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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit aktiver Kopfstütze gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bei
starker Verzögern
des Fahrzeugs, beispielsweise bei Vollbremsungen oder beim Aufprall des
Fahrzeug auf ein Hindernis oder beim Heckaufprall schnellt der Kopf
eines Unfallinsassen aufgrund des Trägheitsgesetzes zunächst nach
vorn, um dann peitschenartig wieder nach hinten zu schlagen. Eine solche
Rückwärtsbewegung
des Kopfes gegenüber dem
Oberkörper
birgt die Gefahr von Verletzungen im Bereich der Halswirbelsäule in sich.
Eine Kopfstütze
verhindert weitestgehend solche Verletzungen. Kopfstützen sind
in vielen Fahrzeugen Bestandteil des passiven Sicherheitssystems.
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Üblicherweise
besteht normalerweise ein Abstand des Kopfes zur Kopfstütze trotz
Anlage des Rückens
an der Rückenlehne,
so dass eine passive Kopfstütze
die beispielsweise bei einem Heckaufprall auftretenden hohen Belastungen
nicht ausreichend kompensieren kann. Es sind daher schon so genannte
aktive Kopfstützen
vorgeschlagen worden, die sich bei einem Aufprall nach vorn verlagern
um den Kopf früher
auffangen zu können.
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Aus
der
EP 0 826 553 A2 ist
ein Fahrzeugsitz mit einer an der Rückenlehne verstellbaren Kopfstütze bekannt,
die bei einem Heckaufprall des Fahrzeugs aus einer normalen Ausgangsstellung
in eine einem Kopf des Insassen angenäherte Rückhaltestellung bewegbar ist.
Die Kopfstütze
wird durch eine fahrzeugsensitiv aktivierbare Stellvorrichtung,
die mit der Kopfstütze
durch eine flexibles Zugmittel verbunden ist sowie in der Rückenlehne
oder dem Fahrzeug angeordnet ist, von der Ausgangsstellung in die Rückhaltestellung
bewegt. Das flexible Zugmittel wird durch einen Bowdenzug gebildet,
der im Inneren der Rückenlehne
des Fahrzeugs eine Schlaufe bildet.
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Durch
die
DE 10 2005
004 684 A1 ist eine Kopfstütze eines Kraftfahrzeugsitzes
mit einer Tragestruktur, die mindestens einen Holm aufweist, und
mit einem Stützkörper bekannt,
der sich normalerweise in einer Gebrauchsposition befindet und der
bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges die Gebrauchsposition verlässt und
eine Unfallposition einnimmt, in der sich der Stützkörper in Fahrtrichtung vor der
Gebrauchsposition befindet. Der Holm ist mit mindestens einem Querstück verbunden,
das sich im Wesentlichen horizontal erstreckt und sich oberhalb
der Oberkante einer Rückenlehne
des Kraftfahrzeugsitzes befindet. Der Stützkörper weist einen schräg verlaufenden
Führungsbereich
auf, der dem Querstück angepasst
ist und der relativ zum Querstück
bewegbar ist. Es ist eine Feder vorgesehen welche den Stützkörper gegen
das Querstück
elastisch vorbelastet und bestrebt ist, den Stützkörper in die Unfallposition
zu bewegen. Eine auslösbare
Sperrvorrichtung ist vorgesehen, die dem elastischen Mittel zugeordnet
ist und die das elastische Mittel normalerweise blockiert, bei einem
Unfall des Kraftfahrzeugs aber frei gibt, so dass das elastische
Mittel den Stützkörper aus
der Gebrauchsposition in die Unfallposition bewegen kann.
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Durch
die
DE 10 2005
050 971 A1 ist eine Kopfstütze eines Kraftfahrzeugsitzes
bekannt mit einer Tragstruktur, die mindestens einen Holm aufweist und
mit einem Stützkörper verbunden
ist. Die Tragstruktur mit dem Stützkörper ist über mindestens einen
Führungsbereich
und der Stützkörper gegenüber der
Tragstruktur aus einer normalen Gebrauchsstellung entlang eines
linearen Vorschubweges in eine Unfallposition bewegbar, in der sich
der Stützkörper sowohl
in Fahrtrichtung als auch in dazu senkrechter Richtung vor der Gebrauchsposition
befindet. Es ist eine Antriebseinheit vorgesehen, die eine Zugfeder
und eine Blockiervorrichtung aufweist, die ein erstes Blockierteil
und eine Lösevorrichtung
umfasst. Das erste Blockierteil weist eine längliche Öffnung auf, durch die ein Mitnehmer
der Tragstruktur greift. In der Gebrauchsstellung stützt das
Blockierteil die Zugkraft der Zugfeder ab. Nach Betätigen der
Lösevorrichtung
gibt das Blockierteil die Zugfeder frei.
