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Die
Erfindung betrifft eine Kopfstütze
für Fahrzeugsitze
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine
solche Kopfstütze
ist bekannt aus der
DE
10 2004 059 237 B3 . Die Kopfstütze weist einen Grundkörper auf,
welcher an einer Sitzlehne gehalten ist. Am Grundkörper ist
relativverschieblich ein Polsterträger befestigt. Hierzu weist
der Polsterträger eine
obere Gleitstange sowie zwei untere Gleitstangen auf. Die Gleitstangen
sind zwischen einer vorderen Stirnwand und einer rückseitigen
Stirnwand angeordnet und in Lageröffnungen des Grundkörpers gleitgelagert.
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Parallel
zu den Gleitstangen sind Zahnleisten am Polsterträger befestigt,
die jeweils mit einer Sperrklinke zusammenwirken. Die Zahnleisten
sind so ausgebildet, dass eine Bewegung des Polsterträgers in
Richtung des Fahrzeuginsassen möglich
ist, eine Rückwärtsbewegung
hingegen nicht. Innerhalb des Polsterträgergehäuses ist ein zweiarmiger Hebel an
einem Hebel-Drehlager gelagert. Ein längerer Hebelbereich dient der
Betätigung
des Polsterträgers, während ein
kürzerer
Hebelbereich eine Kupplungsstelle für die eigentliche Antriebseinheit
bildet, welche als Kolben-Zylindereinheit ausgebildet ist.
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Ein
durch einen Crash aktivierter Crashsensor bewirkt mittels eines
Gasgenerators die Erzeugung eines Gases, welches in den Zylinder
der Kolben-Zylindereinheit strömt
und die Kolbenstange zum ausfahren zwingt, wobei der Hebel so verschwenkt
wird, dass das freie Hebelende sich gegen eine Innenfläche des
Grundkörpers
abstützt
und dabei den Polsterträger
vom Grundkörper
abspreizt.
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Aus
der
EP 0 974 484 B1 ist
ebenfalls eine Kopfstütze
bekannt, bei welchem ein Grundkörper rückenlehnenseitig
befestigt ist und ein Polsterteil zum Grundkörper relativ beweglich ist.
Am Grundkörper
ist ein Innenzylinder befestigt, welcher koaxial innerhalb eines
am Polsterteil befestigten Außenzylinders
aufgenommen ist. Am Innenzylinder sowie am Außenzylinder sind Federteller
befestigt zwischen denen ein Federspeicher angeordnet ist. In der
Ruheposition des Polsterteils ist der Federspeicher gespannt. Ein
den Federspeicher durchsetzender Spanndraht ist an beiden Federtellern
befestigt. Der Spanndraht hält
die Federteller entgegen der Druckkraft des Federspeichers zusammen
und damit das Polsterteil in der Ruheposition.
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Im
Falle eines Fahrzeug-Crashs gibt ein Crash-Sensor ein Signal an
eine Steuereinheit. Die Steuereinheit speist einen Kurzschlussstrom
in den Spanndraht ein, was zur Folge hat, dass der Spanndraht schmilzt
und reißt.
Das Polsterteil wird darauf hin von dem Federspeicher in eine Crash-Position bewegt.
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Die
DE 103 55 773 B3 beschreibt
eine Kopfstütze
mit einem Hauptkörper
und einem daran neigeverstellbar befestigten Kopfanlageteil. Am
Hauptkörper
ist ein crashaktives Teil gehalten. Das crashaktive Teil weist Führungsteile
auf, auf denen Schlittenbauteile gleitend angeordnet sind, die durch
ein Brückenbauteil
miteinander verbunden sind. An dem Brückenbauteil ist das neigeverstellbare
Kopfanlageteil befestigt. Die Führungsteile
sind jeweils von einer Schraubendruckfeder koaxial umgeben, welche
einen Federspeicher bildet. Eine Kupplungsvorrichtung hält die vom
Federspeicher belasteten Schlittenbauteile in ihrer Ruheposition.
