DE102006061302B3

DE102006061302B3 - Crashaktive Kopfstütze

Info

Publication number: DE102006061302B3
Application number: DE102006061302A
Authority: DE
Inventors: Ralf Münster; Norbert Heeg; Harald Klein; Andrea Burr; Daniel Hippel
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Adient US LLC
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: CN101204935A; KR20080059032A; KR101325765B1

Abstract

Bei einer Kopfstütze (1) für einen Fahrzeugsitz, mit einem Träger (5; 105), einem mittels wenigstens eines Viergelenks (31) am Träger (5; 105) angelenkten Prallelement (13), einer Feder (21) als Antrieb, welche wenigstens im Crashfall das Prallelement (13) aus einer Ausgangsstellung heraus nach vorne in wenigstens eine Crashstellung ausfährt, und einer Crashsperre, welche in der Crashstellung ein Einfahren des Prallelementes (13) verhindert, nimmt das ausfahrende Prallelement (13) eine Schleppstütze (41; 141) mit und führt sie dabei an einer Schleppkontur (43; 143) des Trägers (5; 105) entlang, wobei in der Crashstellung - im Falle einer Beaufschlagung des Prallelementes (13) - die Schleppstütze (41; 141) mit einer Stützkontur (47; 147) des Trägers (5; 105) unter Bildung der Crashsperre zusammenwirkt, um das Prallelement (13) am Träger (5; 105) abzustützen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Aus der DE 199 51 966 A1 ist eine Kopfstütze dieser Art bekannt, bei welcher das Prallelement mittels eines als Parallelogramm ausgebildeten Viergelenks am Träger beweglich angebracht ist und im Crashfall relativ zum Träger ausfährt, wobei als Antrieb ein federbelasteter, das Prallelement beaufschlagender Schwenkarm dient, welcher in der Crashstellung verriegelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kopfstütze der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere die Herstellungskosten zu reduzieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Schleppstütze, welche vom ausfahrenden Prallelement mitgenommen und dabei an einer Schleppkontur des Trägers entlang geführt wird, um eine bestimmte Position zu erreichen, beispielsweise eine Fangaufnahme, und welche in der Crashstellung – im Falle einer Beaufschlagung des Prallelementes – mit einer Stützkontur des Trägers unter Bildung der Crashsperre zusammenwirkt, um das Prallelement am Träger abzustützen, steht eine einfache und kostengünstige Crashsperre zur Verfügung. Sowohl die Schleppkontur als Führung als auch die Stützkontur als Gegenelement zum Abstützen können einfach am Träger ausgebildet werden, beispielsweise bei einer Herstellung als Kunststoffspritzgußteil mit angeformt werden. Es bedarf keines speziellen Lagers für die Schleppstütze.
Die Schleppstütze kann aus einem einfachen Draht geformt werden, beispielsweise einstückig oder je einzeln für jede der beiden Seiten des Trägers. Vorzugsweise weist die Schleppstütze wenigstens einen am Prallelement angebrachten Stützarm, welcher bei Beaufschlagung des Prallelementes die Kräfte vom Prallelement zum Träger leitet, und wenigstens einen Stützfuß am freien Ende des Stützarmes auf, welcher mit der Stützkontur und vorzugsweise auch mit der Schleppkontur zusammenwirkt, wofür er vorzugsweise mit Abkröpfungen, Haken oder dergleichen ausgebildet ist. Passend weist die Stützkontur Zähne oder dergleichen auf, die jeweils eine mögliche, abstützbare Crashstellung definieren.
Vorzugsweise wird die Schleppstütze beim Ausfahren des Prallelementes auf leichten Zug und beim Abstützen des Prallelementes auf Druck beansprucht. Es kann dann so viel Spiel zwischen dem Stützfuß, Schleppkontur und Stützkontur vorgesehen sein, dass ein Zurücksetzen der crashaktiven Kopfstütze in die Ausgangstellung ohne Werkzeuge möglich ist. Dabei können die beiden Konturen einander zugewandt oder voneinander abgewandt sein, wobei in letzterem Fall der Stützfuß zum Zusammenwirken wenigstens einen Abschnitt pro Kontur aufweist.
Im folgenden ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
1 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels,
2 eine Ansicht der Schleppsperre des ersten Ausführungsbeispiels,
3 eine Seitenansicht von Teilen des ersten Ausführungsbeispiels in der Ausgangsstellung,
4 eine Ansicht entsprechend 3 in einer Crashstellung mit ausgefahrenem Prallelement,
5 eine Ansicht entsprechend 4 in der Crashstellung mit abgestütztem Prallelement,
6 eine Teilansicht des zweiten Ausführungsbeispiels,
7 eine Ansicht einer Schleppsperre des zweiten Ausführungsbeispiels, und
8 eine perspektivische Teilansicht des zweiten Ausführungsbeispiels in der Ausgangsstellung.
