-
Die Erfindung betrifft eine Kopfstützenanordnung für eine crashaktive Kopfstütze mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
-
Eine der häufigsten Verletzungen im Straßenverkehr sind Nackenverletzungen eines Fahrzeuginsassen in Folge eines so genannten Peitschenschlages seines Kopfes. Derartige Verletzungen treten bei Heckcrashs schon bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten auf, weil die Nackenwirbelsäule eines Insassen dabei enormen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Die Ursachen für diese Verletzungen liegen zum einen darin, dass die Kopfstütze in aller Regel immer zu niedrig eingestellt ist, und zum anderen darin, dass die Kopfstütze konstruktiv bedingt zu weit weg vom Kopf des Sitzinsassen angeordnet ist. Um dem Peitschenschlageffekt entgegen zu wirken sind Kraftfahrzeugsitze mit so genannten crashaktiven, genauer gesagt heckcrashaktiven Kopfstützen entwickelt worden. Bei diesen Kraftfahrzeugsitzen wird die bei einem Heckcrash auf die Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes wirkende Trägheitskraft des Körpers eines Sitzinsassen durch entsprechende Übertragungsmechanismen derart auf die Kopfstütze übertragen, dass diese sich nach oben und nach vorn bewegt.
-
Gattungsgemäße Kopfstützenanordnungen haben also nicht nur die Aufgabe, bei einem Frontalcrash sich an eine Vorwärtsbewegung anschließende Rückwärtsbewegungen des Kopfes des sitzenden Fahrzeuginsassen möglichst verletzungsfrei aufzufangen, sondern auch bei einem Heckcrash durch die Trägheit des Kopfes bedingte Rückwärtsbewegungen desselben relativ zu dem Fahrzeug zu dämpfen. Zu dem letztgenannten Zweck ist es von Vorteil, wenn der Kontakt zwischen Kopf und Kopfstütze möglichst schnell nach Beginn des Heckcrashs hergestellt wird. Üblicherweise befindet sich die Kopfstütze jedoch in einer normalen Gebrauchsposition, in der zwischen ihr und dem Kopf ein mehr oder weniger großer Abstand besteht. Ohne zusätzliche Maßnahmen würde dies bei einem Heckcrash dazu führen, dass der Kopf zunächst frei beweglich ist und dann mit relativ großer Geschwindigkeit auf die Kopfstütze auftrifft und der Peitschenschlag des Kopfes als Unfallfolge auftritt.
-
Eine konkrete Lösung zu einer crashaktiven Kopfstützenanordnung geht aus der
WO 98/09838 A1 aus dem Stand der Technik hervor. Hier weist der Rahmen der Rückenlehne dieses Kraftfahrzeugsitzes zwei Seitenräume sowie einen diese in ihrem oberen Bereich verbindenden Querholm auf. An dem Querholm sind hülsenförmige Halterungen axialverschieblich und schwenkbar geführt, die die Haltestangen der Kopfstütze höhenverstellbar aufnehmen. Die unteren Enden der Halterungen sind starr mit einem Kopfstützenträgerrahmen verbunden, der zwischen den Seitenholmen des Rückenlehenrahmens angeordnet und nach unten offen u-förmig gebogen ist. Die beiden Schenkel des Kopfstützenträgerrahmens sind im Bereich ihrer unteren Enden durch Lenker an den benachbarten Seitenholmen des Rückenlehnenrahmens geführt. In diesem Bereich erstreckt sich auch eine Prallplatte zwischen den beiden Schenkeln des Kopfstützenträgerrahmens. Wird die Prallplatte auf Grund eines Heckcrashs durch den Torso eines Sitzinsassen mit Wucht nach hinten gedrückt, schwenkt der gesamte Kopfstützenträgerrahmen in seinem unteren Bereich nach hinten und oben, wodurch sich die Halterungen der Kopfstütze am Querholm des Rückenlehnenrahmens nach oben verschieben und in ihrem oberen Bereich nach vorn schwenken. Durch diesen Mechanismus wird die Kopfstütze bei einem Heckcrash nach vorn und oben verlagert. Nachteilig dabei ist, dass die Aufprallkraft eines Sitzinsassen auf das Prallmittel, und damit auch auf die direkt mit diesem verbundene Kopfstützenträgerkonstruktion, im Wesentlichen horizontal oder gegebenenfalls auch nach unten wirkt. Zum Erreichen der gewünschten Aufwärtsbewegung der Kopfstütze, die deutlich größer sein soll, als die Vorwärtsbewegung, muss aus der im Wesentlichen horizontal wirkenden Aufprallkraft ein vertikaler Kraftanteil gebildet werden, was konstruktiv durch Lenker- oder Äquivalent-Kulissenführungen des Prallmittels gelöst wird. Hierbei sind jedoch konstruktive Grenzen gesetzt.
