DE102006004905A1

DE102006004905A1 - Mechanischer Crashsensor

Info

Publication number: DE102006004905A1
Application number: DE102006004905A
Authority: DE
Inventors: Herbert Beier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2006-02-01
Publication date: 2006-08-31

Abstract

Offenbart ist ein mechanischer Crashsensor, beispielsweise für eine aktive Kopfstütze, mit einem Auslöseelement, das in einer Betätigungsrichtung vorgespannt ist und von einem Rückhalteelement in einer Bereitschaftposition gehalten wird. Dem Rückhalteelement ist ein Schwenkhebel zugeordnet, der dieses in seiner Grundposition verriegelt und der durch eine aufgrund eines Unfalls auftretende Beschleunigung in einer Freigabeposition bewegbar ist, in der das Rückhalteelement seinerseits durch die Beschleunigung aus der Bereitschaftsposition bewegbar ist, um das Auslöseelement freizugeben.

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Crashsensor für eine aktive Kopfstütze oder ein Rückhaltesystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Kopfstützen eines Fahrzeugs sollen stets so ausgerichtet sein, dass Sie sehr dicht am Kopf der auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person angeordnet sind. Viele Personen richten die Kopfstützen jedoch nicht in der geeigneten Weise aus, da sie beispielsweise einen Hut oder einen Zopf tragen, der die ordnungsgemäße Ausrichtung der Kopfstütze verhindert. Es ist zu erwarten, dass der Gesetzgeber in Zukunft aktive Systeme vorschreibt, bei denen die Kopfstütze bei einem Unfall nach vorne, hin zum Kopf bewegt wird, um eine übermäßige Beschleunigung des Kopfes zu verhindern. Die Auslösung der diese Kopfstützenbewegung ermöglichenden Mechanik erfolgt mittels eines Crashsensors, der elektrisch oder mechanisch ausgeführt werden kann.

Bei elektrischen Crashsensoren besteht das Problem darin, die erforderliche Verkabelung in der Kopfstütze unterzubringen. Des Weiteren ist die Rückstellung nach einer Auslösung nur mit erheblichem Aufwand in einer Fachwerkstatt durchzuführen.

Mechanische Crashsensoren arbeiten in den meisten Fällen mit durch die auftretenden Beschleunigungen bewegten Bauelementen, die eine Auslösung der die Kopfstütze bewegenden Mechanik bewirken. Problematisch bei diesen mechanischen Lösungen ist es, eine Fehlauslösung, die beispielsweise beim Zurückklappen einer Sitzlehne oder beim Fahren auf einen unebenen Untergrund auftreten kann, zuverlässig auszuschließen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen mechanischen Crashsensor zu schaffen, bei dem derartige Störimpulse nicht zu einem Auslösen führen.

Diese Aufgabe wird durch einen Crashsensor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Crashsensor hat ein die vorbeschriebene Mechanik auslösendes Auslöseelement, das in Betätigungsrichtung vorgespannt ist und das von einem Rückhalteelement in einer Bereitschaftsposition gehalten ist. Das Rückhalteelement wird seinerseits mittels eines Schwenkhebels oder dergleichen in seiner Grundposition verriegelt. Durch die bei einem Unfall auftretenden Beschleunigungen wird der Schwenkhebel verschwenkt oder bewegt und das Rückhalteelement freigegeben, so dass dieses ebenfalls aufgrund der Beschleunigung aus der Bereitschaftsposition heraus bewegbar ist und das federvorgespannte Auslöseelement freigegeben wird.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind somit zwei fliehkraftbetätigte Elemente vorgesehen, die aufeinander folgend in Freigabepositionen bewegt werden müssen. Durch geeignete Anpassung der Massenträgheitsmomente dieser beiden Bauelemente kann die Auslösezeit vom ersten Auftreten des Impulses bis zum Auslösen des Auslöseelementes soweit auf gespreizt werden, dass zuverlässig zwischen einem kurzen Störimpuls und einem länger andauernden Impuls aufgrund eines Unfalls unterschieden werden kann. Diese zweistufige Auslösung ermöglicht somit eine zuverlässige Betätigung der aktiven Kopfstütze und des Rückhaltesystems, ohne dass es einer elektrischen Verkabelung oder dergleichen bedarf. Diese mechanische Lösung lässt sich bei einer Betätigung auch sehr einfach von einem Laien wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das das Auslöseelement blockierende Rückhalteelement ein Wälzkörper, der in einem Kulissenteil geführt ist.

An diesem Kulissenteil kann auch eine Schwenklageranordnung des Schwenkhebels ausgebildet sein.

Der Schwenkhebel hat zumindest einen sich vom Schwenklager weg erstreckenden Hebelarm, an dem eine Vielzahl von Aufnahmen für ein oder mehrere Gewichte ausgebildet sind. Diese Ausnehmungen ermöglichen es, das Trägheitsmoment des Schwenkhebels an unterschiedliche Betriebsbedingungen anzupassen, so dass ein Crashsensortyp für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden kann.