In beiden Ausführungsbeispielen ist eine Kopfstütze 1 für einen Fahrzeugsitz eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Die Kopfstütze 1 ist mittels zweier paralleler Kopfstützenstangen 3, die verschieblich in der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes gehaltert sind, in ihrer Höhe einstellbar. In alternativer Ausführung ist die Kopfstütze 1 verschieblich auf den Kopfstützenstangen 3 gelagert. Die Anordnung der Kopfstütze 1 auf dem Fahrzeugsitz und die gewöhnliche Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges definieren die verwendeten Richtungsangaben.
Die Kopfstützenstangen 3 sind mit ihrem oberen Ende fest in einen quer zu den Kopfstützenstangen 3 angeordneten Träger 5 eingeführt. Vorliegend sind die beiden Kopfstützenstangen 3 an ihrem oberen Ende miteinander verbunden, genauer gesagt als einstückiges Bauteil ausgebildet. Am oberen Ende des Trägers 5 ist eine horizontal angeordnete, quer zu den Kopfstützenstangen 3 verlaufende Achse 7 im Träger 5 definiert, welche vorliegend nur mathematisch vorhanden ist, in abgewandelter Ausführung jedoch auch körperlich vorhanden sein kann. Die Kopfstütze 1 ist im wesentlichen symmetrisch zu einer vertikalen Mittelebene aufgebaut.
In Fahrtrichtung vor dem Träger 5 ist ein Prallelement 13 angeordnet. Auf dem Prallelement 13 ist ein Polsterteil angeordnet, wobei das Prallelement 13 zugleich der Polsterträger sein kann, d.h. das Polster direkt am Prallelement 13 befestigt sein kann. Das Prallelement 13 ist relativ zum Träger 5 beweglich an diesem angebracht. Eine untere Schwingeneinheit 15, welche vorliegend aus einem Draht gebogen ist, weist eine U-Form mit einem zur Achse 7 parallelen unteren Querschenkel 15a in der Mitte, welcher am unteren Ende des Prallelements 13 gelenkig angebracht ist, und zwei untere Längsschenkeln 15c außen auf, welche als untere Schwingen dienen und jeweils mittels eines horizontalen, zur Achse 7 parallelen, unteren Endabschnitts 15c am Träger 5 angelenkt sind.
Eine Doppelschenkelfeder, im folgenden kurz als Feder 21 bezeichnet, welche symmetrisch zu einer durch eine vertikale Ebene definierten Mitte der Kopfstütze 1 ausgebildet ist, dient als Energiespeicher/Antrieb und ist aus einem durchgängigen Federstahldraht geformt. Ausgehend von der Mitte der Kopfstütze 1 stützt sich die Feder 21 mit je einem Feder-Endabschnitt 21a am Träger 5 ab. An jeden Feder-Endabschnitt 21a schließt sich seitlich nach außen hin je ein schraubenförmig um die Achse 7 gewickelter Feder-Wicklungsabschnitt 21b an. An die äußeren Enden der beiden Feder-Wicklungsabschnitte 21b schließt sich jeweils ein Feder-Längsschenkel 21c an. Die beiden Feder-Längschenkel 21c stehen tangential zu den Feder-Wicklungsabschnitten 21b von der Achse 7 ab und sind mit einem gemeinsamen, zur Achse 7 parallelen Feder-Querschenkel 21d verbunden, an welchem das Prallelement 13 gelenkig angebracht ist und mittels welchem die Feder 21 das Prallelement 13 beaufschlagt. Der Träger 5, je ein Feder-Längschenkel 21c, das Prallelement 13 und je ein unterer Längsschenkel 15c bilden jeweils ein Viergelenk.
Die Feder 21 wird in der Ausgangsstellung gehalten durch eine Klinke 33, welche Bestandteil einer Aktuatorbox 35 ist und mit ihrem Klinkenmaul den Feder-Querschenkel 21d aufnimmt. Die Klinke 33 wird ihrerseits beispielsweise durch einen nicht näher dargestellten Hebelmechanismus und letztendlich durch ein Magnetsystem gehalten, kann aber auch durch andere aktivierbare Elemente, beispielsweise pyrotechnische Elemente, und Getriebeelemente der Aktuatorbox 35 gehalten oder ausgelöst werden.
