DE102004030215B4

DE102004030215B4 - Kopfstütze für Sitze

Info

Publication number: DE102004030215B4
Application number: DE102004030215A
Authority: DE
Inventors: Nagarjun Rochester Hills Yetukuri; Mladen Eastpointe Humer; Kenneth Leonard McQueen; Dale Clarkston Smallwood
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: DE102004030215A1; US6880891B2; GB0413410D0; GB2403140A; US20050001463A1; GB2403140B

Abstract

Kopfstützenanordnung (14) für einen Fahrzeugsitz (12, 84), wobei der Sitz (12, 84) eine Sitzrücklehne (16) und eine Sitzfläche (18) aufweist, und die Kopfstützenanordnung (14) aufweist:
einen Kopfstützenpfeiler (40, 86), der zwei Schenkelabschnitte (46, 88) und einen Querstangenabschnitt (48, 90) aufweist, der die Schenkelabschnitte (46, 88) verbindet, wobei die Schenkelabschnitte (46, 88) zum Eingriff mit der Sitzrücklehne (16) ausgebildet sind;
ein Stützteil (42), das mit dem Querstangenabschnitt (48, 90) und jedem Schenkelabschnitt (46, 88) des Kopfstützenpfeilers (40, 86) gekuppelt ist, wobei das Stützteil (42) eine in Querrichtung längliche, konvexe Oberfläche (76) aufweist; und
ein zusammendrückbares Polster (44), das zumindest teilweise das Stützteil (42) umschließt, wobei das Polster (44) eine konvexe, äußere Oberfläche (80) zur Abstützung des Kopfes eines Insassen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die konvexe Oberfläche (76) des Stützteils (42) einen Krümmungs-Radius im Bereich von 10 bis 60 Millimetern aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemeine Fahrzeugsitze, und spezieller eine Kopfstütze, welche das Abknicken des Halses eines Fahrzeuginsassen bei einem Zusammenstoß von hinten minimiert.
Häufig erlitten Insassen von Kraftfahrzeugen Kopf-, Hals- und Wirbelsäulenverletzungen bei derartigen Ereignissen wie einem Zusammenstoß von hinten eines Fahrzeugs oder einer plötzlichen Verzögerung. Typischerweise ist eine Fahrzeugkopfstütze so ausgebildet, dass zusammendrückbarer Schaumstoff vorhanden ist, der einen Kopfstützenpfeiler umgibt. Bei einem Aufprall von hinten berührt der Kopf des Insassen die Oberseite der Fahrzeugkopfstütze mit ausreichender Kraft, um eine signifikante Auslenkung des Schaumstoffs hervorzurufen. Die Stärke der Auslenkung des Halses nimmt zu, wenn der Kopf den Schaumstoff weiter zusammendrückt. Da der Schaumstoff ausreichend elastisch ist, wird die durch den Fahrzeuginsassen auf den Schaumstoff einwirkende Energie hauptsächlich gespeichert, und nicht verteilt. Wenn der Aufprall von hinten beendet ist, wird die in dem Schaumstoff gespeicherte Energie wieder an den Kopf des Insassen abgegeben, so dass der Kopf nach vorn geschleudert wird, was zu weiteren Verletzungen des Fahrzeuginsassen führen kann.

Aus der FR 2 825 668 A1 geht eine Fahrzeugkopfstütze hervor, die in ihrem Inneren einen Mechanismus zum gezielten Deformieren der Kopfstütze aufweist. Durch die Deformation soll die Kopfstütze besonders gut an den jeweiligen Fahrgast angepasst werden können. Nachteilig darin ist jedoch, dass die dort beschriebenen Maßnahmen mehr auf die Anpassungsfähigkeit der Kopfstütze als auf den Schutz des Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall abzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugkopfstütze zur Verfügung zu stellen, die eine bequeme Stützoberfläche im Normalbetrieb aufweist, und eine Anordnung, welche die Auslenkung des Halses eines Insassen während eines Vorfalls wie beispielsweise einem Auffahrunfall begrenzt. Weiterhin wäre es vorteilhaft, eine Kopfstütze zur Verfügung zu stellen, die Bauteile aufweist, die einfach zum Einsatz bei vorhandenen Kopfstützenpfeilern und Sitzanordnungen angepasst werden kann. Weiterhin wäre es vorteilhaft, eine Kopfstütze für einen Sitz zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kopfstützenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung begrenzt eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz die Auslenkung des Halses eines Fahrzeuginsassen während eines Auffahrunfalls. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kopfstütze ein Stützteil auf, das an der Oberseite eines Kopfstützenpfeilers angebracht ist. Das Stützteil weist eine konvexe Oberfläche auf, die so ausgebildet ist, dass sie im Wesentlichen an die Kontur des Kopfes und des Halses eines Insassen angepasst ist. Das Stützteil ist von einem elastischen Material wie beispielsweise Schaumstoff abgedeckt. Die Dicke des Schaumstoffs wird infolge des Vorhandenseins des Stützteils minimiert. Eine minimierte Schaumstoffdicke, zusätzlich zur Form des Stützteils, sorgt für eine minimierte Auslenkung des Halses des Insassen bei einem Auffahrunfall.

