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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Es ist bekannt, auf einem oberen Ende einer Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes eine Kopfstütze anzuordnen. Der Kopfstütze kommt dabei die Aufgabe zu, eine bei einem Frontalaufprall an eine Vorwärtsbewegung anschließende Rückwärtsbewegung eines Kopfes eines Fahrzeuginsassen möglichst verletzungsfrei aufzufangen. Darüber hinaus dient die Kopfstütze der Dämpfung einer trägheitsbedingten Rückwärtsbewegung des Kopfes nach einem Heckaufprall. Insbesondere in dem letztgenannten Fall ist ein geringer Abstand zwischen Kopf und Kopfstütze vorteilhaft, damit der Kontakt zwischen Kopf und Kopfstütze möglichst schnell nach dem Aufprall hergestellt werden kann. Üblicherweise wird jedoch aus Komfortgründen vom Insassen eine Betriebsstellung der Sitzlehne beziehungsweise der Kopfstütze eingestellt, bei der zwischen Kopf und Kopfstütze ein mehr oder weniger großer Abstand besteht. Um die als Whiplash-Verletzungen bekannten Halswirbelverletzungen nach einem Heckaufprall zu mindern, ist es daher bekannt, Stellvorrichtungen in der Sitzlehne anzuordnen, welche im Falle eines Aufpralls die Position der Kopfstütze in Richtung des Insassenkopfes verlagert.
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Aus der
DE 296 01 479 U1 ist eine Ausführung bekannt, in der die Sitzlehne zweiteilig gestaltet ist, wobei im Falle eines Aufpralles der obere Lehnenteil in Fahrtrichtung geschwenkt wird und die Kopfstütze mitführt.
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Die
DE 296 09 786 U1 offenbart eine Lösung mit einer einteiligen Lehne, in welcher die Kopfstütze verschwenkbar gelagert ist und bei einem Aufprall in Richtung des Insassen bewegt wird. In beiden vorgenannten Schriften wird die Bewegung der Kopfstütze durch das Einwirken der trägen Masse des Fahrzeuginsassen im Bereich von dessen Oberkörper, insbesondere im Schulterbereich, auf die Sitzlehne ausgelöst.
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Aus der
DE 198 28 696 A1 der Anmelderin ist ein Fahrzeugsitz bekannt, bei dem eine Kopfstützenbewegung durch Einwirken der Fahrzeuginsassenmasse auf den unteren Sitzlehnenbereich ausgelöst wird.
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Nachteilig an allen vorgenannten Lösungen, bei denen das trägheitsbedingte Einwirken der Insassenmasse auf die Sitzlehne eine Vorschwenkbewegung der Kopfstütze initiiert, ist, dass diese Schwenkbewegung auch ohne Aufprall im Normalbetrieb des Fahrzeuges ausgelöst werden kann, beispielsweise durch einen verhältnismäßig schweren Insassen, oder wenn sich ein Insasse mit Schwung in den Sitz fallen lässt. Eine solche unerwünschte Auslösung führt häufig zu Irritationen der Insassen. Eine Arretierung des Verstellmechanismus im Normalbetrieb durch bloße Erhöhung des von der trägen Insassenmasse zu überwindenden Widerstandes, beispielsweise über eine Federvorspannung, führt zwangsläufig zu einer Einschränkung der Empfindlichkeit des Mechanismus, so dass gegebenenfalls leichtgewichtige Insassen im Aufprallfall die Vorstellbewegung der Kopfstütze nicht auszulösen vermögen.