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Durch
die
DE 197 31 059
A1 ist eine aktive Kopfstütze für einen Kraftfahrzeugsitz bekannt,
welche durch eine bei einem Frontal- bzw. Heckaufprall auslösbare Antriebseinrichtung
in eine gegenüber der
normalen Stützposition
weiter vorn liegende Stützposition
bewegbar ist, wobei die Kopfstütze
zumindest ein die Abstützfläche für den Kopf
eines Insassen bildendes Polsterteil sowie eine das Polsterteil
der jeweiligen Stützposition
haltende Trageinrichtung aufweist. Die Trageinrichtung ist mittels
einer an der Rückenlehne
nahe deren Oberkante angeordneten Verstelleinrichtung um eine horizontal
und quer zur Fahrtrichtung ausgerichtete Schwenkachse drehbar gelagert.
Zur Erhöhung
der Sicherheit und des Komforts für den auf dem Kraftfahrzeugsitz
sitzenden Insassen ist vorgesehen, dass die Kopfstütze bzw. das
Polsterteil höhenverstellbar
als Trageinrichtung ausgebildet ist, wobei die Höhenverstellung im Falle eines
Frontal- bzw. Heckaufpralls durch die Antriebseinrichtung erfolgt.
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Aus
der
DE 10 2005
052 766 B3 und der
DE 199 61 617 C2 sind jeweils eine aktive
geteilte Kopfstütze
bekannt, bei der ein vorderes Kopfstützenteil im Crashfall aus einer
in ein hinteres Kopfstützenteil eingefahrenen
Position in eine linear ausgefahrene Position bewegbar ist. Die
beiden Kopfstützteile
sind scharnierartig miteinander verbunden.
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Aus
der
DE 195 48 339
A1 ist eine Kopfstütze
für einen
Fahrzeugsitz mit einem zwei parallele Haltestangen zum Einstecken
in sitzseitige Führungshülsen aufweisenden
Stützbügel bekannt.
Die Kopfstütze
weist einen am Stützbügel in Richtung Sitztiefe
schwenkbar gehaltenes Kopfpolster auf, das ein Polsterträger und
eine diesen überziehende
Polsterung aufweist. Die Kopfstütze
ist mit einer im Crash-Fall aktivierten Verstellvorrichtung zum
Verlagern des Kopfpolsters relativ zum Stützbügel versehen, derart, dass
das Kopfpolster unmittelbar an der Halslordose und im Hinterkopf
des Sitzbenut zers anliegt. Die Verstellvorrichtung weist ein manuelles
Bedienglied zum Verändern
der Einstellage des Kopfpolsters auf. Das Kopfpolster ist mit seinem
Polsterträger
auf einer zwischen den Haltestangen des Stützbügels befestigten Querachse
drehbar aufgenommen und so ausgebildet, dass sein Masseschwerpunkt
oberhalb der Querachse liegt. Die Verstellvorrichtung weist einen
drehfest mit der Querachse bzw. mit den Haltestangen des Sitzbügels verbundene
sich in Sitztiefe erstreckende Zahnreihe und eine am Polsterträger gehaltene
Sperrklinke mit einem in die Zahnreihe eingreifenden Sperrzahn auf. Jeder
Zahn der Zahnreihe weist eine flach ansteigende Zahnflanke und eine
sich daran unmittelbar anschließende,
der Rückseite
des Kopfpolsters zugekehrte, steil abfallende Zahnflanke auf, wobei
der Sperrzahn eine flach ansteigende Zahnflanke und eine sich daran
unmittelbar anschließende
steil abfallende Zahnflanke aufweist, die hinter die steil abfallende
Zahnflanke eines Zahns der Zahnreihe eingereift. Das manuelle Bedienglied
ist mit der Sperrklinke zum Ausheben des Sperrzahns aus der Zahnreihe gekoppelt.
Im Crash-Falle mit Heckaufprall wird in Folge des oberhalb der Querachse
liegenden Masseschwerpunktes des Kopfpolsters eine Schwenkbewegung,
um die Querachse im Uhrzeigersinn ausführen, wodurch das Kopfpolster
in seinem unteren Bereich mit seiner Polsterung sich hin zum Sitzbenutzer verlagern.
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Es
ist auch schon vorgeschlagen worden in der Kopfstütze einen
kleinen Gassack unterzubringen, der im Kollisionsfall gesteuert über einen
Sensor durch einen Gasgenerator innerhalb weniger Sekunden gefüllt wird.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass in der Praxis der Abstand des Kopfes
zum Gassack sehr stark differieren kann, so dass beispielsweise bei
einem sehr kurzem Abstand zwischen Kopf und Kopfstütze der
Kopf vom Gassack sogar abgestoßen werden
kann, was eine unerwünschte
Belastung darstellt.