Der Schwenkhebel hat des Weiteren zumindest eine zur Schwenklageanordnung beabstandete Verriegelungsfläche, an der das Rückhalteelement während eines ersten Schwenkweges anliegt und zurückgehalten wird. Dieser Schwenkweg ist so ausgelegt, dass kurzzeitige Störimpulse nicht ausreichen, um den Schwenkhebel in seine Freigabeposition zu verschwenken. Im Anschluss an die Verriegelungsfläche schließt sich eine Freigabefläche des Schwenkhebels an, die eine Bewegung des Rückhalteelementes ermöglicht.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Schwenkhebel und das Kulissenteil als etwa U-förmige Bauelemente ausgebildet, wobei der Wälzkörper in zwei zueinander beabstandeten Kulissenwangen des Kulissenteils geführt ist.

Bei einer derartigen Lösung wird der Wälzkörper vorzugsweise mit zwei hantelartig vorstehenden Radialbunden ausgebildet, die jeweils benachbart zu einer Kulissenwange angeordnet sind.

Die Schwenkachse des Kulissenteils und die Achse des Wälzkörpers liegen vorzugsweise in einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Ebene eines plattenförmigen Auslöseelementes verläuft.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung findet als Rückhalteelement ein über eine Drehachse verschwenkbar gelagerter Schließhebel Verwendung.

Der Schließhebel hat bei einer derartigen Lösung vorzugsweise einen sich von der Drehachse hin zum Auslöseelement erstreckenden Hebelarm, der zumindest eine Ausnehmung aufweist, in die in der Grundstellung das Auslöseelement eingreift und gehalten ist.

Die Wirkungslinie der über das Auslöseelement auf den Schließhebel einwirkenden Kraft verläuft vorzugsweise durch die Drehachse des Schließhebels. Dadurch kann der Schließhebel auch hohen Kräften des federvorgespannten Auslöseelements standhalten.

Vorzugsweise weist der Schließhebel zumindest einen weiteren sich von der Drehachse erstreckenden Hebelarm auf, an dem zumindest ein Gewicht angeordnet oder ein Gewichtsabschnitt ausgebildet ist.

Die Hebelarme sind bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet, so dass der Schließhebel durch eine aufgrund eines Unfalls auftretende Beschleunigung in eine Freigabeposition verschwenkbar ist.

Der Schwenkhebel hat vorzugsweise zumindest einen sich vom Schwenklager hin zum Schließhebel erstreckenden Hebelarm, der eine Anlagefläche aufweist, an der der Schließhebel in der Grundstellung über eine Stützfläche anliegt und zurückgehalten ist. Die Anlagefläche geht im Anschluss in eine Freigabefläche über, die eine Bewegung des Schließhebels zulässt. Durch geeignete Anpassung der Massenträgheitsmomente des Schwenkhebels und des Schließhebels kann die Auslösezeit vom ersten Auftreten des Impulses bis zum Auslösen des Auslöseelementes soweit aufgespreizt werden, dass zuverlässig zwischen einem kurzen Störimpuls und einem länger andauernden Impuls aufgrund eines Unfalls unterschieden werden kann.

Die Wirkungslinie der über den Schließhebel auf den Schwenkhebel einwirkenden Kraft verläuft vorzugsweise durch die Schwenkachse des Schwenkhebels, so dass der Schwenkhebel lediglich durch die bei einem Unfall auftretenden Fliehkräfte verschenkt wird und hohe Haltekräfte aufnehmen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat der Schwenkhebel zumindest einen weiteren sich vom Schwenklager erstreckenden Hebelarm, an dem zumindest ein Gewicht angeordnet oder ein Gewichtsabschnitt ausgebildet ist, so dass der Schwenkhebel durch eine aufgrund eines Unfalls auftretende Beschleunigung in eine Freigabeposition bewegbar ist.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Hebelarme des Schwenkhebels senkrecht zueinander verlaufen.

Die Schwenkachse des Schwenkhebels verläuft vorzugsweise parallel zu der Drehachse des Schließhebels und ist nach oben versetzt angeordnet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schwenkhebel über zumindest eine Feder in seine Grundposition vorgespannt. Dadurch wird nach dem Auslösen die Rückstellung des Crashsensors in seine Grundstellung erleichtert.

Eine Kopfstütze mit einem derartigen Crashsensor hat vorzugsweise ein Kopfstützenhinterteil und ein Kopfstützenvorderteil, wobei das Kopfstützenvorderteil über eine Gelenkanordnung an dem Kopfstützenhinterteil beweglich gelagert und über zumindest eine Feder vorgespannt ist.

Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Gelenkanordnung zumindest vier Gelenkhebel aufweist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kopfstütze ist zumindest ein Federschenkel der Feder an dem Kopfstützenvorderteil und ein Federschenkel an dem Auslöseelement abgestützt, so dass das Auslöseelement und das Kopfstützenvorderteil über die Feder in Betätigungsrichtung vorgespannt sind.

Der Federschenkel greift vorzugsweise über einen Endabschnitt in einen Führungsschlitz des in Betätigungsrichtung vorgespannten Auslöseelements ein, so dass der Federschenkel von dem Auslöseelement gehalten ist.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine dreidimensionale Darstellung eines mit einer Auslöseplatte zusammenwirkenden Crashsensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine Einzeldarstellung des Crashsensors aus 1;
3 eine Einzeldarstellung eines Kulissenkörpers des Crashsensors aus 1 mit daran befestigten Schwenklager und einem hantelförmigen Rückhalteelement;
4 den Kulissenkörper aus 3 mit einem daran angelenkten Schwenkhebel;
5 eine Seitenansicht eines mit einer Auslöseplatte zusammenwirkenden Crashsensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6 eine dreidimensionale Darstellung des Crashsensors mit Auslöseplatte aus 5;
7 eine Seitenansicht des Crashsensors mit Auslöseplatte aus 5 in ihrer ausgelösten Position;
8 eine Seitenansicht eines mit einer Auslöseplatte zusammenwirkenden Crashsensors mit Magnetauslösung;
9 eine Seitenansicht des Crashsensors aus 8 in seiner Entriegelungsposition mit ausgelöster Auslöseplatte,
10 eine Seitenansicht einer aktiven Kopfstütze und
11 eine Seitenansicht der aktiven Kopfstütze aus 10 in ihrer ausgelösten Position.
1 zeigt einen Teil einer aktiven Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes, wobei die Betätigung der Kopfstütze im Fall eines Unfalls über einen Mechanismus erfolgt, der mittels einer Auslöseplatte 2 betätigt wird. Diese ist mittels einer nicht dargestellten Vorspannfeder in Auslöserichtung vorgespannt. Die Auslösebewegung wird im Grundzustand durch einen Crashsensor 4 verhindert, an dem eine aus der Auslöseplatte 2 heraus gebogene Haltezunge 6 anliegt, so dass die Auslöseplatte 2 aufgrund ihrer Federvorspannung nicht in Pfeilrichtung nach unten bewegt werden kann. Der in 2 vergrößert und um 90° gedreht dargestellte Crashsensor 4 hat ein in 3 im Detail dargestelltes Kulissenteil 8, dessen in den Figuren oben liegender Endabschnitt U-förmig ausgebildet ist, so dass zwei Kulissenwangen 10, 12 entstehen, in denen ein als hantelförmiger Wälzkörper 14 ausgeführtes Rückhalteelement verschiebbar geführt ist. wie insbesondere 3 entnommen werden kann, ist in jeder Seitenwange 12, 14 eine Kulissenführung 16 bzw. 18 ausgebildet, entlang der die beiden Endabschnitte des Wälzkörpers 14 geführt sind. Dieser hat zwei radial vorspringende Radialbünde 20, 22, die innerhalb der beiden Kulissenwangen 10, 12 angeordnet sind und die das Trägheitsmoment des Wälzkörpers 14 im Wesentlichen bestimmen.
In der in den 1 und 2 dargestellten Grundposition des Crashsensors 4 ist eine Bewegung des Wälzkörpers 14 innerhalb der Kulissenführung 16, 18 durch Anlage an einen Schwenkhebel 24 verhindert. Dieser Schwenkhebel hat gemäß den 1 und 2 einen etwa U-förmigen Querschnitt mit einer bügelförmigen Basis 26 und zwei Schenkeln 28, 30, die sich von einem Schwenklager 32, über das der Schwenkhebel 24 an den Kulissenwangen 10, 12 befestigt ist, beidseitig des Kulissenteils 8 nach unten erstrecken. Das Schwenklager 32 hat einen Schwenkbolzen 34, der die Kulissenwangen 10, 12 durchsetzt und auf dem der Schwenkhebel 24 gelagert ist. Entlang den beiden Schenkel 28, 30 sind eine Vielzahl von Ausnehmungen 36 ausgebildet, in die jeweils ein Gewicht 38, 40 einsetzbar ist. Diese Ausnehmungen 36 haben unterschiedliche Abstände zu dem Schwenklager 32, so dass durch Wahl der Gewichte 38, 40 und deren Positionierung ein geeignetes Trägheitsmoment einstellbar ist. Die zu den Endabschnitten des Wälzkörpers 14 benachbarten Stirnflächen der beiden Schenkel 28, 30 sind als Verriegelungsflächen 42, 44 ausgeführt. Diese sind als Kreissegmentflächen ausgebildet, wobei der Mittelpunkt im Schwenklager 32 liegt. Die Verriegelungsflächen 42, 44 liegen an axial vorstehenden Endabschnitten des Wälz-körpers 14 an, so dass dieser fixiert ist. Im Anschluss an die beiden Verriegelungsflächen 