Weitere Einsatzbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung deutlich werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele zwar die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutern, jedoch nur zu Erläuterungszwecken dienen, und nicht den Umfang der Erfindung einschränken sollen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

1 eine Perspektivansicht eines Beispiels für ein Fahrzeug, das mit einem Fahrzeugsitz ausgerüstet ist, welcher eine Kopfstützenanordnung gemäß der erfindungsgemäßen Lehre aufweist;

2 eine perspektivische Teilansicht in Explosionsdarstellung eines Fahrzeugsitzes, der gemäß der erfindungsgemäßen Lehre aufgebaut ist;

3 eine perspektivische Teilansicht eines Stützteils und eines Kopfstützenpfeilers der in 2 gezeigten Sitzanordnung;

4 eine Querschnitts-Seitenansicht der Kopfstützenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;

5 eine schematische Seitenansicht, welche einen Fahrzeuginsassen in Bezug auf einen Fahrzeugsitz im Normalbetrieb des Fahrzeugs zeigt;

6 eine schematische Seitenansicht, welche die Position eines Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeugsitz gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Auffahrunfall zeigt; und

7 eine perspektivische Teilansicht in Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform einer Sitzanordnung, die gemäß der erfindungsgemäßen Lehre ausgebildet ist.

Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen soll nur beispielhaft verstanden werden, und keinesfalls die Erfindung, deren Anwendung, oder deren Einsatz einschränken.

1 zeigt ein Beispiel für ein Kraftfahrzeug 10, das einen Sitz 12 aufweist, der gemäß der erfindungsgemäßen Lehre ausgebildet ist. Der Sitz 12 weist eine Kopfstützenanordnung 14 auf, eine Sitzrücklehne 16, und eine Sitzfläche 18. Die Sitzrücklehne 16 ist schwenkbar mit der Sitzfläche 18 gekuppelt. Die Kopfstützenanordnung 14 ist einstellbar mit der Sitzrücklehne 16 so verbunden, dass die Kopfstützenanordnung in Vertikalrichtung in Bezug auf die Sitzrücklehne in Abhängigkeit von den körperlichen Eigenschaften des Fahrzeuginsassen angeordnet werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass die in zwei Richtungen einstellbare Ausführungsform, wie sie gezeigt ist, nur ein Beispiel darstellt, und dass die Kopfstützenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung auch im Zusammenhang mit einer in vier Richtungen einstellbaren Sitz- und Kopfstützenanordung eingesetzt werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Die 2 bis 4 zeigen die Sitzrücklehne 16, die einen Rahmen 20 aufweist, Buchsen 22, und Endkappen 24. Der Rahmen 20 weist zwei Seitenschienen 26 auf, die durch eine obere Schiene 28 verbunden sind. Durch die obere Schiene 28 erstrecken sich zwei Öffnungen 30. Die Buchsen 22 sind in den Öffnungen 30 angeordnet. Jede Buchse 22 weist ein rohrförmiges Segment 32 auf, das an seinem einen Ende mit einem Flansch 34 versehen ist. Die rohrförmigen Segmente 32 erstrecken sich durch die obere Schiene 28. Jeder Flansch 34 stößt gegen eine obere Oberfläche 36 der oberen Schiene 28 an, wenn die Buchsen 22 am Rahmen 20 angebracht sind. Die Endkappen 24 sind mit den Buchsen 22 gekuppelt, und sorgen für eine ästhetisch befriedigende Abdeckung der Buchsen. Eine der Endkappen 24 weist einen Verriegelungsmechanismus auf, von welchem ein Lösehebel 38 ausgeht. Der Verriegelungsmechanismus steht normalerweise im Eingriff mit einem Abschnitt der Kopfstützenanordnung 14, um die Vertikalposition der Kopfstützenanordnung in Bezug auf die Sitzrücklehne beizubehalten. Wenn eine Einstellung der Vertikalhöhe der Kopfstützenanordnung in Bezug auf die Sitzrücklehne gewünscht wird, betätigt der Fahrzeuginsasse den Lösehebel 38, um den Verriegelungsmechanismus außer Eingriff zu bringen, und eine Bewegung der Kopfstützenanordnung 14 in Bezug auf die Sitzrücklehne 16 zu ermöglichen.