-
Eine weitere Lösung ist aus der
DE 198 50 758 A1 bekannt. Die Druckschrift beschreibt eine Kopfstützenanordnung für eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes mit einer in rückenlehnenseitigen Führungen gehaltenen Kopfstütze. Die Führungen in der Rückenlehne sind um eine gemeinsame, querverlaufende Schwenkachse begrenzt schwenkbar gelagert. Zur Einleitung von Schwenkbewegungen im Sinne einer Vorverlagerung der Kopfstütze in der Rückenlehne ist eine sich über den gesamten Auflagebereich des Rückens des Sitzenden erstreckende Druckplatte angeordnet. Deren nahe den Führungen verlaufendes oberes Ende erfährt nach heckcrashbedingter Aufhebung einer Arretierung eine durch die Trägheit des Sitzenden bedingte Rückverlagerung, die auf die schwenkbar gelagerten Führungen übertragen wird. Als Prallmittel dient hier also ebenfalls eine Druckplatte, die auch als Lordoseschild ausführbar ist.
-
Schließlich beschreiben die Druckschriften
DE 102 28 675 C1 und die
DE 101 37 684 A1 ebenfalls Rückenlehnen mit aktiven Kopfstützen. Die Druckschriften offenbaren auf Druck wirkende Auslöseelemente, die im Lordosebereich eines auf einem Fahrzeugsitz Aufsitzenden angeordnet sind und deren Auslösung unter Zwischenschaltung von entsprechenden Übertragungsmitteln zur Aktivierung der Kopfstütze führt.
-
Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kopfstützenanordnung zu schaffen, die bei einem Heckcrash für einen direkten und schnellen Kontakt zwischen Kopf des Fahrzeuginsassen und Kopfstütze sorgt.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kopfstützenanordnung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
-
Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Kopfstützenanordnung mit einer Kopfstützenverstelleinheit für ein Rückenlehnenteil eines Kraftfahrzeugsitzes mit einer die Kopfstützenstangen aufnehmenden und in rückenlehnenseitigen Führungen gehaltenen Kopfstütze, wobei die Führungen in der Rückenlehne von einer normalen Gebrauchsposition in eine crashaktive Gebrauchsposition begrenzt verlagerbar sind.
-
Erfindungsgemäße ist vorgesehen, dass zur Verlagerung der Kopfstütze aus der normalen Gebrauchsposition im Sinne der Verlagerung relativ zum Rückenlehnenteil eine sich entlang und auf der Höhe einer Schulterpartie eines Sitzenden erstreckende Auslöseeinheit mit einem Auslöseschild und einer Exzenterwelle angeordnet ist, wobei das Auslöseschild durch eine heckcrashbedingte Rückverlagerung – hervorgerufen durch die Massenträgheit des Sitzenden – bewegt wird und nach einer Übertragung der Rückverlagerung des Auslöseschildes über die Exzenterwelle eine direkte rotatorische und translatorische Bewegung der Führungen der Kopfstützenverstelleinheit zur Erreichung der crashaktiven Gebrauchsposition durchführbar ist, da die Kopfstützenverstelleinheit über mindestens ein an der Exzenterwelle angeordnetes Verbindungsmittel mit der Auslöseeinheit verbunden ist.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Auslöseschild der Auslöseeinheit über die gesamte Breite der Schulterpartie des Sitzenden ausgeführt ist. Ferner sieht die Ausgestaltung vor, dass ein angeordnetes Lordoseschild unterhalb der Auslöseeinheit mittels eines Lordosedrahtes an dem Auslöseschild eingehängt ist und an einer Entkopplungsstelle das Lordoseschild sowohl in der normalen Gebrauchsposition als auch in der crashaktiven Gebrauchsposition der Kopfstützenanordnung auch entkoppelt bleibt.
