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Die
Erfindung betrifft einen Lineardämpfer mit
den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
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Für den Einsatz
in Kraftfahrzeugen sind Kopfstützen
bekannt, die bei einem Heckcrash zur Herstellung eines schnellen
Kontaktes zwischen dem Kopf, der auf dem Fahrzeugsitz befindlichen
Person, und der Kopfstütze
im Wesentlichen schlagartig von der Normalposition in eine Crashposition,
also in Richtung des Kopfbereiches der jeweiligen Person, bewegt
werden. Hierdurch soll erreicht werden, dass der Kopf möglichst
verletzungsfrei aufgefangen wird. Bei diesen bekannten Kopfstützen ist
nachteilig, dass sie nach ihrer Verlagerung unmittelbar in ihre
Ausgangsposition zurückgelangen.
Hierzu sind so genannte Rückholfedern
innerhalb der Rückenlehne angeordnet.
Es ist jedoch wünschenswert,
dass die aktivierte Kopfstütze
in ihrer Aktivierungsposition zumindest für eine kurze Zeitspanne verbleibt,
beziehungsweise nur langsam in die Ausgangsposition zurückkehrt,
um den Anlagekontakt mit dem Kopf des Insassen zeitlich zu verlängern.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Optimierung des
Bewegungsablaufes der aktiven Kopfstütze nach der Auslösung der
aktiven Kopfstütze
zu gewährleisten.
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Dadurch,
dass ein Lineardämpfer
ein Dämpfungselement
beinhaltet, wird gewährleistet,
dass eine starke rückläufige Bewegung
der Kopfstütze nach
Aktivierung durch das aktive Kopfstützsystem und Kopfkontakt beim
Insassen vermieden wird. Das Dämpfungselement
ist über
Befestigungselemente zwischen einer, von einer Grundposition in
eine Auslöseposition
reversibel verlagerbaren Kopfstütze
und einem unbeweglichen Rückenlehnenstrukturteil
angeordnet und umfasst eine Gewindebuchse und ein Rotationsdämpferelement.
Die Gewindebuchse und das Rotationsdämpferelement sind über eine
Verzahnungsanordnung in einer freilaufenden und einer entgegengesetzten
sperrenden Rotationsrichtung der Gewindebuchse, gegenüber dem
Rotationsdämpferelement,
ineinander greifend angeordnet. Dadurch wird eine translatorische
Bewegung des Kopfstützenteiles
von der Grundposition in die Auslöseposition über eine Verlagerung einer
in die Gewindebuchse eingreifenden Gewindewelle in eine frei laufende,
ungedämpfte
und rotatorische Bewegung der Gewindebuchse oder eine translatorische
Bewegung des Kopfstützenteiles
von der Auslöseposition in
die Grundposition über
die Gewindewelle in eine sperrende, gedämpfte und rotatorische Bewegung der
Gewindebuchse unter Mitnahme des Rotationsdämpferelementes umgewandelt.
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Bei
der rückläufigen Bewegung,
von der Auslöseposition
in die Grundposition, der Kopfstütze
erfolgt nämlich
die Mitnahme des Rotationsdämpferelementes
innerhalb des Lineardämpfers,
so dass in vorteilhafter Weise eine Optimierung des Bewegungsablaufes,
nach Auslösen
der Kopfstütze,
nach einem Heckaufprall gegeben ist, da der Kontakt zwischen dem
Kopf des Insassen und der Kopfstütze durch
die gedämpfte
rückläufige Bewegung,
von der Auslöseposition
in die Grundposition, zeitlich verlängert wird. Die Fahrzeugsicherheit
im Kopfstützenbereich
wird dadurch erhöht.