42, 44 sind an den Stirnflächen des Schwenkhebels 24 Freigabeflächen 46, 48 ausgebildet, die eine Bewegung des Wälzkörpers 14 entlang den Kulissenführungen 16, 18 ermöglichen. Gemäß 1 ist die Haltezunge 6 in der Grundposition des Crash-sensors 2 an dem radial zurückgesetzten Bereich zwischen den beiden Radialbunden 20, 22 des Wälzkörpers 14 abgestützt. Die sich an die beiden Kulissenwangen 10, 12 anschließenden Abschnitte des Kulissenteils 8 sind gemäß den Anforderungen der Kopfstütze ausgeformt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kulissenwangen 10, 12 durch eine Querstrebe 50 überbrückt, die aus zwei aufeinander zugebogenen Laschen besteht. In 4 ist der Schwenkhebel 24 am Kulissenteil 8 befestigt. Beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind das Kulissen-teil 8, der Schwenkhebel 24 und die Auslöseplatte 2 als Stanzbiegeteile ausgeführt, selbstverständlich könnten diese Bauelemente auch in Massivbauweise ausgebildet werden.
Wird der Crashsensor 2 mit einer übermäßigen Beschleunigung – beispielsweise bei einem Heckaufprall – beaufschlagt, so schwenkt der U-förmige Schwenkhebel 24 in Pfeilrichtung gemäß 4 aus, wobei die kreissegmentförmigen Verriegelungsflächen 42, 44 an den beiden Endabschnitten des Wälzkörpers 14 abgleiten (siehe 2). Nach einem vorbestimmten Schwenkwinkel erreichen die beiden Endabschnitte die Freigabeflächen 46, 48 – der Wälzkörper 14 ist nicht mehr blockiert. Das Trägheitsmoment des Schwenkhebels 24 und die Wirklänge des Verriegelungsflächen 42, 44 sind so gewählt, dass im Fall eines Störsignals, beispielsweise beim Umklappen der Fahrzeuglehne, der Schwenkhebel 24 nicht soweit ausschwingt, dass die Freigabeflächen 46, 48 wirksam werden. Bei einem unfallbedingten Impuls sind diese Freigabe-flächen 46, 48 wie vorbeschrieben wirksam und der Wälzkörper 14 wird durch diesen Impuls nach hinten (rechts in 4) beschleunigt und gleitet entlang den beiden Kulissenführungen 16, 18 in Richtung zum Schwenklager 32. Das heißt, selbst dann wenn der Schwenkhebel 24 vollständig ausschwingt, muss der Impuls noch so lange andauern, dass auch der Wälzkörper 14 beschleunigt und aus seiner Verriegelungsposition herausbewegt wird. Diese beiden aufeinander folgenden Vorgänge lassen sich durch geeignete Wahl der Trägheitsmomente und der Bewegungs-bahnen sehr exakt aufeinander abstimmen, so dass Stör-impulse zuverlässig ausgefiltert werden können. Sobald der Wälzkörper 14 sich entlang den Kulissenführungen 16, 18 bewegt hat, wird die Haltezunge 6 freigegeben und die Auslöseplatte 2 kann aufgrund Ihrer Federvorspannung nach unten verfahren und das Verschwenken der Kopfstütze nach vorne hin zum Kopf bewirken.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines mit der Auslöseplatte 2 zusammenwirkenden erfindungsgemäßen Crashsensors 52 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch, dass als Rückhalteelement ein über eine Drehachse 54 verschwenkbar gelagerter Schließhebel 56 Verwendung findet. Dieser hat einen sich von der Drehachse 54 hin zu der Auslöseplatte 2 erstreckenden ersten Hebelarm 58, der stirnseitig eine stufenförmige Ausnehmung 60 in Form einer Ausklinkung aufweist, in die in der gezeigten Grundstellung die federvorgespannte Auslöseplatte 2 über die Haltezunge 6 eingreift und gehalten ist. Eine Stützfläche 62 des Schließhebels 56, an welcher die Haltezunge 6 der Auslöseplatte 2 über eine Stirnfläche 64 anliegt, verläuft möglichst senkrecht zu einer von der Drehachse 54 aufgespannten Radialebene, so dass ein geringes öffnendes Moment erforderlich ist, um die Auslöseplatte 2 auszulösen. Aufgrund der Ausklinkung 60 muss der Schließhebel 56 lediglich einen geringen Weg zurücklegen, um die Auslöseplatte 2 freizugeben, dadurch wird der Auslösezeitraum des Crashsensors 52 erheblich verkürzt. Die Verschwenkbewegung des Schließhebels 56 ist in der gezeigten Grundstellung über eine an einer Seitenfläche 66 der Haltezunge 6 abgestützte Anlageschulter 68 begrenzt. Die Wirkungslinie der über die Auslöseplatte 2 auf den Schließhebel 56 einwirkenden Kraft verläuft durch die Drehachse 54 des Schließhebels 56, so dass dieser auch hohen Haltekräften der federvorgespannten Auslöseplatte 2 standhält. Der Schließhebel 56 hat einen weiteren sich von der Drehachse 54 erstreckenden Hebelarm 70, an dem ein Gewichtsabschnitt 72 ausgebildet ist. Die beiden Hebelarme 58, 70 sind unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet, so dass der Schließhebel 56 durch eine aufgrund eines Unfalls auftretende Beschleunigung in eine Freigabeposition nach rechts verschwenkbar ist.