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In der älteren Patentanmeldung
DE 198 50 758 A1 der Anmelderin wurde eine vorverlagerbare Kopfstützenanordnung vorgeschlagen, wobei im Crashfall eine Arretierung durch einen elektrischen oder mechanischen Beschleunigungssensor aufgehoben wird. Dabei setzt der Beschleunigungssensor eine Bewegung eines Schwenkhebels frei, welcher über einen Bowdenzug eine Sperrklinke bewegt, welche schließlich eine Stellvorrichtung zur Ausführung der Kopfstützenschwenkbewegung freigibt. Obwohl diese Arretierung eine unerwünschte Auslösung der Stellvorrichtung im Normalbetrieb wirkungsvoll verhindert, ist ihre Realisierung mit einem hohen konstruktiven Aufwand sowie einem großen Platzbedarf verbunden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Fahrzeugsitz der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei dem eine durch einen Sitzbenutzer ungewollt ausgelöste Stellbewegung der Kopfstütze im Normalbetrieb durch alternative einfache Mittel mit wenig Platzbedarf gesperrt wird.
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Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausgehend von der
DE 198 50 758 A1 , wird ein Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze vorgeschlagen, die über wenigstens eine Kopfstützstange mit einer Sitzlehne des Fahrzeugsitzes verbunden ist. In der Sitzlehne ist eine Stellvorrichtung angeordnet, die im Falle eines Aufpralles mittels einer durch eine Insassenmasse einwirkenden Kraft aktivierbar ist und eine Position der Kopfstütze von einer kopffernen Betriebsstellung in eine kopfnahe Sicherheitsstellung verändert. Ferner ist eine der Stellvorrichtung zugeordnete Arretiereinrichtung zur Sperrung einer Schwenkbewegung der Kopfstütze im Normalbetrieb des Fahrzeuges vorgesehen, wobei die Arretiereinrichtung ein verlagerbar in der Sitzlehne aufgehängtes Sperrglied umfasst, das an einer der Stellvorrichtung zugeordneten Übertragungseinrichtung, welche die durch die Insassenmasse ausgeübte Kraft direkt oder indirekt in die Schwenkbewegung der Kopfstützstange übersetzt, derart angreift, dass eine Bewegung der Übertragungseinrichtung gesperrt ist, wobei die Arretiereinrichtung ferner ein schwenkbares Massependel umfasst, welches bei einem Aufprall entgegen der Beschleunigungsrichtung des Fahrzeuges beschleunigt wird und das Sperrglied von der Übertragungseinrichtung abhebt und somit eine Bewegung der Übertragungseinrichtung freigibt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Sperrglied eine Sperrrolle mit wenigstens einer auf einer Lagerachse laufenden ersten Rolle ist. Diese ebenfalls ausschließlich mechanisch funktionierende Arretiereinrichtung, die im Wesentlichen aus einer als Sperrglied ausgebildeten Sperrrolle sowie einem Massenpendel aufgebaut ist, ist kostengünstig mit alternativen einfachen Mitteln realisierbar und erfordert darüber hinaus einen sehr geringen Bauraum.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch eine Anordnung einer Arretiereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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2 schematisch eine Anordnung einer Arretiereinrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
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3 eine perspektivische Vorderansicht einer Rückenlehne ohne Polstermaterial mit einer besonders vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Arretiereinrichtung einsetzbaren Stellvorrichtung.
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In 1 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete Arretiereinrichtung zur Sperrung und Freigabe einer Kopfstützenschwenkbewegung gezeigt, die an einer ausschnittsweise dargestellten Seitenwange 12 einer ansonsten nicht gezeigten Fahrzeugsitzlehne befestigt ist. Mit 14 ist eine Übertragungseinrichtung einer hier nicht weiter dargestellten Stellvorrichtung bezeichnet, die im Falle eines Aufpralles durch ein Einwirken einer Insassenmasse aktiviert wird und eine Position einer Kopfstütze von einer kopffernen Betriebsstellung in eine kopfnahe Sicherheitsstellung verlagert. Der Übertragungseinrichtung 14 kommt dabei die Aufgabe zu, die durch die Insassenmasse ausgeübte Kraft in eine Schwenkbewegung einer Kopfstützstange zu übersetzen. Die genaue Funktionsweise einer solchen beispielhaften Stellvorrichtung wird anhand der 3 weiter unten erläutert.