Im Falle eines Heckcrashs erhält die Aktuatorbox 35, beispielsweise ein Elektromagnet des Magnetsystems, einen Impuls und gibt – wenigstens indirekt – die Verriegelung der Klinke 33 frei. Dadurch kann die sich entspannende Feder 21 das Prallelement 13 aus der Ausgangsstellung heraus nach vorne drücken und zeitgleich die Klinke 33 öffnen. Damit ist die crashaktive Kopfstütze 1 ausgelöst. Unter Ausfahren der Viergelenke 29 schnellt das Prallelement 13 nach vorne in eine Crashstellung. Nach dem Crash kann die crashaktive Kopfstütze 1 rückgesetzt werden, d.h. reversibel in die Ausgangsstellung gebracht werden. Gegebenenfalls nach Einflussnahme auf die Aktuatorbox 35 und durch manuellen Druck von vorne auf das Prallelement 13, vorzugsweise mit beiden Händen, kann nun das Prallelement 13 entgegen der Kraft der sich spannenden Feder 21 wieder nach hinten bewegt werden, zu der aufnahmebereiten Klinke 33 hin. Sobald der Feder-Querschenkel 21d in Anlage an die Klinke 33 gelangt, wird letztere in ihre Ausgangsstellung gedreht und dort gehalten.
Insoweit stimmen beide Ausführungsbeispiele überein. Erfindungsgemäß ist eine Crashsperre vorgesehen, welche ein ungewolltes Einfahren des Prallelementes 13, beispielsweise nachdem der Kopf in Anlage an selbiges gelangt, verhindert.
Hierzu ist im ersten Ausführungsbeispiel eine Schleppstütze 41 vorgesehen. Die einstückig aus einem Draht ausgebildete Schleppstütze 41 weist eine U-Form auf mit einem zur Achse 7 parallelen Querabschnitt 41a, welcher zwei hiervon abgewinkelte Stützarme 41b miteinander verbindet, und je einem Stützfuß 41c am freien Ende der Stützarme 41b. Der Stützfuß 41c ist vorliegend hakenförmig ausgebildet. Während der untere Querschenkel 15a und der Feder-Querschenkel 21d jeweils am unteren Ende der unteren Schwingeneinheit 15 bzw. der Feder 21 angeordnet sind, ist der Querabschnitt 41a am oberen Ende der Schleppstütze 41 vorgesehen und entsprechend am oberen Ende des Prallelements 13 gelenkig angebracht.
Die Stützfüße 41c sind beweglich im Träger 5 angeordnet. Der Träger 5 besteht aus zwei Bestandteilen, einem vorderen Trägerteil 5a und einem hinteren Trägerteil 5b, welche miteinander durch Clipsverbindungen oder dergleichen verbunden sind. Am vorderen Trägerteil 5a ist beidseitig – an einer entsprechenden Materialpartie – eine nach hinten weisende, wellenförmige Schleppkontur 43 ausgebildet, welche oben in einer Fangaufnahme 45 endet. Am hinteren Trägerteil 5b ist beidseitig – an einer entsprechenden Materialpartie – eine nach vorne weisende, sägezahnartige Stützkontur 47 mit Zähnen 47a ausgebildet. Auf beiden Seiten des Trägers 5 nehmen die einander zugewandten Konturen 43 und 47 zwischen sich einen der Stützfüße 41c mit viel Spiel auf.
In der Ausgangsstellung befinden sich die Stützfüße 41c am unteren Ende der Konturen 43 und 47. Wenn das Prallelement 13 im Crashfall ausfährt, nimmt es die Schleppstütze 41 mit. Aufgrund der Bewegungsrichtung des Prallelementes 13 und der gewählten Anordnung der Schleppstütze 41 bewegt sich die Schleppstütze 41 relativ zu den Konturen 43 und 47 nach oben. Jeder Stützfuß 41c gleitet, beispielsweise aufgrund von Massenträgheit und/oder Reibung, an der zugeordneten Schleppkontur 43 entlang und beabstandet zur zugeordneten Stützkontur 47. Sofern das das Prallelement 13 vollständig ausgefahren wird, erreicht der Stützfuß 41c die Fangaufnahme 45 der Schleppkontur 43 und kann vorliegend dort einhaken. Dabei können die Stützarme 41b dann radial zur Achse 7 ausgerichtet sein.