Am Schlittenbauteil ist ein Kupplungszapfen befestigt, welcher in
der Ruheposition formschlüssig
von einem haarnadelförmig
gebogenen Kupplungs-Federbügel
gehalten ist. Das Aufspreizen der Schenkel des Kupplungs-Federbügels wird
in der Ruheposition von einer Schaltwippe verhindert. Im Crash-Fall
verschwenkt ein Elektromagnet die Schaltwippe wodurch ein Aufspreizen
des Kupplungs-Federbügels ermöglicht und
damit der Kupplungszapfen des Schlittenbauteils freigegeben wird.
Das Schlittenbauteil wird daraufhin von den sich entspannenden Schraubendruckfedern
entlang der Führungsteile
und damit das Kopfanlageteil zum Hinterkopf des Fahrzeuginsassen
bewegt.
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Ausgehend
von der
DE 103 55
773 B3 ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kopfstütze zu schaffen, welche
ein schnelles und funktionssicheres Bewegen des Polsterteils aus
der Normal- in eine Crashposition ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere den kennzeichnenden
Merkmalen.
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Das
Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass die Kopfstütze einen
fest angeordneten Grundkörper
und ein zwischen einer Normalposition und wenigstens einer Crashposition
relativ zum Grundkörper
bewegbares Polsterteil aufweist. Das Polsterteil wird von einer
Arretiervorrichtung in der Normalposition gehalten. Im Crash-Fall kann
das Polsterteil in Richtung des Kopfes eines Fahrzeuginsassen bewegt
werden, wobei es von einer Führungsvorrichtung
geführt
ist. Die hebelartige Betätigungsvorrichtung
wird im Crash-Fall aktiviert, löst
daraufhin die Arretiervorrichtung und bewegt das Polsterteil in
die Crash-Position. Der Antrieb der Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise
durch einen chemischen Energieträger,
einen Elektromagneten oder einen Federspeicher erfolgen.
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Die
Crashposition des Polsterteils im Sinne der Erfindung ist eine Position
bei welcher das Polsterteil dem Kopf des Fahrzeuginsassen bezüglich der Normalposition
angenähert
ist.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass von der hebelartigen Betätigungsvorrichtung
sowohl das Entriegeln der Arretiervorrichtung als auch das Bewegen
des Polsterteils durchgeführt
wird. Die Bewegung des Polsterteils zwischen der Normalposition
und der Crashposition kann aufgrund der erfindungsgemäßen Merkmale
besonders schnell und funktionssicher erfolgen. In der Normalposition
verhindert die Arretiervorrichtung sicher eine Bewegung des Polsterteils.
Mittels der erfindungsgemäßen Merkmale
ist ein einfacher Aufbau der Kopfstütze möglich.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
weist die Arretiervorrichtung ein Verriegelungsteil auf, welches
zwischen einer Sperrposition und einer Entriegelungsposition bewegbar
ist. In der Sperrposition wird das Polsterteil vom Verriegelungsteil
fest in der Normalposition gehalten. In der Entriegelungsposition
ist das Polsterteil nicht vom Verriegelungsteil gehalten. Das Polsterteil
kann dann in die Crashposition bewegt werden.
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Einer
Ausführungsform
gemäß ist das
Verriegelungsteil von einer um eine Schwenkachse verschwenkbaren
Verriegelungswippe gebildet. Mittels der Verriegelungswippe ist
ein leichtes Arretieren und Lösen
der Arretierung des Polsterteils möglich. Die Hebelarme der Verriegelungswippe
können
z.B. jeweils bügelförmig ausgebildet
sein.