-
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist das Auslöseschild in Hebelendplatten, die jeweils seitlich an den Seitenholmen des Rückenlehnenteiles befestigt sind, in jeweils einem zweiten Einhängepunkt eingehängt. In den Hebelendplatten ist ferner die Exzenterwelle beidseitig in einem ersten Befestigungspunkt gelagert angeordnet. Die Hebelendplatten werden an einem zweiten Befestigungspunkt drehbar an den Seitenholmen des Rückenlehnenteiles befestigt.
-
Um eine Rückstellung der aktiven Kopfstütze von der crashaktiven Gebrauchsposition in die normale Gebrauchsposition zu unterstützen beziehungsweise zu gewährleisten, weisen die Hebelendplatten jeweils einen ersten Einhängepunkt auf, in dem eine am jeweiligen Seitenholm befestigte Rückzugsfeder mit einer vorgebbaren Vorspannung einhängbar ist.
-
Das Auslöseschild und die zwischen den Hebelendplatten angeordnete Exzenterwelle sowie die Rückzugsfeder stellen in der erfindungsgemäßen Kopfstützenanordnung die Auslöseeinheit dar. Diese Auslöseeinheit wirkt auf die Kopfstützenverstelleinheit, die erfindungsgemäß über ein Verbindungsmittel vorzugsweise an der Exzenterwelle angeordnete Buchsen mit der Auslöseeinheit verbunden ist. Diese Buchsen umgreifen die Exzenterwelle und stellen somit eine Übertragbarkeit der Bewegung der Exzenterwelle der Auslöseeinheit auf die Kopfstützenverstelleinheit sicher.
-
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Kopfstützenverstelleinheit in einem Kopfblech des Rückenlehnenteiles angeordnet. Dazu bildet die Kopfstützenverstelleinheit einen Lagerblock aus, der sich in horizontalen Einzügen des Kopfbleches über Lagerbockabstützungselemente beidseitig (oben und unten) im Kopfblech abstützt. Die Führungen der Kopfstützenverstelleinheit durchgreifen das Kopfblech, wobei in den Lagerblock hülsenbildende Führungsteile angeordnet sind, in denen die Führungen der Kopfstütze translatorisch bewegbar angeordnet sind. Zusätzlich bilden die eine Hülse bildenden Führungsteile einen Drehpunkt im Lagerblock aus, wodurch die Führungen der Kopfstütze relativ zur Rückenlehne rotatorisch bewegbar im Kopfblech des Rückenlehnenteiles angeordnet sind.
-
Durch diese Anordnung ist aufgrund der Bewegung der Exenterwelle hervorgerufen, durch die horizontale und leicht nach oben gerichtete vertikale Bewegung des Auslöseschildes eine direkte translatorische und rotatorische Bewegung der Führungen der Kopfstützenverstelleinheit durchführbar.
-
Durch die kompakte und schmale Anordnung der Kopfstützenverstelleinheit unterhalb des Schaums des Kraftfahrzeugsitzes wird in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sichergestellt, dass die Kopfstützenverstelleinheit in der normalen Gebrauchsposition und in der crashaktiven Gebrauchsposition stets einen Zwischenraum zu dem Schaum des Kraftfahrzeugsitzes aufweist, so dass eine Schaumreibung vermieden wird und bei der reversiblen Verstellung der aktiven Kopfstütze keine Reibverluste entstehen.