Dadurch, dass die Bewegung der Kopfstütze von der Grundposition in
die Auslöseposition
freilaufend und ungedämpft
erfolgt wird die eigentliche Reaktionszeit zur Auslösung der aktiven
Kopfstütze
nicht beeinträchtigt.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die translatorisch bewegbare
Gewindewelle mit einem Außengewinde
ausgestattet, welches eine vorgebbare Steigung aufweist. Dieses
Außengewinde korrespondiert
mit einem Innengewinde, welches in der rotatorisch bewegbaren Gewindebuchse
ausgeführt
ist und welches mit dem Außengewinde
der Gewindewelle korrespondiert.
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Ferner
ist bevorzugt, dass das Dämpfungselement
ein Gehäuse
aufweist, welches hülsenartig über die
Gewindebuchse und wenigstens teilweise über das Rotationsdämpferelement
geführt
ist und mit dem Rotationsdämpferelement
in geeigneter Art und Weise verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses und
oberhalb der Gewindebuchse ist ein Federelement angeordnet, welches
sich einerseits im Gehäuse
und andererseits auf der Gewindebuchse abstützt.
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Dieses
Federelement sorgt dafür,
dass die Gewindebuchse stets in Richtung des Rotationsdämpferelementes
gedrückt
wird, so dass die Gewindebuchse die Verzahnungsanordnung mit dem
Rotationsdämpferelement
nicht verlassen kann.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Rotationsdämpferelement
ein Reibelement, welches durch Haftreibung einer rotierenden Rotationsdämpferfläche an einer
unbeweglichen Reibelementfläche
eine Dämpfungscharakteristik
aufweist.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen,
in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Lineardämpfer
in einer perspektivischen Ansicht in einer Anordnung an einer Rückenlehne
bei nicht ausgelöster
aktiver Kopfstütze;
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2 den
Lineardämpfer
in einer perspektivischen Ansicht in der Rückenlehne bei ausgelöster aktiver
Kopfstütze
und
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3 eine
perspektivische Ansicht der einzelnen Bauteile des Lineardämpfers in
nicht ausgelöster
Position gemäß 1.
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1 und 2 zeigen
gegenübergestellt die
Anordnung des Lineardämpfers
innerhalb einer Rückenlehne.
Die Rückenlehne
weist eine aktive Kopfstütze 12 auf. 1 zeigt
die nicht ausgelöste aktive
Kopfstütze 12 in
einer Grundposition 12'. 2 zeigt
die ausgelöste
aktive Kopfstütze 12 in
einer Auslöseposition 12''. Die Auslösung der aktiven Kopfstütze 12 erfolgt über eine
hier nicht näher
zu erläuternde
Mechanik von der Grundposition 12' in die Auslöseposition 12'', über Verschwenkung mindestens
eines angeordneten Haltebleches 14 auf einer Schwenkachse
A. 1 zeigt das Halteblech 14 in einer nicht
verschwenkten Position und 2 zeigt das
Halteblech 14 in einer verschwenkten Position, in Auslöseposition 12''. Innerhalb eines Rückenlehnenstrukturteiles 50 ist
mindestens eine Rückholfeder 42 (nicht
dargestellt) angeordnet, die eine Rückholung der aktiven Kopfstütze 12 von
der Auslöseposition 12'' in die Grundposition 12' realisiert.
Es ist jedoch wünschenswert,
dass die aktivierte Kopfstütze 12, 12'' in ihrer Auslöseposition 12'' zumindestens für eine gewisse Zeitspanne verbleit,
um den Anlagekontakt mit dem Kopf des Insassen zeitlich zu verlängern. Dazu
wird nun innerhalb des Rückenlehnenstrukturteiles 50 der
Lineardämpfer 10 angeordnet. Der
Lineardämpfer 10 ist über Befestigungselemente 16, 20 und 18, 22 am
Halteblech 14 beziehungsweise fest am Rückenlehnenstrukturteil 50 angeordnet.