Die Kopfstützenanordnung 14 weist einen Kopfstützenpfeiler 40 auf, ein Stützteil 42, und ein Polster 44. Der Kopfstützenpfeiler 40 besteht vorzugsweise aus einem Rohr oder einer Stange aus Metall, entsprechend der in den Figuren dargestellten Form. Der Kopfstützenpfeiler 40 weist zwei im Wesentlichen parallele, vertikal ausgerichtete Schenkelabschnitte 46 auf, die durch einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden Querstangenabschnitt 48 verbunden sind. Jeder Schenkelabschnitt 46 weist einen Sitzrücklehneneingriffsabschnitt 50 auf, einen Polstereingriffsabschnitt 52, und einen Übergangsabschnitt 54, der den Sitzrücklehneneingriffsabschnitt 50 und den Polstereingriffsabschnitt 52 verbindet.

Das Stützteil 42 ist vorzugsweise ein mittels Spritzguss hergestelltes Kunststoffteil. Allerdings kann das Stützteil 42 auch aus Metallblech bestehen, aus Aluminium, oder jedem anderen, geeigneten Baumaterial. Das Stützteil 42 weist eine bogenförmige Wand 56 auf, die durch Endwände 58 begrenzt wird. Die bogenförmige Wand 56 und die Endwände 58 bilden eine im Wesentlichen hohle Schale 60 aus. Innere Clips 62 sind einstückig mit einer Innenoberfläche 64 der bogenförmigen Wand 56 ausgebildet, und erstrecken sich von dieser aus. Rippen 65 sorgen für bauliche Verstärkung der inneren Clips 62 entlang der inneren Oberfläche 64. Jeder innere Clip 62 weist eine innere, gebogene Oberfläche 66 auf, die im Eingriff mit dem Querstangenabschnitt 48 des Kopfstützenpfeilers 40 steht. Die innere, bogenförmige Oberfläche 66 legt eine Bogenlänge fest, die größer ist als 180 Grad. Daher stehen die inneren Clips 62 im Schnappsitz an dem Querstangenabschnitt 48, um das Stützteil 42 an dem Kopfstützenpfeiler 40 zu haltern. Andere Clips 68 sind einstückig mit Endwänden 58 und benachbart zu diesen des Stützteils 42 ausgebildet. Jeder äußere Clip 68 weist eine bogenförmige Wand 70 auf, durch welche sich ein Schlitz 72 erstreckt. Jede Endwand 70 weist eine innere Oberfläche 74 auf, die im Eingriff mit einem Schenkelabschnitt 46 des Kopfstützenpfeilers 40 steht. Die innere Oberfläche 74 legt eine Bogenlänge von mehr als 180 Grad fest, um das Haltern des Stützteils 42 am Kopfstützenpfeiler 40 zu unterstützen.

Die bogenförmige Wand 56 des Stützteils 42 weist eine äußere, konvexe Oberfläche 76 auf. Die äußere, konvexe Oberfläche 76 legt einen Radius im Bereich von 10 bis 60 mm fest. Bei diesem Radiusbereich hat sich herausgestellt, dass er in der Hinsicht vorteilhaft ist, die Belastung zu verteilen, die auf die Kopfstützenanordnung 14 durch den Kopf eines Fahrzeuginsassen bei einem Auffahrunfall einwirkt. Ein Radius von 50 mm wird vorgezogen. Wie voranstehend erwähnt, ist es äußerst wünschenswert, die maximale Auslenkung des Halses eines Fahrzeuginsassen bei einem Aufprallunfall zu begrenzen. Wenn die konvexe Oberfläche 76 derartige Abmessungen hat, wie dies voranstehend geschildert wurde, wird die maximale Auslenkung des Halses des Fahrzeuginsassen verringert.