-
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Vorderansicht einer Kopfstützenanordnung mit einer Kopfstützenverstelleinheit und einer bekannten Auslöseeinheit, einen mit der Kopfstützenverstelleinheit verbundenen Lordoseschild;
-
2 eine perspektivische Vorderansicht der erfindungsgemäßen Kopfstützenanordnung mit einer Kopfstützenverstelleinheit und einer Auslöseeinheit mit einem von dem Lordoseschild entkoppelten Auslöseschild, das mit der Kopfstützenverstelleinheit direkt verbunden ist;
-
3 eine perspektivische Vorderansicht der wesentlichen Bauteile der Kopfstützenverstelleinheit und der Auslöseeinheit;
-
4 eine perspektivische Darstellung der Kopfstützenverstelleinheit und der Auslöseeinheit innerhalb des Rückenlehnenteilrahmens sowie des Kopfbleches in einer Hinteransicht;
-
5 eine Detaildarstellung der Bauteile der Kopfstützenverstelleinheit und
-
6 eine perspektivische Darstellung der Kopfstützeneinheit und der Auslöseeinheit im Verhältnis zum Sitzschaum des Rückenlehnenteiles.
-
1 zeigt zunächst in einer perspektivischen Vorderansicht ein Rückenlehnenteil 10 mit einer erfindungsgemäßen Kopfstützenverstelleinheit 12 und einer Auslöseeinheit 11, die noch einen Betätigungshebel 22 aufweist, an dem ein Lordoseschild 26 als Druckplatte zur Auslösung einer aktiven Kopfstütze angeordnet ist. Das Rückenlehnenteil 10 weist einen Rückenlehnenteilrahmen 14 auf, der im Wesentlichen aus Seitenholmen 16 und einem Kopfblech 40 ausgebildet ist. Das Lordoseschild 26 ist in einem Lordoserahmen 28 über zwei vertikal angeordnete Lordosedrähte 30 eingehängt, wobei der Lordoserahmen 28 über den Betätigungshebel 22 über in den Seitenholmen 16 angeordnete Hebelendplatten 20 auf eine Exzenterwelle 24 wirkt. Die Exzenterwelle 24 wirkt auf Führungen 18 der erfindungsgemäßen Kopfstützenverstelleinheit 12, die nicht zum Stand der Technik gehört und auf die im Weiteren näher eingegangen wird.
-
Nachteilig bei dieser bekannten Lösung bezüglich der Verwendung des eingehängten gekoppelten Lordoseschildes 26 als Druckplatte ist, dass das Lordoseschild 26 aufgrund der Elastizität bei einem Heckcrash hervorgerufen – die auf das Lordoseschild 26 einwirkenden Kräfte – horizontal beziehungsweise teilweise horizontal nach unten wirkend ausweicht und diese Ausweichbewegung zur einer Verzögerung der Auslösung der aktiven Kopfstütze führt.
-
2 zeigt ausgehend von 1 eine perspektivische Vorderansicht der Kopfstützenverstelleinheit 12 und der Auslöseeinheit 11 mit einem von dem Lordoseschild 26 entkoppelten Auslöseschild 38, das mit der Kopfstützenverstelleinheit 12 direkt verbunden ist. Dabei werden in 2 und den nachfolgenden Figuren für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet.
-
Wie 2 zeigt, ist das Auslöseschild 38 der Auslöseeinheit 11 innerhalb der Seitenholme 16 über die gesamte Breite einer Schulterpartie eines auf dem Kraftfahrzeugsitz Sitzenden ausgeführt. Ein wesentlicher Unterschied zum Stand der Technik gemäß 1 ergibt sich daraus, dass das Lordoseschild 26 zwar mittels den Lordosedrähten 30 im Auslöseschild 38 eingehängt ist, jedoch eine Entkopplungsstelle 54 ausgebildet ist. Die Entkopplung des Lordoseschildes 26 von dem Auslöseschild 38 erfolgt durch eine verlängerte durch das Auslöseschild 38 durchgreifende Ausführung der Lordosedrähte 30. Die Lordosedrähte 30 sind zur Sicherung oberhalb des Auslöseschildes 38 entsprechend abgebogen gestaltet. Sowohl in einer normalen Gebrauchstellung 68 der Auslöseeinheit 11 als auch in einer crashaktiven Gebrauchsposition 70 der Auslöseeinheit 11 ist somit das Lordoseschild 26 vom Auslöseschild 38 entkoppelt.