Wenn das Prallelement 13 durch den Kopf des Insassens beaufschlagt wird, erzeugt diese Kraft für die Viergelenke ein schließendes Moment, d.h. die Viergelenke werden um einige Winkelgrade zurückbewegt. Zugleich wird die Kraft auf die Stützarme 41b übertragen. Die lose gelagerten Stützfüße 41c werden dadurch, beispielsweise aufgrund von Massenträgheit, gegen die Stützkontur 47 gedrückt und bewegen sich an dieser entlang nach unten bis zum jeweils nächstgelegenen Zahn 47a der Stützkontur 47, wo ihre Bewegung endet. Der Zahn 47a ist nämlich ein quer zur Bewegungsrichtung des Stützfußes 41c verlaufender Bereich der Stützkontur 47. Die Stützarme 41b können nun – unter Überbrückung der Viergelenke – die Kraft vom Prallelement 13 in den Träger 5 und weiter in die Kopfstützenstangen 3 leiten. Mit dieser Crashsperre wird ein Einfahren des Prallelementes 13 verhindert. Pro Zahn 47a ist ein Crashstellung definiert, in welcher die Crashsperre wirksam ist. Zum Zurücksetzen der Kopfstütze 1 reicht ein langsam aufzubringender, manueller Druck auf das Prallelement 13 aus. Die Stützfüße 41c gleiten dann aufgrund der auf sie wirkenden Gewichtskräfte an der jeweiligen Schleppkontur 43 entlang, ohne in die Stützkonturen 47 zu gelangen. Das Prallelement 13 kann auf diese Weise vollständig zurückgesetzt werden.
Das zweite Ausführungsbeispiel stimmt mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein, soweit nicht abweichend beschrieben, weshalb gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen und gleichwirkende Bauteile um 100 höhere Bezugszeichen tragen. Im zweiten Ausführungsbeispiel sind – aus Bauraumgründen – zwei sehr ähnliche Schleppstützen 141 vorgesehen. Jede Schleppstütze 141 entspricht in etwa der Hälfte der Schleppstütze 41 des ersten Ausführungsbeispiels. Die einstückig aus einem Draht ausgebildete Schleppstütze 141 weist eine L-Form auf mit einem zur Achse 7 parallelen Querabschnitt 141a, von dem ein Stützarm 141b abgewinkelt ist, und einem Stützfuß 141c am freien Ende des Stützarms 141b. Der Stützfuß 141c ist vorliegend doppelt abgekröpft ausgebildet mit hakenförmigem Ende. Der Querabschnitt 141a ist am oberen Ende der Schleppstütze 41 vorgesehen und entsprechend am oberen Ende des Prallelements 13 gelenkig angebracht.
Die Stützfüße 141c sind beweglich am vorliegend einteiligen Träger 105 angeordnet. Am Trägerteil 105 ist beidseitig – an einer entsprechenden Materialpartie – sowohl eine nach hinten weisende, wellenförmige Schleppkontur 143 ausgebildet, welche oben in einer Fangaufnahme 145 endet, als auch – aus Bauraumgründen an der gleichen Materialpartie – eine nach vorne weisende, sägezahnartige Stützkontur 147 mit Zähnen 147a ausgebildet. Auf beiden Seiten des Trägers 105 umgreifen die Stützfüße 141c die voneinander abgewandten Konturen 143 und 147 mit viel Spiel.
In der Ausgangsstellung befinden sich die Stützfüße 141c am unteren Ende der Konturen 143 und 147. Wenn das Prallelement 13 im Crashfall ausfährt, nimmt es die Schleppstütze 141 mit. Aufgrund der Bewegungsrichtung des Prallelementes 13 und der gewählten Anordnung der Schleppstütze 141 bewegt sich die Schleppstütze 141 relativ zu den Konturen 143 und 147 nach oben. Jeder Stützfuß 141c gleitet – mit dem hakenförmigen Ende – an der zugeordneten Schleppkontur 143 entlang und – mit der doppelten Abkröpfung – beabstandet zur zugeordneten Stützkontur 147. Sofern das Prallelement 13 vollständig ausgefahren wird, erreicht der Stützfuß 141c die Fangaufnahme 145 der Schleppkontur 143 und kann vorliegend dort einhaken.
Wenn das Prallelement 13 durch den Kopf des Insassens beaufschlagt wird, erzeugt diese Kraft für die Viergelenke ein schließendes Moment. Zugleich wird die Kraft auf die Stützarme 141b übertragen. Die lose gelagerten Stützfüße 141c werden dadurch – mit ihren doppelten Abkröpfungen – gegen die Stützkontur 147 gedrückt und bewegen sich an dieser entlang nach unten bis zum jeweils nächstgelegenen Zahn 147a der Stützkontur 147, wo ihre Bewegung endet. Die Stützarme 141b können nun – unter Überbrückung der Viergelenke – die Kraft vom Prallelement 13 in den Träger 105 und weiter in die Kopfstützenstangen 3 leiten. Mit dieser Crashsperre wird ein Einfahren des Prallelementes 13 verhindert. Pro Zahn 147a ist ein Crashstellung definiert, in welcher die Crashsperre wirksam ist. Zum Zurücksetzen der Kopfstütze 1 erfolgt entsprechend zum ersten Ausführungsbeispiel durch einen langsam aufzubringenden Druck auf das Prallelement 13.