Das Polster 44 besteht normalerweise aus einem Urethanschaum jener Art, der typischerweise zur Herstellung von Kopfstützenpolstern verwendet wird. Das Polster 44 weist ein Stützteil 42 auf, damit eine ästhetisch ansprechende und komfortable Oberfläche zum Abstützen des Kopfes des Fahrzeuginsassen zur Verfügung gestellt wird. Das Polster 44 kann getrennt ausgeformt werden, und geschlitzt sein, um das Stützteil 42 aufzunehmen, oder kann direkt mittels Spritzguß über dem Stützteil 42 und dem obersten Abschnitt des Kopfstützenpfeilers 40 ausgeformt werden. Eine Stoffabdeckung 78 umschließt das Polster 44. Das Polster 44 weist solche Abmessungen und eine solche Form auf, dass die Auslenkung des Halses des Fahrzeuginsassen bei einem Auffahrunfall minimiert wird. Speziell weist das Kopfstützenpolster 44 eine äußere, konvexe Oberfläche 80 auf, die von der äußeren, konvexen Oberfläche 76 des Stützteils 42 beabstandet ist. Die äußere, konvexe Oberfläche 80 legt einen Radius fest, der so groß ist, dass er an die Geometrie der Rückseite des Kopfes und des Halses eines Insassen angepasst ist. Die Dicke 82 des Polsters 44 zwischen der äußeren, konvexen Oberfläche 80 und der äußeren, konvexen Oberfläche 76 ist auf den Bereich von 20 bis 60 mm festgelegt. Dieser Bereich der Dicke stellt sicher, dass der Kopf eines Fahrzeuginsassen ausreichend beim Zusammenstoß abgepolstert wird, wobei gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Belastung auf das Stützteil 42 übertragen wird, um einer weiteren Abknickung des Halses des Fahrzeuginsassen zu widerstehen.

Die 5 und 6 zeigen die Winkelbeziehung des Kopfes eines Fahrzeuginsassen zu dessen Torso vor und nach einem Auffahrunfall. Im einzelnen ist der Winkel A gemäß 5 vorhanden, wenn der Fahrer in einem Fahrzeug unter "normalen" Bedingungen fährt. 6 zeigt die Änderung der Orientierung des Kopfes in Bezug auf den Torso als vergrößerten Winkel B. Da die Dicke 82 des Polsters 44 um die Abmessung des Stützteils verringert ist, wird die maximale Auslenkung des Halses verringert. Da das Stützteil 42 die äußere, konvexe Oberfläche 76 mit speziellen Abmessungen aufweist, wird darüber hinaus die Größe der Belastung, die auf die Rückseite des Kopfes des Fahrzeuginsassen einwirkt, innerhalb vernünftiger Grenzen gehalten. Weiterhin wird die Schaumstoffmenge zwischen dem Kopf des Fahrzeuginsassen und der Stützanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verringert, damit in dem Schaumstoff beim Auffahrunfall weniger Energie gespeichert wird. Die Neigung des zusammengedrückten Schaumstoffs, den Kopf des Fahrzeuginsassen nach vom nach dem Auffahrunfall schnellen zu lassen, wird daher verringert.