Der Schwenkhebel 24 hat bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen sich von einer Schwenkachse 74 hin zum Schließhebel 56 erstreckenden ersten Hebelarm 76, der eine Anlagefläche 78 aufweist, an der der Schließ-hebel 56 in der gezeigten Grundstellung des Schwenkhebels 24 über eine Stützfläche 80 abschnittsweise anliegt und zurückgehalten ist. Die Wirkungslinie der über den Schließhebel 56 auf den Schwenkhebel 24 einwirkenden Kraft verläuft hierbei durch die Schwenkachse 74 des Schwenkhebels 24, so dass dieser lediglich durch die bei einem Unfall auftretenden Fliehkräfte verschwenkt wird und in der gezeigten Grundstellung hohe Haltekräfte aufnehmen kann. Die Anlagefläche 78 des Schwenkhebels 24 geht in eine schräg verlaufende Freigabefläche 82 über, die eine Bewegung des Schließhebels 56 zulässt. Der Schwenkhebel 24 hat einen weiteren, etwa senkrecht zu dem Hebelarm 76 verlaufenden Hebelarm 84, an dem ein Gewichtsabschnitt 86 ausgebildet ist, so dass der Schwenkhebel 24 durch eine aufgrund eines Unfalls auftretende Beschleunigung in eine Freigabeposition bewegbar ist. Die Schwenkachse 74 des Schwenkhebels 24 verläuft parallel zu der Drehachse 54 des Schließhebels 56 und ist nach oben versetzt angeordnet.
Gemäß 6, die eine dreidimensionale Darstellung des Crashsensors 52 mit Auslöseplatte 2 aus 5 zeigt, ist der Schwenkhebel 24 mittels einer Rückstellfeder 88 in seine Grundposition vorgespannt. Dadurch wird nach dem Auslösen der aktiven Kopfstütze die Rückstellung des Crashsensors in seine Grundstellung erleichtert.
Wird der Crashsensor 52 mit einer übermäßigen Beschleunigung – beispielsweise bei einem Heckaufprall – beaufschlagt, so schwenkt der Schwenkhebel 24 in Pfeilrichtung gemäß 5 aus, wobei die Anlagefläche 78 des Schwenkhebels 24 an der Stützfläche 80 des Schließhebels 56 abgleitet. Nach einem vorbestimmten Schwenkwinkel erreicht die Stützfläche 80 die Freigabefläche 82 – der Schließhebel 56 ist nicht mehr blockiert. Das Trägheitsmoment des Schwenkhebels 24 und die Wirklänge der Anlagefläche 78 sind so gewählt, dass im Fall eines Störsignals, beispielsweise beim Umklappen der Fahrzeuglehne, der Schwenkhebel 24 nicht soweit ausschwingt, dass die Freigabefläche 82 wirksam wird. Bei einem unfallbedingten Impuls ist diese Freigabefläche 82 wie vorbeschrieben wirksam und der Hebelarm 58 des Schließhebel 56 wird durch diesen Impuls in Richtung zum Schwenkhebel 24 beschleunigt. Das heißt, selbst dann wenn der Schwenkhebel 24 vollständig ausschwingt, muss der Impuls noch so lange andauern, dass auch der Schließhebel 56 beschleunigt und aus seiner Verriegelungsposition herausbewegt wird. Diese beiden aufeinander folgenden Vorgänge lassen sich durch geeignete Wahl der Trägheitsmomente und der Bewegungsbahnen sehr exakt aufeinander abstimmen, so dass Störimpulse zuverlässig ausgefiltert werden können.
In 7 sind Crashsensor 52 und Auslöseplatte 2 in ihrer ausgelösten Position gezeigt, in der die Haltezunge 6 freigegeben ist und die Auslöseplatte 2 aufgrund ihrer Federvorspannung nach unten verfahren ist und das Verschwenken der Kopfstütze nach vorne hin zum Kopf bewirkt.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Crashsensors 90 mit Magnetauslösung, das sich durch eine Minimierung der erforderlichen Bauteile auszeichnet. Bei dieser Variante ist die federvorgespannte Auslöseplatte 2 über die Stirnfläche 64 der Haltezunge 6 in einer Ausklinkung 92 eines um eine Drehachse 94 schwenkbaren Schließhebels 96 abgestützt. Der Schließhebel 94 hat stirnseitig eine nutförmige Betätigungsausnehmung 98, in die ein in Schließrichtung über die Kraft einer Feder 100 vorgespannter Schieber 102 eines Elektromagneten 104 eingreift. Die Entriegelung der Auslöseplatte 2 erfolgt hierbei durch Betätigung des Elektromagneten 104 bei spielsweise mittels eines nicht dargestellten Beschleunigungssensors. In 9 ist der Crashsensor 90 mit Magnetauslösung in seiner Entriegelungsposition mit ausgelöster Auslöseplatte 2 gezeigt. Der Anmelder behält sich vor, auf die Magnetauslösung eigene unabhängige Ansprüche zu richten.