Am Halteblech 14 befindet sich ein oberer Befestigungsbolzen 20,
der von einer oberen Befestigungsöse 16 umgriffen wird
und zu einer Gewindewelle 24 gehört. Im unteren Bereich ist
der Lineardämpfer 10 durch
einen unteren Befestigungsbolzen 22 mit dem Rückenlehnenstrukturteil 50 verbunden,
auf dem eine untere Befestigungsöse 18 angeordnet
ist. Der Lineardämpfer 10 weist
ein Gehäuse 34 auf,
in dem sich eine in 1 und 2 nicht sichtbare
Gewindebuchse 28 befindet. Die 1 und 2 zeigen
ferner ein Rotationsdämpferelement 48,
welches zudem ein Reibelement 40 aufweist, das oberhalb
der unteren Befestigungsöse 18 angeordnet
ist.
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Erkennbar
ist, dass die Gewindewelle 24 ein Außengewinde 30 aufweist,
welches insbesondere in 2 sichtbar ist, da in 2 der
Lineardämpfer
in Auslöseposition 12'' dargestellt ist, und die Gewindewelle 24 durch
Verschwenkung des Haltebleches 14 um die Schwenkachse A
translatorisch in Richtung der aktiven Kopfstütze 12 herausgezogen
wird.
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3 zeigt
weitere Details des im Rückenlehnenstrukturteil 50 angeordneten
Lineardämpfers 10,
wobei anhand der 3 auch die Funktion erläutert wird.
Der Lineardämpfer 10 ist
in 3 entsprechend 1 in der Grundposition 12' der nicht ausgelösten aktiven
Kopfstütze 12 dargestellt.
Gleiche Bauteile entsprechen gleichen Bezugszeichen gemäß den 1 und 2.
Das in 3 transparent dargestellte Gehäuse 34 zeigt ein Federelement 26, welches
sich einerseits im Gehäuse 34 und
andererseits an der Gewindebuchse 28 aufstützt. Durch
die transparente Darstellung des Gehäuses 34 ist nun auch
die Gewindebuchse 28 sichtbar, die ein Innengewinde 32 (gestrichelte
Linien) aufweist, wobei das Innengewinde 32 mit der vorgebbaren
Steigung des Außengewindes 30 korrespondiert.
Die Gewindebuchse ist in einer Freilaufrichtung 52 und
einer Sperrrichtung 54 mit dem Rotationsdämpferelement 48 über eine
Verzahnungsanordnung 36, 38 verbunden. Die Gewindewelle 24 weist
einen ersten freiliegenden Gewindebereich 44 und einen
zweiten innerhalb der Gewindebuchse 28 angeordneten Gewindebereich 46 auf.
Im freiliegenden ersten Gewindebereich 44 ist das Außengewinde 30 der
Gewindewelle 24 mit einer bestimmten Steigung sichtbar.
Im unteren Bereich des Lineardämpfers
ist das Reibelement 40 angeordnet, welches eine Rotationsdämpferfläche 48A und
eine Reibelementfläche 40A aufweist. Die
Rotationsdämpferfläche 48A ist
gegenüber
der Reibelementfläche 40A drehbar
und durch Haftreibung ist eine bestimmte Dämpfungscharakteristik hervorrufbar.
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Die
Verzahnungsanordnung 36, 38 weist eine Verzahnung
der Gewindebuchse 28 und eine Verzahnung des Rotationsdämpferelementes 48 auf. Das
Federelement sichert durch Vorspannung, dass die Gewindebuchse 28 mit
ihrer Verzahnung 36 stets in die Verzahnung 38 des
Rotationsdämpferelementes 48 eingreift.
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Die
Funktion ist nun folgende:
Der Lineardämpfer 10 ist in nicht
ausgelöster
Grundposition 12' der
aktiven Kopfstütze 12 dargestellt.
Bei Auslösung
der aktiven Kopfstütze 12 von
der Grundposition 12' in
die Auslöseposition 12'' wird die nur translatorisch bewegbare
Gewindewelle 24 in Richtung Kopfstütze 12 verlagert (siehe 2),
wodurch durch das Prinzip "Gewinde-Schrauben-Mutter" eine rotatorische
Bewegung der Gewindebuchse 28 in Freilaufrichtung 52 erfolgt.