7 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Sitzes 84. Der Sitz 84 ähnelt im Wesentlichen dem Sitz 12. Daher werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie voranstehend geschildert bezeichnet. Der Sitz 84 weist einen Kopfstützenpfeiler 86 auf, der zwei im wesentlichen parallele Schenkelabschnitte 88 aufweist, die durch einen Querstangenabschnitt 90 verbunden sind. Der Querstangenabschnitt 90 ist serpentinenförmig ausgebildet, mit zwei Spitzen 92, die durch einen Trog 94 verbunden sind. Es wird darauf hingewiesen, dass innere Clips 62 des Stützteils 42 beabstandet angeordnet sind, um in Eingriff mit den Spitzen 92 des Kopfstützenpfeilers 86 oder den entsprechenden Orten des Querstangenabschnitts 48 des Kopfstützenpfeilers 40 zu gelangen. Durch eine derartige Konstruktion des Stützteils 42 kann ein einziges Stützteil bei Sitzen verwendet werden, die einen Kopfstützenpfeiler gemäß beiden Ausführungsformen aufweisen.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass voranstehend nur beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden. Fachleuten auf diesem Gebiet wird leicht aufgrund dieser Erläuterung, sowie aus den beigefügten Zeichnungen und den Patentansprüchen auffallen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein sollen. So kann beispielsweise der Kopfstützenpfeiler 40 aus anderen Materialien hergestellt sein, beispielsweise Aluminium, Magnesium, Kunststoff, oder anderen Baumaterialien. Darüber hinaus muss der Kopfstützenpfeiler nicht als einstückige, rohrförmige Anordnung ausgebildet sein, sondern kann Abschnitte mit rechteckigem Querschnitt aufweisen, Flansche und zusätzliche Stützteile, je nach Erfordernis, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Kopfstützenanordnung (14) für einen Fahrzeugsitz (12, 84), wobei der Sitz (12, 84) eine Sitzrücklehne (16) und eine Sitzfläche (18) aufweist, und die Kopfstützenanordnung (14) aufweist: einen Kopfstützenpfeiler (40, 86), der zwei Schenkelabschnitte (46, 88) und einen Querstangenabschnitt (48, 90) aufweist, der die Schenkelabschnitte (46, 88) verbindet, wobei die Schenkelabschnitte (46, 88) zum Eingriff mit der Sitzrücklehne (16) ausgebildet sind; ein Stützteil (42), das mit dem Querstangenabschnitt (48, 90) und jedem Schenkelabschnitt (46, 88) des Kopfstützenpfeilers (40, 86) gekuppelt ist, wobei das Stützteil (42) eine in Querrichtung längliche, konvexe Oberfläche (76) aufweist; und ein zusammendrückbares Polster (44), das zumindest teilweise das Stützteil (42) umschließt, wobei das Polster (44) eine konvexe, äußere Oberfläche (80) zur Abstützung des Kopfes eines Insassen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Oberfläche (76) des Stützteils (42) einen Krümmungs-Radius im Bereich von 10 bis 60 Millimetern aufweist.
Kopfstützenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Clipabschnitte (62, 68), welche im Eingriff mit dem Kopfstützenpfeiler (40, 86) stehen.
Kopfstützenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Clipabschnitt (62, 68) eine bogenförmige, zylinderförmige Oberfläche (66, 70) aufweist, die im Eingriff mit einem Abschnitt des Kopfstützenpfeilers (40, 86) steht.
Kopfstützenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmige Oberfläche (66) in Umfangsrichtung sich über einen größeren Winkel als 180 Grad erstreckt.
Kopfstützenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Clipabschnitt (62, 68) mit dem Kopfstützenpfeiler im Schnappsitzeingriff gekuppelt ist.
Kopfstützenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Clipabschnitte (62, 68) voneinander beabstandet angeordnet sind, so dass zwei Clipabschnitte (62) im Eingriff mit dem Querstangenabschnitt (48, 90) stehen, und ein Clipabschnitt (68) im Eingriff mit jedem Schenkelabschnitt (46, 88) des Kopfstützenpfeilers (40, 86) steht.
Kopfstützenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (82) des Polsters (44) zwischen der konvexen Oberfläche (76) des Stützteils (42) und der konvexen, äußeren Oberfläche (80) des Polsters (44) im Bereich von 20 bis 60 Millimetern liegt.
Kopfstützenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querstangenabschnitt (90) des Kopfstützenpfeilers (86) serpentinenförmig ausgebildet ist.
Fahrzeugsitz (12, 84) mit a) einer Sitzrücklehne (16), die einen Rahmen (20) und zwei mit dem Rahmen gekuppelte Buchsen (22) aufweist; b) einer Sitzfläche (18), die mit der Sitzrücklehne (16) gekuppelt ist; und c) einer Kopfstützenanordnung (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die einstellbar mit der Sitzrücklehne (16) gekuppelt ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Oberfläche (76) des Stützteils (42) gegenüber der Sitzrücklehne (16) versetzt angeordnet ist, und in der Nähe eines distalen Endes des Fahrzeugsitzes (12, 84) angeordnet ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (42) eine bogenförmige Wand (56) und zwei Endwände (58) aufweist, die eine Schale (60) ausbilden, wobei auf der Schale (60) mehrere Clips (62) einstückig vorgesehen sind.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polster (44) das Stützteil (42) umgibt.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Buchsen (22) vorgesehen sind, die mit dem Rahmen (20) gekuppelt sind, wobei jeder Schenkelabschnitt (46, 88) gleitbeweglich durch eine der Buchsen (22) gehaltert wird.