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Einer
weiteren Ausführungsform
gemäß ist das
Verriegelungsteil an dem Polsterteil befestigt. Es bewegt sich daher
zusammen mit dem Polsterteil. Es kann somit eine Verriegelung oder
eine Bewegungsbegrenzung in unterschiedlichen Positionen des Polsterteils
implementiert werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die formschlüssige Verbindung
von einem dem Verriegelungsteil zugeordneten Sperrzahn gebildet,
welcher formschlüssig
mit einer korrespondierenden Nut zusammenwirkt. Alternativ kann
der Sperrzahn auch z.B. mit einem Anschlag zusammenwirken. Diese
Ausführungsform
ist mit wenig Aufwand herstellbar und gewährleistet ein sicheres Arretieren
des Polsterteils. Der Sperrzahn kann z.B. an der Verriegelungswippe
befestigt sein, welche am Polsterteil gehalten ist. Die Nut kann
z.B. dem Grundkörper
zugeordnet sein.
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Einer
weiteren Ausführungsform
gemäß weist
die Führungsvorrichtung
wenigstens einen im Wesentlichen zylindrischen Führungskörper auf, welcher in einer
korrespondierenden Aufnahmeeinrichtung geführt ist. Der Führungskörper kann
derart ausgebildet sein, dass das Polsterteil allseitig geführt ist. Der
Führungskörper kann
z.B. als Kunststoffspritzgießteil
ausgebildet sein. Alternativ kann der Führungskörper z.B. aus Metall gebildet
sein. Der Führungskörper kann
z.B. am Polsterteil oder am Grundkörper angeformt sein. Beispielsweise
kann der Führungskörper am
Grundkörper
und die Aufnahmeeinrichtung am Polsterteil befestigt sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Führungsvorrichtung wenigstens zwei
rohrartige Führungskörper auf.
Die rohrartigen Führungskörper können an
eine Führungsstruktur angeformt
sein, d.h. sie müssen
nicht unbedingt separat ausgebildet sein. Der rohrartige Führungskörper kann
z.B. im Querschnitt kreisförmig
oder teilkreisförmig
ausgebildet sein. Alternativ sind aber auch andere Querschnittsformen
denkbar.
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Einer
anderen Ausführungsform
gemäß weist
der Führungskörper T-förmig angeordnete Stege auf.
Die T-förmig
angeordneten Stege gewährleisten
eine allseitige Führung
des Polsterteils. Die Stege können
z.B. endseitig mit zusätzlichen
rohrartigen Führungskörpern versehen
sein, die beispielsweise an die Stege angeformt sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Führungskörper mit wenigstens zwei Rippen
versehen, die mit einer Fläche
der Aufnahmeeinrichtung zusammenwirken. Die Rippen weisen eine Gleitfläche auf,
die im Kontakt zur Aufnahmeeinrichtung steht, während die übrigen Außenflächen des Führungskörpers von der Oberfläche der
Aufnahmeeinrichtung beabstandet sind. Mit dieser Ausführungsform
wird die Reibung zwischen Führungskörper und
Aufnahmeeinrichtung vermindert, so dass sich das Polsterteil leichter
zwischen der Ruheposition und der Crash-Position bewegen lässt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Aufnahmeeinrichtung von einem Führungsschacht gebildet. Der
Führungsschacht
kann z.B. am Polsterteil oder am Grundkörper angeformt sein.
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Einer
weiteren Ausführungsform
gemäß ist eine
Rastvorrichtung vorgesehen, die in einer Crash-Position des Polsterteils
einen Kraft- und/oder Formschluss zwischen Polsterteil und Grundkörper ausbildet.
Eine Rückwärtsbewegung
des Polsterteils aus der Crash-Position in die Ruheposition, z.B. durch äußere Krafteinwirkung,
wird auf diese Weise sicher verhindert. Die Rastvorrichtung kann
z.B. als Form-Richt-Gesperre ausgebildet sein, welches ein Bewegen
des Polsterteils aus einer Crashposition zurück in die Normalposition verhindert.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Betätigungsvorrichtung
von einem zweiarmigen Hebel gebildet, wobei ein Hebelarm mit dem
Polsterteil zusammenwirkt und der andere Hebelarm mit einer Auslösevorrichtung
verbunden ist. Diese Ausführungsform
erfordert wenig Bauraum und ermöglicht somit
eine platzsparende Ausbildung der Betätigungsvorrichtung. Zudem lassen
sich mit dem Hebel große
Kräfte übertragen.