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Die Arretiereinrichtung 10 umfasst ein als Sperrrolle 16 ausgestaltetes Sperrglied mit einer auf einer Lagerachse 18 laufenden Rolle 20. Die Sperrrolle 16 ist über einen Hebel 22 an einer lehnenfesten Halterung 24 um eine Schwenkachse 26 schwenkbar befestigt. Ein auf den Hebel 22 wirkendes Federelement 28, welches fest mit der Seitenwange 12 der Sitzlehne verbunden ist, beaufschlagt die Sperrrolle 16 mit einer in Richtung eines Sitzbenutzers wirkenden Kraft. Die Übertragungseinrichtung 14 weist eine Abrollfläche 30 auf, auf welcher die Rolle 20 der Sperrrolle 16 abrollen kann. Ein Bereich 32 der Abrollfläche 30 ist konkav-bogenförmig derart ausgestaltet, dass die Rolle 20 in der dargestellten Arretierposition der Arretiereinrichtung 10 passgenau in dem konkaven Bereich 32 der Abrollfläche 30 anliegt. Die relative Anordnung der Sperrrolle 16 und der Übertragungseinrichtung 14 zueinander sowie die Kraftbeaufschlagung durch das Federelement 28 ist derart gewählt, dass sich Sperrrolle 16 und Übertragungseinrichtung 14 in der in 1 gezeigten Arretierposition in einer Totpunktlage befinden. Daher findet, auch wenn eine durch eine Insassenmasse ausgeübte Kraft direkt oder indirekt auf den unteren Hebelarm 34 der Übertragungseinrichtung 14 einwirkt, keine Schwenkbewegung der Übertragungseinrichtung 14 und somit keine Vorverlagerung der Kopfstütze statt.
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Um im Falle eines Aufpralles des Fahrzeuges, insbesondere eines Heckaufpralles, die Schwenkbewegung der Übertragungseinrichtung 14 freizugeben, umfasst die erfindungsgemäße Arretiereinrichtung 10 ein Massependel 36, welches vorzugsweise um die gleiche Schwenkachse 26 des Hebels 22 schwenkbar an der Halterung 24 aufgehängt ist. Trägheitsbedingt wird das Massependel 36 im Falle eines Heckaufpralles entgegen der Beschleunigungsrichtung des Fahrzeuges beschleunigt und wirkt direkt radial auf die Lagerachse 18 der Sperrrolle 16 ein. Dadurch wird die Sperrrolle 16 um nur wenige Millimeter aus dem konkaven Bereich 32 der Abrollfläche 30 der Übertragungseinrichtung 14 abgehoben und über den Totpunkt hinweg bewegt. Somit wird die Sperrwirkung der Sperrrolle 16 aufgehoben und die Übertragungseinrichtung 14 entsprechend 1 entgegen dem Uhrzeigersinn um ihre Schwenkachse 38 gedreht, wobei die Sperrrolle 16 an der Abrollfläche 30 der Übertragungseinrichtung 14 abrollt. Diese Bewegung erfolgt entgegen der Federkraft des Federelementes 28. In hier nicht naher dargestellter Weise wird, vermittelt über die Bewegung der Übertragungseinrichtung 14, die Position der Kopfstütze in Richtung des Sitzbenutzers verlagert. Nach erfolgter Rückstellung der Kopfstütze in die ursprüngliche kopfferne Betriebsstellung bewirkt das Federelement 28, dass die Sperrrolle 16 wieder in die Totpunktlage und damit in die sperrende Position zurückgeführt wird.