-
Die Betätigung der Kopfstützenverstelleinheit 12 über die Auslöseeinheit 11 von der normalen Gebrauchsposition 68 zur crashaktiven Gebrauchsposition 70 und zurück wird im Heckcrashfall nun dadurch gewährleistet, dass die Bewegung der im Wesentlichen horizontalen und leicht nach oben gerichteten vertikalen Bewegung des Auslöseschildes 38 auf die Exzenterwelle 24 übertragen wird. Dazu ist das Auslöseschild 38 in den Hebelendplatten 20 angeordnet.
-
Eine perspektivische detaillierte Vorderansicht der wesentlichen Bauteile der Kopfstützenverstelleinheit 12 und der Auslöseeinheit 11 zeigt 3.
-
Die Hebelendplatte 20 umfasst zwei Einhängepunkte 56, 58 die jeweils beidseitig in jeder Hebelendplatte ausgeführt sind. Der erste Einhängepunkt 56 dient der oberen Einhängung einer Rückzugsfeder 34 und der zweite Einhängepunkt 58 dient der Einhängung des Auslöseschildes 38. Ferner weisen die Hebelendplatten 20 jeweils Befestigungspunkte 60 und 62 auf. Der erste Befestigungspunkt 60 nimmt die Exzenterwelle 24 in der Hebelendplatte 20 auf und der zweite Befestigungspunkt 62 dient der drehbaren Anordnung der Hebelendplatten in den Seitenholmen 16. Durch diese hebelartig und in den Seitenholmen drehbar auf einer Achse (gestrichelte Linie) angeordneten ausgeführten Hebelendplatten 20 wird eine Bewegung des Auslöseschildes 38 auf die Exzenterwelle 24 übertragen. Als Verbindungsglied zwischen Auslöseeinheit 11 und Kopfstützenverstelleinheit 12 dient, wie 4 in einer perspektivischen Darstellung des Rückenlehnenteilrahmens 14 und Kopfstützenverstelleinheit sowie der Auslöseeinheit 11, 12 in einer Hinteransicht zeigt, vorzugsweise jeweils eine Buchse 32, die die Exzenterwelle 24 umgreift. Die die Exzenterwelle 24 umgreifenden Buchsen 32 übertragen die Bewegung der Auslöseeinheit 38 auf die Führungen der Kopfstützenverstelleinheit 12.
-
Sowohl 3 als auch 4 zeigen die Details der Kopfstützenverstelleinheit 12 in der Vorder- beziehungsweise der Hinteransicht. Wie aus 4 sichtbar wird, durchgreifen die Führungen 18 die Einzüge des Kopfbleches 40 des Rückenlehnenteilrahmens 14. Jeweils ein Lagerblock 42, der sich oben und unten im Kopfblech 40 an den Einzügen mittels Lagerbockabstützungselementen 44 abstützt, dient der Anordnung und Positionierung der Führungen 18. Innerhalb des Lagerblockes 42 ist jeweils zusätzlich mindestens ein Führungsteil 36 angeordnet. Diese Führungsteile 36 dienen der Übertragung der von der Exzenterwelle 24 ausgehenden translatorischen und rotatorischen Bewegung der Führungen 18. Dazu weisen die in der bevorzugten Ausführung jeweils zweiteilig ausgeführten Führungsteile 36 seitlich im Lagerblock 42 ausgebildete Lager aus, die in Öffnungen innerhalb des Lagerblockes 42 einen Drehpunkt 46 ausbilden.