Wie 10 zu entnehmen ist, die eine aktive Kopfstütze 106 zeigt, hat diese ein feststehendes Kopfstützenhinterteil 108 und ein über eine Gelenk-anordnung 110 beweglich an diesem gelagertes Kopfstützen-vorderteil 112, das in der dargestellten Bereitschafts-position über Vortransportfedern 114 in Auslöserichtung vorgespannt ist. Die Auslösebewegung wird in der Bereitschaftsposition durch einen der erläuterten Crashsensoren 4, 52 bzw. 90 verhindert, so dass die Auslöseplatte 2 aufgrund ihrer Federvorspannung nicht in Pfeilrichtung nach unten bewegt werden kann. Die Gelenkanordnung 110 besteht im Wesentlichen aus einem oberen und einem unteren Paar beabstandeter Gelenkhebel 116, die jeweils mit einem ersten Endabschnitt 118 über Achsen 120 an dem fest stehenden Kopfstützenhinterteil 108 gelagert sind. Ein zweiter Endabschnitt 122 der Gelenkhebel 116 ist über im Kopfstützenvorderteil 112 angeordnete Achsen 124 mit diesem verbunden, so dass ein Viergelenk ausgebildet ist. Die Vortransportfedern 114 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als auf den Achsen 120, 124 angeordnete Doppelschenkelfedern ausgebildet. Diese beaufschlagen mit einem senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Mittelabschnitt 126 die Auslöseplatte 2, sind mit zwei seitlich anschlieflenden Wicklungsabschnitten 128 schraubenförmig um die Achsen 120 gewickelt und mit zwei Federschenkeln 130, die jeweils mit um etwa 90° gebogenen Endabschnitten 132 versehen sind, am Kopfstützenvorderteil 112 befestigt, so dass die Auslöseplatte 2 und das Kopfstützenvorderteil 112 über die Doppelschenkelfedern 114 in Betäti gungsrichtung vorgespannt sind. Die Wangen 134 der Auslöseplatte 2 weisen jeweils zwei sich schräg nach oben erstreckende Führungsschlitze 136 (siehe auch 7) auf, in denen jeweils ein Endabschnitt 132 der Federschenkel 130 geführt ist. In der dargestellten Grundstellung greifen die Endabschnitte 132 der Doppelschenkelfedern 114 im unteren Bereich der Führungsschlitze 136 der in Betätigungsrichtung vorgespannten Auslöseplatte 2 ein, so dass die Federschenkel 130 und dadurch das Kopfstützenvorderteil 112 von der Auslöseplatte 2 gehalten ist.
Wird die Auslöseplatte 2 von dem Crashsensor 4, 52 bzw. 90 freigegeben, bewegt sich diese gemäß 11 aufgrund der Kraft der Doppelschenkelfedern 114 nach unten, wobei zeitgleich das Kopfstützenvorderteil 112 aus seiner Bereitschaftsposition geführt durch die Gelenkanordnung 110 in seine dargestellte Crashposition verfahren wird. In der Crashposition befinden sich die Endabschnitte 132 der Federschenkel 130 jeweils im oberen, mit Radien versehenen Ende der Führungsschlitze 136 der Auslöseplatte 2.
Die aktive Kopfstütze 106 kann nach einem Unfall rückgesetzt werden, d.h. reversibel in die Ausgangsstellung gebracht werden. Zum Rücksetzen wird das Kopfstützenvorderteil 112 gegen die Kraft der sich spannenden Doppelschenkelfedern 114 manuell von Hand eingefahren. während das Kopfstützenvorderteil 112 rückgestellt wird, gleiten die Endabschnitte 132 der Federschenkel 130 an den Führungsschlitzen 136 der Auslöseplatte 2 entlang und bewegen diese nach oben, bis sie in die Verriegelung des Crashsensors 4, 52 bzw. 90 einrastet. Die Ausgangsstellung der Kopfstütze 106 ist erreicht. Das manuelle Rücksetzen der aktiven Kopfstütze 106 ermöglicht einen erneuten Einsatz der Kopfstütze, was Material- und Werkstattkosten spart.
Die Geometrie der Schwenk- und Schließhebel 24, 56 sowie der Auslöseplatte 2 kann in geeigneter Weise an die Kopfstütze 106 und die gewünschte Reaktionszeit der aktiven Kopfstütze 106 angepasst werden, wesentlich für die Erfindung ist, dass die Freigabe der Auslöseplatte 2 oder des entsprechenden Auslöseelementes zweistufig erfolgt. Mit dem Begriff "Schwenkhebel" ist nicht notwendigerweise ein schwenkbares Bauelement verbunden, sondern es kann auch ein translatorisch bewegbares Bauelement eingesetzt werden.
Offenbart ist ein mechanischer Crashsensor 4, 52, beispielsweise für eine aktive Kopfstütze 106, mit einem Auslöseelement 2, das in einer Betätigungsrichtung vorgespannt ist und von einem Rückhalteelement 14, 56 in einer Bereitschaftsposition gehalten wird. Dem Rückhalteelement 14, 56 ist ein Schwenkhebel 24 zugeordnet, der dieses in seiner Grundposition verriegelt und der durch eine aufgrund eines Unfalls auftretende Beschleunigung in einer Freigabeposition bewegbar ist, in der das Rückhalteelement 14, 56 seinerseits durch die Beschleunigung aus der Bereitschaftsposition bewegbar ist, um das Auslöseelement 2 freizugeben.

