aufgeblasen werden. Für diese erste Komfortfunktion werden nur kleine Volumina in das Gaskissen 7 hineingepumpt. Um wieder in den Ausgangszustand zu gelangen, wird das zugefügte Gasvolumen durch den Aktivator 8, insbesondere als eine elektrische Pumpe ausgestaltet, wieder abgepumpt. Für diese Komfortfunktion muss der elastische Abschnitt 9 nicht ausgelenkt werden, da es sich nur um eine geringe Volumenvergrößerung des Gaskissens 7 und damit der Seitenwange des Sitzes 1 handelt.
In einer zweiten Funktion, einer so genannten Pre-Crash-Funktion, wird ein größeres Gasvolumen in das Gaskissen 7 hineingepumpt, als es für die Komfortfunktion verwendet wird. Dadurch dehnt sich die Seitenwange des Sitzes 1 aus und führt zu einem besseren Kontakt des Sitzes 1 mit dem Sitzinsassen. Ebenfalls vergrößern sich die Seitenwangen oder verhärtet sich das Polster, so dass eine bessere Seitenführung und eine Straffung des gesamten Kraftfahrzeugsitzes 1 eintritt. Um diese Volumenvergrößerung bei dem im Wesentlichen unelastischen, flexiblen Sitzbezug 4 durchführen zu können, längt sich der elastische Abschnitt 9 in dem Maße, wie das Volumen des Gaskissens 7 vergrößert wird. Diese Pre-Crash- Funktion führt dazu, dass die Elastizität des elastischen Abschnittes 9 aufgebraucht wird.
Sollte nach einem Pre-Crash-Szenario kein Unfall erfolgen, wird das Gasvolumen in dem Gaskissen 7 verringert oder vollständig abgelassen. Aufgrund der Elastizität des elastischen Abschnittes 9 kehren dann das Sitzpolster 3 und das Gaskissen 7 in seine jeweilige Ausgangsposition zurück. Da solche Pre-Crash-Szenarien relativ selten auftreten, wird die maximale Dehnung des elastischen Abschnittes 9 nicht zu einer Beeinträchtigung der Haltbarkeit oder einer Ermüdung des Sitzbezuges 4 führen. Die wesentlich häufiger aktivierte Komfortfunktion kann bei einer nur geringen Längung des elastischen Abschnittes 9 oder ohne eine Dehnung erfolgen, so dass der Bezug 4 insgesamt weniger durch die Komfortfunktion beansprucht wird.
Tritt nach einem Pre-Crash-Szenario ein Unfall ein, wird der Gasgenerator 6 aktiviert und bläst den Airbag 5 auf. Aufgrund der nicht mehr vorhandenen Elastizität des Bezugsstoffes 4 sowie des elastischen Abschnittes 9 kann bei der Aktivierung des Gasgenerators 6 der Bezug 4 aufgrund der Volumenvergrößerung des Airbags 5 leicht reißen, insbesondere im Bereich einer Sollrissnaht 13. Es kommt zu einem unmittelbaren Versagen der Sollrissnaht 13 und damit zu einer spontanen Entfaltung des Airbags 5 in die gewünschte Richtung. Der Airbag 5 kann mit einem Fangband an dem Sitzrahmen 2 befestigt sein, um eine gewissen Stabilität und Orientierung in Richtung auf den Sitznutzer zu geben.
In der Figur 2 ist eine Variante der Figur 1 dargestellt. Der elastische Abschnitt 9 ist dabei vollständig gestreckt, da das Gaskissen 7 durch den Aktivator 8 mit einem Gas befüllt wurde. Statt einer Weichumhüllung 10, wie sie in der Figur 1 gezeigt ist, ist der Airbag 5 und der Gasgenerator 6 mit einer formstabilen Kappe 11 nach außen abgedeckt. Der Airbag 5 und der Gasgenerator 6 befinden sich in einer Schale 12, die von der Kappe 11 umfasst wird. Es handelt sich bei dieser Kappe 11 um eine sichtbare Abdeckung. Der Airbag 5 kann dabei aus der Kappe 11 oder durch das Polster 3 im Bereich der Sollrissnaht 13 austreten.
In der Figur 3 ist der Kraftfahrzeugsitz im Bereich einer Sitzwange in der Ausgangsstellung gezeigt. Der elastische Abschnitt 9 des Bezuges 4 ist dabei zusammengezogen, da das Gaskissen 7 nicht mit einem Befüllungsgas befüllt ist. Die gestrichelte Linie zeigt die Kontur eines befüllten Gaskissens T . Das Gaskissen 7 kann aus einem normalen Gewebe oder einer Folie bestehen und ist bevorzugt
gasdicht ausgebildet. Das Gaskissen 7 kann über Bänder 15, die an dem Gaskissen 7 befestigt sind, an dem Rahmen 2 befestigt werden, beispielsweise indem die Bänder 15 in dem Rahmen 2 eingehakt werden. Der Figur 3 ist zu entnehmen, dass der elastische Abschnitt 9 auf der Innenseite der Sitzwange, also auf dem dem Sitznutzer zugewandten Teil des Bezuges 4 angeordnet ist, während die abgewandte Seite des Bezuges 4 flexibel und unelastisch ausgebildet ist, damit der Seitenairbag 5 leichter austreten kann.
In der Figur 4 ist die Situation mit einem vollständig entfalteten Gaskissen 7' dargestellt, was einer Pre-Crash-Situation entspricht. Der elastische Abschnitt 9 ist vollständig gestreckt, so dass keine elastischen Nachgiebigkeiten bei einer Aktivierung des nicht dargestellten Gasgenerators 6 zu erwarten sind.
Der elastische Abschnitt 9 ist bevorzugt so angeordnet, dass er im Bereich einer Naht des Sitzbezuges 4 ausgebildet ist, so dass er nicht sichtbar ist. Es können auch mehrere elastische Abschnitt 9 innerhalb des Bezuges angeordnet sein, sofern dies erforderlich ist.