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Einer
Ausführungsform
gemäß umfasst
die Auslösevorrichtung
eine Kolben-/Zylindereinheit, wobei eine Kolbenstange mit dem Hebelarm
der Betätigungsvorrichtung
verbunden ist. Die Kolben-/Zylindereinheit ermöglicht ein schnelles Auslösen der
Betätigungsvorrichtung.
In den Kolben kann beispielsweise ein Verbrennungsgas eingeleitet
werden, das durch Zünden
eines chemischen Energiespeichers im Crashfall gebildet wird.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung weist die Auslösevorrichtung einen elektromagnetischen
Antrieb auf. Der elektromagnetische Antrieb kann beispielsweise
eine linear bewegbare Kolbenstange aufweisen, die mit der Betätigungsvorrichtung verbunden
ist.
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Einer
anderen Ausführungsform
gemäß weist
die Auslösevorrichtung
einen Federspeicher auf. In der Normalposition kann beispielsweise
der Federspeicher von einer Haltevorrichtung in einer gespannten
Position gehalten sein. Im Crash-Fall kann die Haltevorrichtung
gelöst
werden, woraufhin sich der Federspeicher entspannt und dabei die
hebelartige Betätigungsvorrichtung
bewegt.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche sowie
anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
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1 eine
schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen Kopfstütze in Ruheposition,
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2 eine
schematische Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie II-II in 1,
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3 eine
schematische Seitenansicht der Kopfstütze in Ruheposition,
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4 eine
schematische Schnittdarstellung der Kopfstütze gemäß Schnittlinie IV-IV in 3,
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5 eine
schematische teilweise geschnittene Rückansicht der Kopfstütze in Ruheposition,
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6 eine
schematische teilweise geschnittene Frontansicht der Kopfstütze in Ruheposition,
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7 in
Anlehnung an 6 eine schematische in anderer
Schnittebene geschnittene Ansicht der Kopfstütze,
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8 in
Anlehnung an 6 eine schematische in anderer
Schnittebene geschnittene Ansicht der Kopfstütze,
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9 eine
schematische Frontansicht der Kopfstütze in Crash-Position,
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10 eine
schematische Schnittdarstellung der Kopfstütze gemäß Schnittlinie X-X in 9, und
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11 eine
schematische perspektivische Ansicht der Kopfstütze in Crash-Position.
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Eine
Kopfstütze
für Fahrzeugsitze
insgesamt wird in den Zeichnungen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Die
Kopfstütze 10 weist
gemäß 1 einen Grundkörper 11 auf,
welcher mittels zweier Tragstangen 12 höhenverstellbar an einer nicht
dargestellten Rückenlehne
eines Fahrzeugs befestigbar ist. Der Grundkörper 11 kann zudem,
alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel, neigeverstellbar
auf den Tragstangen 12 gelagert sein. Anstatt einzelner Tragstangen 12 kann
der Grundkörper 11 alternativ z.B.
einen nicht dargestellten Tragstangenbügel aufweisen und an diesem
gelagert sein.
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Die
Kopfstütze 10 weist
zudem ein Polsterteil 13 auf, welches gemäß 2 mittels
einer Führungsvorrichtung 14 relativbeweglich
am Grundkörper 11 gehalten
ist. Auf diese Weise ist das Polsterteil 13 in Richtung
v vom Grundkörper 11 weg
und in Richtung z zum Grundkörper 11 hin
bewegbar. Die Relativbeweglichkeit des Polsterteils 13 hat
den Zweck, im Falle eines Fahrzeug-Crashs eine gefährliche
Beschleunigung des Kopfes eines Fahrzeuginsassen zu verringern,
indem das Polsterteil 13 in Richtung v bewegt wird und
sich dabei dem Kopf eines nicht dargestellten Fahrzeuginsassen annähert.