-
Die Anordnung gemäß 5 zeigt nochmals eine perspektivische und Lagerblock 42 und Kopfblech 40 weglassende Darstellung der eine Hülse bildenden Führungsteile 36 im jeweiligen Lagerblock 42. Die Führungen 18 werden von dem zweiteiligen Führungsteilen 36 umgriffen und bilden Translationsführungsflächen 52 zwischen den Führungsteilen 36 und den Führungen 18 beziehungsweise eine Rotationsführungsfläche 52 innerhalb des Lagers 48 aus.
-
Gemäß den 2 bis 4 befindet sich Auslöseeinheit und Kopfstützenverstelleinheit 11, 12 zunächst in einer normalen Gebrauchsposition 68. Im Falle eines Crashs, insbesondere eines Heckcrashs, wird der Insasse, durch die Massenträgheit hervorgerufen, unmittelbar gegen das Auslöseschild 38 bewegt. Über die Hebelendplatten 20 wird diese Verlagerung des Auslöseschildes 38 auf die Exzenterwelle 24 übertragen, wobei das Lordoseschild 26 durch die ausgebildeten Entkopplungsstellen 54 entkoppelt bleibt. Die Exzenterwelle 24 vollführt eine teilweise translatorische als auch rotatorische Bewegung, die auf die Führungen 18 übertragen wird.
-
Diese translatorische und rotatorische Bewegung kann von den Führungen 18 durch die beschriebene Anordnung in den Führungsteilen 36, die eine Rotation und eine Translation ermöglichen, übertragen werden. Die Positionierung der Führungsteile 36 erfolgt durch den angeordneten Lagerblock 42. Somit ist eine direkte und schnelle crashaktive Kopfstützenbewegung bei Anordnung von Kopfstützenholmen in den Führungen 18 möglich. Während der Bewegung von der normalen Gebrauchsposition 68 in die crashaktive Gebrauchsposition 70 wird die in den Hebelendplatten 20 jeweils am ersten Einhängepunkt 56 eingehängte Rückzugsfeder, die an ihrem anderen Ende in den Seitenholmen 16 eingehängt ist, gespannt, wodurch eine reversible Bewegung von der crashaktiven Gebrauchsposition 70 in die normale Gebrauchsposition 68 federentlastend unterstützt beziehungsweise realisiert wird. Somit ist die Kopfstützenanordnung problemlos mehrmals verwendbar.
-
Die besonders platzsparende Ausführung der Kopfstützenverstelleinheit 12 stellt zudem sicher, dass gemäß 6 sowohl in der normalen, als auch in der crashaktiven Gebrauchsposition 68, 70 ein Zwischenraum 64 zwischen Kopfstützenverstelleinheit 12, insbesondere dem Kopfblech 40, und einem Sitzschaum 66 des Kraftfahrzeugsitzes verbleibt. Die exponierten Stellen sind in 6 in einer gestrichelten Darstellung in der crashaktiven Gebrauchsposition 70 gezeigt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Rückenlehnenteil
- 11
- Auslöseeinheit
- 12
- Kopfstützenverstelleinheit
- 14
- Rückenlehnenteilrahmen
- 16
- Seitenholm
- 18
- Führungen (Kopfstützenrohr)
- 20
- Hebelendplatten
- 22
- Betätigungshebel
- 24
- Exzenterwelle (Übertragungshebel)
- 26
- Lordoseschild
- 28
- Lordoserahmen
- 30
- Lordosedraht
- 32
- Buchse
- 34
- Rückzugsfeder
- 36
- Führungsteile
- 38
- Auslöseschild
- 40
- Kopfblech
- 42
- Lagerblock
- 44
- Lagerbockabstützungselemente
- 46
- Drehpunkt
- 48
- Lager
- 50
- Rotationsführungsflächen
- 52
- Translationsführungsflächen
- 54
- Entkopplungsstelle
- 56
- erster Einhängepunkt Rückzugsfeder 34
- 58
- zweiter Einhängepunkt Auslöseschild 38
- 60
- erster Befestigungspunkt Exzenterwelle 24
- 62
- zweiter Befestigungspunkt Seitenholm 16
- 64
- Zwischenraum
- 66
- Schaum
- 68
- normale Gebrauchsposition
- 70
- crashaktive Gebrauchsposition