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2 zeigt eine von der soeben geschilderten Ausführung abweichende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Arretiereinrichtung 10. Gleiche Bezugszeichen wie in der 1 bezeichnen die gleichen Elemente. In Abweichung zu der oben beschriebenen Ausführung der Erfindung umfasst die Sperrrolle 16 zwei nebeneinander auf einer gemeinsamen Lagerachse 18 gegenläufig drehbare Rollen 20, 40. Wie im vorausgegangenen Beispiel liegt die erste Rolle 20 in der Arretierposition an dem konkaven Bereich 32 der Abrollfläche 30 der Übertragungseinrichtung 14 an. Nach Aufhebung der Arretierung durch Einwirkung des Massependels 36 auf die Lagerachse 18 rollt die Rolle 20 an der Abrollfläche 30 entsprechend der Ansicht in 2 im Uhrzeigersinn ab. Eine zweite Rolle 40, dargestellt durch eine unterbrochene Linie, befindet sich in einem steten Kontakt mit einer konvexen Abrollkante 42, mit welcher die Halterung 24 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, und rollt nach Aufhebung der Arretierung an dieser ab. Entsprechend der in 2 gezeigten Darstellung dreht die zweite Rolle 40 dabei entgegen dem Uhrzeigersinn. Vorzugsweise ist die zweite Rolle 40 als ein Rollenpaar ausgebildet, das eine innere, auf der Lagerachse 18 laufende Rolle und eine auf der inneren Rolle laufende äußere Rolle umfasst. Durch diese konstruktive Maßnahme werden Spannungsmomente in der Lagerstelle vermieden. Die erste und die zweite Rolle 20, 40 der Sperrrolle 16 können gleiche oder unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen.
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Die Halterung 24 kann vorteilhafterweise so ausgeführt werden, dass die Abrollkante 42 vertikal beweglich federnd gelagert ist und bei Überschreitung einer durch den Insassen ausgeübten Schwellenkraft der Sperrrolle 16 ausweicht. Somit kann die Totpunktlage der Sperrrolle 16 für den Fall überwunden werden, dass das Massependel 36 nicht bewegt wird. Die federnde Lagerung kann beispielsweise durch eine Fertigung der Halterung 24 aus nachgebenden Federstahl oder durch eine Aufhängung der Halterung 24 an geeigneten Federelementen realisiert werden. Die übrigen Merkmale und die Arbeitsweise der Arretiereinrichtung 10 nach dieser Ausführung entsprechen prinzipiell dem in 1 gezeigten Beispiel.
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Ein Beispiel für eine Stellvorrichtung zur aufprallbedingten Vorbewegung einer Kopfstütze, mit der die erfindungsgemäße Arretiereinrichtung 10 besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann, ist in 3 gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hier auf eine Darstellung der eigentlichen Arretiereinrichtung 10 verzichtet worden. Im unteren Bereich der Sitzlehne 44 befindet sich zwischen zwei Seitenwangen 12 eine flexible Druckplatte 48, die vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt ist und mit zwei vertikal verlaufenden Zugdrähten 50 formschlüssig verbunden ist. Zwei hakenförmig ausgestaltete obere Enden der Zugdrähte 50 greifen auf einen quer verlaufenden Draht 52. Die beidseitigen Enden des quer verlaufenden Drahtes 52 sind fest mit jeweils einem unteren Hebelarm 34 der zwei an der rechten und linken Seitenwange 12 der Sitzlehne 44 verbundenen Übertragungseinrichtungen 14 verbunden. Ebenfalls fest mit den Übertragungseinrichtungen 14 verbunden sind zwei Enden einer im oberen Sitzlehnenbereich quer verlaufenden Exzenterwelle 54. Ferner sind im oberen Bereich der Sitzlehne 44 zwei Aufnahmen 56 angeordnet, die der Aufnahme zweier – hier nicht dargestellter – Kopfstützstangen dienen. Die rohrförmigen Aufnahmen 56 sind profiliert ausgeführt und umgreifen zumindest teilweise einen mittleren Bereich der Exzenterwelle 54. Die Aufnahmen 56 werden jeweils von einem Führungsblech 58 an der Sitzlehne 44 derart gehalten, dass eine Vertikal- und Schwenkbewegung der Aufnahmen 56 relativ zur Sitzlehne 44 ermöglicht wird.