Die Bildung der Crashsperre kann in anderen Ausführungen – alternativ oder kummulativ zur Massenträgkeit – auch aufgrund einer Vorspannung und/oder Reibung erfolgen.

1: Kopfstütze
3: Kopfstützenstange
5, 105: Träger
5a: vorderer Trägerteil
5b: hinterer Trägerteil
7: Achse
13: Prallelement
15: untere Schwingeneinheit
15a: unterer Querschenkel
15b: unterer Längschenkel
15c: unterer Endabschnitt
21: Feder
21a: Feder-Endabschnitt
21b: Feder-Wicklungsabschnitt
21c: Feder-Längsschenkel
21d: Feder-Querschenkel
33: Klinke
35: Aktuatorbox
41, 141: Schleppstütze
41a, 141a: Querabschnitt
41b, 141b: Stützarm
41c, 141c: Stützfuß
43, 143: Schleppkontur
45, 145: Fangaufnahme
47, 147: Stützkontur
47a, 147a: Zahn

Claims

Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, mit einem Träger (5; 105), einem relativ zum Träger (5; 105) beweglich angebrachten Prallelement (13), einer Feder (21) als Antrieb, welche wenigstens im Crashfall das Prallelement (13) aus einer Ausgangsstellung heraus nach vorne in wenigstens eine Crashstellung ausfährt, und einer Crashsperre, welche in der Crashstellung ein Einfahren des Prallelementes (13) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass das ausfahrende Prallelement (13) eine Schleppstütze (41; 141) mitnimmt und dabei an einer Schleppkontur (43; 143) des Trägers (5; 105) entlang führt, wobei in der Crashstellung – im Falle einer Beaufschlagung des Prallelementes (13) – die Schleppstütze (41; 141) mit einer Stützkontur (47; 147) des Trägers (5; 105) unter Bildung der Crashsperre zusammenwirkt, um das Prallelement (13) am Träger (5; 105) abzustützen.
Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppstütze (41; 141) wenigstens einen am Prallelement (13) angebrachten Stützarm (41b; 141b) und wenigstens einen Stützfuß (41c; 141c) am freien Ende des Stützarmes (41b; 141b) aufweist.
Kopfstütze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützarm (41b; 141b) gelenkig, insbesondere mittels eines vom Stützarm (41b; 141b) abgewinkelten Querabschnitts (41c; 141c), am Prallelement (13) angebracht ist.
Kopfstütze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützfuß (41c; 141c) mit der Schleppkontur (43; 143) und/oder der Stützkontur (47; 147) zusammenwirkt.
Kopfstütze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützfuß (41c; 141c) zum Zusammenwirken mit der Schleppkontur (43; 143) und/oder der Stützkontur (47; 147) mit einer Abkröpfung versehen und/oder hakenförmig ausgebildet ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppstütze (41; 141) einstückig, insbesondere aus einem Draht, ausgebildet ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppkontur (43; 143) wellenförmig ausgebildet ist und/oder an ihrem oberen Ende eine Fangaufnahme (45; 145) für die Schleppstütze (41; 141), insbesondere einen Stützfuß (41c; 141c) derselben, aufweist.
Kopfstütze nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkontur (47; 147) sägezahnförmig mit mehreren Zähnen (47a; 147a) zum Zusammenwirken mit der Schleppstütze (41; 141), insbesondere einem Stützfuß (41c; 141c) derselben, ausgebildet ist.
Kopfstütze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahn (47a; 147a) eine Crashstellung definiert, in welcher das Prallelement (13) mittels der Schleppstütze (41; 141) am Träger (5; 105) abstützbar ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach hinten weisende Schleppkontur (43; 143) und die nach vorne weisende Stützkontur (47; 147) einander zugewandt an verschiedenen Materialpartien des Trägers (5; 105) oder voneinander abgewandt an der gleichen Materialpartie des Trägers (5; 105) ausgebildet sind.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Träger (5; 105) beidseitig Materialpartien vorgesehen sind, an denen je eine Schleppkontur (43; 143) und/oder je eine Stützkontur (47; 147) ausgebildet sind.