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Um
nach dem Auslösen
einer Betätigungsvorrichtung 17,
welche das Polsterteil 13 in die Crashposition bewegt,
eine ungewollte Rückbewegung
des Polsterteils 13 in Richtung z zu verhindern, ist die
Kopfstütze 10 mit
einer Rastvorrichtung 15 versehen.
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Mittels
einer lösbaren
Arretiervorrichtung 16 (siehe 2) wird
verhindert, dass das Polsterteil 13 sich ungewollt aus
der Ruhestellung begibt, die in den 1 bis 8 dargestellt
ist.
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Die
Führungsvorrichtung 14 weist
einen am Grundkörper 11 befestigten
Führungskörper 20 auf, der
als im Wesentlichen zylindrischer Hohlkörper und im Querschnitt etwa
T-förmig
ausgebildet ist. Der Führungskörper 20 kann
alternativ zu dem Ausführungsbeispiel
auch andere Formen aufweisen. Gemäß 4 ist der
Führungskörper 20 mit
Stegen 19 versehen, an denen endseitig drei im Querschnitt
teilkreisförmige
rohrartige Führungselemente 18 angeformt
sind. Die Führungselemente 18 weisen
Rippen 21 auf, mit denen sich der Führungskörper 20 an einer Innenfläche 22 eines
komplementär
zum Führungskörper 20 ausgebildeten,
am Polsterteil 13 befestigten Führungsschachtes 23 abstützt. Der
Reibwiderstand bei der Bewegung des Führungskörpers 20 relativ zum
Führungsschacht 23 wird
auf diese Weise reduziert. Mittels der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung 14 ist
eine hohe Stabilität
und eine sichere Führung
des Polsterteils 13 in der Ruheposition gemäß der 1 bis 8,
der Crash-Position gemäß der 9 bis 11 sowie
in dazwischen liegenden, nicht dargestellten Positionen gewährleistet.
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Die
Rastvorrichtung 15 (siehe 10) verhindert
ein ungewolltes Zurückbewegen
des Polsterteils 13. Am Grundkörper 11 ist ein um
eine Achse A1 verschwenkbare Rastklinke 24 vorgesehen,
welche mit einer am Polsterteil 13 befestigten Zahnleiste 25 zusammenwirkt.
Die Rastklinke 24 ist durch eine Federkraft F eines nicht
dargestellten Federelements federbelastet. Ein freies Ende 26 der
Rastklinke 24 wird auf diese Weise an einer Oberfläche 27 der Zahnleiste 25 gehalten.
Jeder Zahn 28 der Zahnleiste 25 weist eine Steilflanke 29 und
eine Rampe 30 auf. Eine Bewegung des Polsterteils 13 in
Richtung v ist möglich,
da das freie Ende 26 über
die Rampe 30 jedes Zahns 28 abgleitet. Eine Zurückbewegung
des Polsterteils 13 ist hingegen nicht durchführbar, da das
freie Ende 26 an der Steilflanke 29 eines Zahns 28 anschlägt und die
Zurückbewegung
verhindert. Um zu gewährleisten,
dass das Polsterteil 13 aus der Crash-Position in die Ruheposition
zurückbewegbar ist,
kann das freie Ende 26 der Rastklinke 24 in nicht dargestellter
Weise aus der Bewegungsbahn der Zahnleiste 25 bewegt werden.
Dafür kann
z.B. ein Druckknopf an der Außenseite
der Kopfstütze
vorgesehen sein, mittels welchem die Rastvorrichtung lösbar ist.
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Mittels
der Betätigungsvorrichtung 17 kann das
Polsterteil 13 von der Ruheposition in die Crash-Position
bewegt werden. Die Betätigungsvorrichtung 17 umfasst
einen zweiarmigen Hebel 36. Der Hebel 36 ist mittels
einer Auslösevorrichtung 31 um
eine Achse A2 schwenkbar am Grundkörper 11 gehalten,
welche eine Kolben-Zylindereinheit umfasst. Die Kolbenstange des
Kolbens ist mit dem Bezugszeichen 32, der Zylinder mit
der Bezugsziffer 33 bezeichnet. Die Kolbenstange 32 wirkt
mit einem Arm 34 des zweiarmigen Hebels 36 zusammen.