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Im Falle eines Heckaufpralles des Fahrzeuges wird ein Sitzbenutzer trägheitsbedingt gegen die Sitzlehne 44 gedrückt. Infolge der auf ihr eingeübten Kraft erfährt die Druckplatte 48 und mit ihr die vertikalen Zugdrähte 50 eine Deformation, so dass die oberen Enden der Zugdrähte 50 eine in Richtung des Fahrzeugbodens wirkende Kraft auf den quer verlaufenden Draht 52 ausüben. Infolge dessen bewirkt der quer verlaufende Draht 52 eine Schwenkbewegung der Übertragungseinrichtungen 14 um die Schwenkachse 38. Dieser, gemäß der in 3 gewählten Ansicht, entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgenden Bewegung folgt die Exzenterwelle 54, wobei ihr mittlerer Bereich eine gegenüber der Betriebsposition nach hinten und nach oben verlagerte Sicherheitsposition einnimmt. Voraussetzung für die Schwenkbewegung der Übertragungseinrichtungen 14 und der Exzenterwelle 54 ist, dass die Sperrrolle 16 oder ein andersartig ausgestaltetes Sperrglied 16 der erfindungsgemäßen Arretiereinrichtung 10, welche in der Betriebsposition in den konkaven Bereich 32 der Abrollfläche 30 der Übertragungseinrichtung 14 bewegungssperrend eingreift, von der Übertragungseinrichtung 14 abgehoben wird. Zwei Beispiele für vorteilhafte Ausführungen einer solchen Arretiereinrichtung 10 wurden bereits in den vorausgehend erläuterten 1 und 2 gegeben. Durch die Schwenkbewegung der Exzenterwelle 54 erfahren die oberen Enden der Aufnahmen 56 eine Vorverlagerung in Fahrzeugfrontrichtung, wobei sie gleichzeitig nach oben verschoben werden. Die Führungsbleche 58 bestimmen für diese Bewegung eine Schwenkachse. Übertragen durch mittels der Aufnahmen 56 geführten – hier nicht gezeigten – Kopfstützstangen nimmt die ebenfalls nicht dargestellte Kopfstütze schließlich die gewünschte kopfnahe Sicherheitsstellung ein.
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Die Ausmaße der einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Arretiereinrichtung 10 sind so gering, dass sie sich ohne weiteres in einer Seitenwange 12 oder einer anderen Position einer Sitzlehne 44 unterbringen lassen. Die beidseitige Anordnung jeweils einer Arretiereinrichtung 10 in einer Seitenwange 12 ist ebenfalls denkbar.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Arretiereinrichtung ist nicht auf die beispielhaft in 3 dargestellte Stellvorrichtung 46 beschränkt. Vielmehr lässt sich die Idee der Erfindung, bei entsprechender Ausgestaltung des Sperrgliedes 16 und des Massependels 36, auf eine Vielzahl von Stellvorrichtungen sogenannter crash-aktivierter Kopfstützen anwenden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Arretiereinrichtung
- 12
- Seitenwange
- 14
- Übertragungseinrichtung
- 16
- Sperrglied/Sperrrolle
- 18
- Lagerachse
- 20
- Rolle (erste)
- 22
- Hebel
- 24
- Halterung
- 26
- Schwenkachse (Hebel)
- 28
- Federelement
- 30
- Abrollfläche
- 32
- konkav-bogenförmiger Bereich
- 34
- Hebelarm
- 36
- Massependel
- 38
- Schwenkachse (Übertragungseinrichtung)
- 40
- Rolle (zweite)
- 42
- Abrollkante, konvex
- 44
- Sitzlehne
- 46
- Stellvorrichtung
- 48
- Druckplatte
- 50
- vertikaler Zugdraht
- 52
- quer verlaufender Draht
- 54
- Exzenterwelle
- 56
- (Kopfstützstangen-)Aufnahme
- 58
- Führungsblech