2: Auslöseplatte
4: Crashsensor
6: Haltezunge
8: Kulissenteil
10: Kulissenwange
12: Kulissenwange
14: Wälzkörper
16: Kulissenführung
18: Kulissenführung
20: Radialbund
22: Radialbund
24: Schwenkhebel
26: Basis
28: Schenkel
30: Schenkel
32: Schwenklager
34: Schwenkbolzen
36: Ausnehmung
38: Gewicht
40: Gewicht
42: Verriegelungsfläche
44: Verriegelungsfläche
46: Freigabefläche
48: Freigabefläche
50: Querstrebe
52: Crashsensor
54: Drehachse
56: Schließhebel
58: Hebelarm
60: Ausnehmung
62: Stützfläche
64: Stirnfläche
66: Seitenfläche
68: Anlageschulter
70: Hebelarm
72: Gewichtsabschnitt
74: Schwenkachse
76: Hebelarm
78: Anlagefläche
80: Stützfläche
82: Freigabefläche
84: Hebelarm
86: Gewichtsabschnitt
88: Rückstellfeder
90: Crashsensor
92: Ausklinkung
94: Drehachse
96: Schließhebel
98: Betätigungsausnehmung
100: Feder
102: Schieber
104: Elektromagnet
106: Kopfstütze
108: Kopfstützenhinterteil
110: Gelenkanordnung
112: Kopfstützenvorderteil
114: vortransportfeder
116: Gelenkhebel
118: Endabschnitt
120: Achse
122: Endabschnitt
124: Achse
126: Mittelabschnitt
128: Wicklungsabschnitt
130: Federschenkel
132: Endabschnitt
134: Wange
136: Führungsschlitz