Ein anderer Arm 35 des Hebels 36 ist gabelförmig ausgebildet und
wirkt mit einer Verriegelungswippe 37 zusammen, die am
besten in 5 zu erkennen ist. Die Verriegelungswippe 37 ist
um eine Achse A3 schwenkbar an dem Führungsschacht 23 befestigt. Sie
lässt sich
zwischen einer Sperrstellung und einer Entriegelungsstellung verschwenken.
Die Verriegelungswippe 37 ist mit einem Sperrzahn 38 versehen, welcher
in der Sperrstellung der Verriegelungswippe 37 gemäß 2 in
eine Rastnut 39 des Grundkörpers 11 eingreift,
wobei der Sperrzahn 38 eine Öffnung 40 im Führungskörper 20 durchgreift.
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Nachfolgend
soll die Funktion der Kopfstütze im
Crash-Fall beschrieben werden. Ein Crash-Sensor wird durch den Aufprall
aktiviert und leitet ein Signal an eine Regeleinheit, die z. B.
das Zünden
eines Pulvers veranlasst. Die durch die Verbrennung entstehenden
Gase werden in den Kolben geleitet. Der im Kolben entstehende Druck
bewegt die Kolbenstange 32 in Richtung z. Der zweiarmige
Hebel 36 wird von der Kolbenstange 32 in Richtung
u1 verschwenkt. Alternativ kann der zweiarmige Hebel z.B. auch von
einem Elektromagneten oder einem Federspeicher in nicht dargestellter
Weise betätigt
werden.
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Durch
das Verschwenken des Hebels 36 gerät Letzterer zunächst in
Kontakt mit der Verriegelungswippe 37 und verschwenkt diese
dabei um die Schwenkachse A3 in Richtung w2, wobei sich der Sperrzahn 38 aus
der Rastnut 39 herausbewegt. Der Hebel 36 gerät durch
weiteres Verschwenken in Richtung u1 in Kontakt mit dem Führungsschacht 23 und
bewegt das Polsterteil 13 dabei in Richtung v vom Grundkörper 11 weg.
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Grundsätzlich kann
der Hebel 36 den Kontakt zum Polsterteil 13 beibehalten,
bis die Crash-Position des Polsterteils 13 gemäß der 9 bis 11 erreicht
ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verliert der Hebel 36 den Kontakt zum Polsterteil 13 vor
Erreichen der Crash-Position gemäß 10. Der
auf das Polsterteil 13 übertragene
Impuls bewegt Letzteres in die Crash-Position. Der von dem Polsterteil 13 zwischen
der Normal- und der Crashposition zurückgelegte Weg kann z.B. 60mm
betragen, wobei der Hebel 36 z.B. auf den ersten 40mm Kontakt
zum Polsterteil 13 behalten kann. Danach verliert der Hebel 36 auch
den Kontakt zur Wippe 37, wodurch diese in Richtung w1
in die Sperrstellung verschwenkt. Der Sperrzahn 38 schlägt bei Erreichen
der Crash-Position an einem Anschlag 41 des Grundkörpers 11 an
und begrenzt damit die Ausfahrbewegung des Polsterteils 13.
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Ein
ungewolltes Zurückbewegen
des Polsterteils 13 wird von der Rastklinke 24 verhindert,
dessen freies Ende 26 bei einer Bewegung des Polsterteils 13 in
Richtung z an einer Steilflanke 29 eines Zahns 28 der
Zahnleiste 25 anschlägt.
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Es
sei noch erwähnt,
dass der Grundkörper 11 und
das Polsterteil 13 bei diesem Ausführungsbeispiel Kunststoffspritzgießteile bilden
an welche der Führungskörper 20 bzw.
der Führungsschacht 23 angeformt
sind.