Die Verzahnung 36, 38 ist dabei so angeordnet,
dass sich die Gewindebuchse 28 frei in Freilaufrichtung 52 bewegen
kann. Die entsprechende Steigung des Außengewindes 30 der Gewindebuchse 28 legt
dabei die Rotationsgeschwindigkeit der Gewindebuchse 28 fest.
Durch die Freilaufrichtung 52 ist sichergestellt, dass
eine schnelle Aktivierung der aktiven Kopfstütze 12 erfolgt. Die
Gewindesteigung darf dabei nicht zu klein sein, damit keine Selbsthemmung
des Gewindes erfolgt und sich die Gewindebuchse 28 frei
in Freilaufrichtung 52 bewegen kann.
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Da
das System der aktiven Kopfstütze 12 eine
sofortige Rückholung
der Kopfstütze über die Rückholfedern 42 bewirkt,
wird nun durch den Lineardämpfer 10 eine
Dämpfung
vorgenommen, da die Rückholfeder 42 die
Gewindewelle 24 in Richtung des Rotationsdämpferelementes 48 bewirkt.
Dadurch wird wiederum durch das Prinzip "Gewinde-Schrauben-Mutter" eine Rotation der
Gewindebuchse 28, diesmal in Sperrrichtung, 54 bewirkt,
wobei das Federelement 26 den Eingriff der Verzahnung 36, 38 sichert.
In diesem Fall von der Auslöseposition 12'' in die Grundposition 12 greift
die Verzahnung 36 der Gewindebuchse 28 aber in
die Verzahnung 38 des Rotationsdämpferelementes 48 ein.
Das Rotationsdämpferelement 48 wird
in Sperrrichtung 54 mitgenommen und es erfolgt eine Rotation
im Bereich des Reibelementes 40. Hier erfolgt nun zusätzlich eine
einstellbare Haftreibung über
die Rotationsdämpferfläche 48A beziehungsweise über die
feststehende Reibelementfläche 40A.
Durch dieses System wird eine Gegenkraft zu der Rückholfeder 42 bewirkt,
die eine zeitliche Verlängerung
der Anlageposition des Kopfes eines Insassen bei ausgelöster aktiver
Kopfstütze 12'' ermöglicht.
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Das
Ansprechverhalten des Systems ist umso besser, je höher die
Anzahl der ineinander greifenden Zähne der Verzahnungsanordnung 36, 38 ist.
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Beispielsweise
ist eine 36°-Verzahnung wählbar, das
heißt,
es sind zehn Zähne
auf dem Umfang der Gewindebuchse 28 verteilt. Eine höhere Zähnezahl
bedeutet, dass ein geringerer "Leerweg" bei der Rotation
der Gewindebuchse bis zum kompletten Eingriff vorhanden ist.
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- 10
- Lineardämpfer
- 12
- aktive
Kopfstütze
- 12'
- nicht
ausgelöste
aktive Kopfstütze
(Grundposition)
- 12''
- ausgelöste aktive
Kopfstütze
(Auslöseposition)
- 14
- Halteblech
- 16
- obere
Befestigungsöse
- 18
- untere
Befestigungsöse
- 20
- oberer
Befestigungsbolzen
- 22
- unterer
Befestigungsbolzen
- 24
- Gewindewelle
- 26
- Druckfeder
- 28
- Gewindebuchse
- 30
- Außengewinde
- 32
- Innengewinde
- 34
- Gehäuse
- 36
- Verzahnung-Gewindebuchse
- 38
- Verzahnung-Rotationsdämpfer
- 40
- Reibelement
- 40A
- Reibelementfläche
- 42
- Rückholfeder
- 44
- erster
Gewindebereich
- 46
- zweiter
Gewindebereich
- 48
- Rotationsdämpferelement
- 48A
- Rotationsdämpferfläche
- 50
- Rückenlehnen-Strukturteil
- 52
- Freilaufrichtung
- 54
- Sperrrichtung
- A
- Schwenkachse