Claims

Mechanischer Crashsensor für eine aktive Kopfstütze (106) oder ein Rückhaltesystem, mit einem Auslöseelement (2), das in einer Betätigungsrichtung vorgespannt ist und von einem Rückhalteelement (14, 56) in einer Bereitschaftsposition gehalten ist, wobei dem Rückhalteelement (14, 56) ein Schwenkhebel (24) zugeordnet ist, der dieses in seiner Grundposition verriegelt und der durch eine aufgrund eines Unfalls auftretende Beschleunigung in eine Freigabeposition bewegbar ist, in der das Rückhalteelement (14, 56) seinerseits durch die Beschleunigung aus der Grundposition herausbewegbar ist, um das Auslöseelement (2) freizugeben.
Crashsensor nach Patentanspruch 1, wobei das Rückhalteelement ein in einem Kulissenteil (8) geführter Wälzkörper (14) ist.
Crashsensor nach Patentanspruch 2, wobei am Kulissenteil (8) ein Schwenklager (32) des Schwenkhebels (24) gelagert ist.
Crashsensor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Schwenkhebel (24) zumindest einen sich vom Schwenklager (32) erstreckenden Hebelarm (28, 30) hat, an dem eine Vielzahl von Ausnehmungen (36) für ein oder mehrere Gewichte ausgebildet ist.
Crashsensor nach Patentanspruch 3 oder 4, mit einer zum Schwenklager (32) beabstandeten Verriegelungsfläche (42, 44), an der das Rückhalteelement (14) während eines ersten Schwenkweges anliegt und zurückgehalten ist, wobei die Verriegelungsfläche (42, 44) in eine Freigabefläche (46, 48) übergeht, die eine Bewegung des Rückhalteelementes (14) zulässt.
Crashsensor nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, wobei zwei Endabschnitte des Wälzkörpers (14) in zwei zueinander beabstandeten Kulissenwangen (10, 12) des Kulissenteils (8) geführt sind.
Crashsensor nach Patentanspruch 6, wobei der Wälzkörper (14) zwei Radialbunde (20, 22) hat, die jeweils benachbart zu einer Kulissenwange (10, 12) angeordnet sind.
Crashsensor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Schwenklager (32) des Kulissenteils (8) und die Achse des Wälzkörpers (14) in einer Ebene angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des vorzugsweise plattenförmigen Auslöseelementes (2) verläuft.
Crashsensor nach einem der Patentansprüche 2 bis 8, wobei das Kulissenteil (8) und der Schwenkhebel (24) als Blechbiegeteile ausgeführt sind.
Crashsensor nach Patentanspruch 1, wobei das Rückhalteelement ein über eine Drehachse (54) verschwenkbar gelagerter Schließhebel (56) ist.
Crashsensor nach Patentanspruch 10, wobei der Schließhebel (56) einen sich von der Drehachse (54) hin zum Auslöseelement (2) erstreckenden Hebelarm (58) hat, der zumindest eine Ausnehmung (60) aufweist, in die in der Grundstellung das Auslöseelement (2) eingreift und gehalten ist.
Crashsensor nach Patentanspruch 11, wobei die Wirkungslinie der über das Auslöseelement (2) auf den Schließhebel (56) einwirkenden Kraft durch die Drehachse (54) des Schließhebels (56) verläuft.
Crashsensor nach Patentanspruch 11 oder 12, wobei der Schließhebel (56) zumindest einen weiteren sich von der Drehachse (54) weg erstreckenden Hebelarm (70) hat, an dem zumindest ein Gewicht angeordnet oder ein Gewichtsabschnitt (72) ausgebildet ist.
Crashsensor nach Patentanspruch 11 und 13, wobei die Hebelarme (58, 70) unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind.
Crashsensor nach einem der Patentansprüche 10 bis 14, wobei der Schwenkhebel (24) zumindest einen sich von einer Schwenkachse (74) hin zum Schließhebel (56) erstreckenden Hebelarm (76) hat, der eine Anlagefläche (78) aufweist, an der der Schließhebel (56) in der Grundstellung über eine Stützfläche (80) anliegt und zurückgehalten ist, wobei die Anlagefläche (78) in eine Freigabefläche (82) übergeht, die eine Bewegung des Schließhebels (56) zulässt.
Crashsensor nach Patentanspruch 15, wobei die Wirkungslinie der über den Schließhebel (56) auf den Schwenkhebel (54) einwirkenden Kraft durch die Schwenkachse (74) des Schwenkhebels verläuft.
Crashsensor nach Patentanspruch 15 oder 16, wobei der Schwenkhebel (24) zumindest einen weiteren sich von der Schwenkachse (74) erstreckenden Hebelarm (84) hat, an dem zumindest ein Gewicht angeordnet oder ein Gewichtsabschnitt (86) ausgebildet ist, so dass der Schwenkhebel (24) durch eine aufgrund eines Unfalls auftretende Beschleunigung in eine Freigabeposition bewegbar ist.
Crashsensor nach einem der Patentansprüche 15 bis 17, wobei die Hebelarme (76, 84) des Schwenkhebels (24) senkrecht zueinander verlaufen.
Crashsensor nach einem der Patentanspruch 15 bis 18, wobei die Schwenkachse (74) des Schwenkhebels (24) parallel zu der Drehachse (54) des Schließhebels (56) verläuft und nach oben versetzt ist.
Crashsensor nach einem der Patentansprüche 15 bis 19, wobei der Schwenkhebel (24) über zumindest eine Feder (88) in seine Grundposition vorgespannt ist.
Kopfstütze mit einem Crashsensor nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einem Kopfstützenhinterteil (108) und einem Kopfstützen-vorderteil (112), wobei das Kopfstützenvorderteil (112) über eine Gelenkanordnung (110) an dem Kopfstützenhinterteil (108) beweglich gelagert und über zumindest eine Feder (114) vorgespannt ist.
Kopfstütze nach Patentanspruch 21, wobei die Gelenkanordnung (110) zumindest vier Gelenkhebel (116) aufweist.
Kopfstütze nach Patentanspruch 21 oder 22, wobei zumindest ein Federschenkel (130) der Feder (114) an dem Kopfstützenvorderteil (112) und ein Federabschnitt (126) an dem Auslöseelement (2) abgestützt ist, so dass das Auslöseelement (2) und das Kopfstützenvorderteil (112) über die Feder (114) in Betätigungsrichtung vorgespannt ist.
Kopfstütze nach Patentanspruch 23, wobei der Federschenkel (130) über einen Endabschnitt (132) in einen Führungsschlitz (136) des in Betätigungsrichtung vorge spannten Auslöseelements (2) eingreift, so dass der Federschenkel (130) von dem Auslöseelement (2) gehalten ist.