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Einrichtungen,
welche im Kollisionsfall über Federspeicher
oder mittels Pyrotechnik über
eine entsprechende Auslöseeinrichtung
eine Abstützung für den Kopf
derart nachführen,
dass sie bei Kopfkontakt sofort in der jeweiligen Stellung verharrt,
weisen keine befriedigende Lösung
der Kraftübertragung
auf die Kopfabstützung
auf.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Fahrzeugsitz
mit aktiver Kopfstütze der
eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Anzahl der zur crashbedingten
Aktivierung der Kopfstütze
benötigen
Bauteile minimiert ist, die Kopfstütze nach Auslösung in
ihrer Form unverändert
bleibt und im Crashfalle eine effektive und schnelle Betätigung der
Kopfstütze
erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Aufgabenlösung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele dargestellt
sind, näher
erläutert
werden. Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit Kopfstütze in schematischer Darstellung,
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2 schematisch
eine Seite einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Kopfstütze
in der Grundstellung,
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3 schematisch
die Kopfstütze
nach 2 nach Auslösung
in einer ersten Bewegungsphase,
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4 schematisch
die Kopfstütze
nach 2 nach Auslösung
in einer mittleren Bewegungsphase,
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5 schematisch
die Kopfstütze
nach 2 nach Auslösung
in einer Endbewegungsphase,
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6 schematisch
die Kopfstütze
nach 2 in einer Grundstellung und einer ausgelösten Funktionsstellung – in einer
Figur dargestellt – und
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7 schematisch
eine Seite einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Kopfstütze
in der Grundstellung und der ausgelösten Funktionsstellung.
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Gleiche
und einander entsprechende Bauteile sind in den Figuren der Zeichnung
mit den gleichen Bezugszeichen verstehen.
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Die
Zeichnung zeigt in der 1 einen Fahrzeugsitz 2 mit
einem Sitzteil 3, einer Rückenlehne 4 und einer
an der Rückenlehne 4 verstellbar
angeordneten aktiven Kopfstütze 6 nahe
einem Kopf- und Halsbereich 5 eines Fahrzeuginsassen 7.
Die Kopfstütze 6 kann
aus einer normalen Gebrauchsstellung (durchgezogen dargestellt)
bei einem Crash in eine nach vorn und oben verlagerte Position bewegt
werden (strichpunktiert in der 1 dargestellt).
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Die
Kopfstütze 6 weist
ein zwei Stangen 8 (nur eine Stange ist in der Zeichnung
dargestellt) und ein die Stange/n verbindendes Querteil 10 aufweisendes
Kopfstützengestänge 12 auf
sowie einen starren, hohlen Formkörper 14 als Stützstruktur
und zur Aufnahme eines einteilig ausgebildeten Polsterkörpers 16 und
eines Bezugs 18 des Polsterkörpers 16 (vgl. 2–7).
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Das
Kopfstützengestänge 12 ist
von unten in den Polsterkörper 16 einführbar, der
relativ zu dem Kopfstützengestänge zumindest
teilweise translatorisch bewegbar ist mit horizontaler und vertikaler
Bewegungskomponente.
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Der
Formkörper 14 ist
an einer ersten im oberen Bereich der Kopfstütze 6 befindlichen
Stelle 17 exzentrisch und drehbar mit dem Querteil 10 des Kopfstützengestänges 12 verbunden.
Hierzu ist auf dem Querteil 10 des Kopfstützengestänges 12 ein mit
dem Formkörper 14 in
Wirkverbindung stehender Rotationskörper 19 drehbar und
exzentrisch gelagert.
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An
einer zweiten zur ersten Stelle 17 beabstandeten im unteren
Bereich der Kopfstütze 6 befindlichen
Stelle 21 ist der Formkörper 14 relativ
zu den Stangen 8 des Kopfstützengestänges 12 verschiebbar
mit der/den Stange/n 8 verbunden.
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Die
Verbindung des Formkörpers 14 mit
dem Querteil 10 des Kopfstützengestänges 12 und mit den
Stangen 8 des Kopfstützengestänges 12 erfolgt dabei
derart, dass durch Drehung des Formkörpers 14 auf dem Querteil 10 des
Kopfstützengestänges 12 der
Formkörper 14 und
damit der gesamte Polsterkörper 16 relativ
zu den Stangen 8 des Kopfstützengestänges 12 nach vorn
und nach oben verlagerbar ist. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
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An
der zweiten Verbindungsstelle 21 ist der Formkörper 14 mit
einem mit einem Teil 22 wenigstens einer Stange 8 des
Kopfstützengestänges 12 in Wirkverbindung
stehenden Führungsmittel 20 versehen,
mit dem der Formkörper 14 und
damit der Polsterkörper 16 relativ
zu den Stangen 8 des Kopfstützengestänges 12 nach vorn
und nach oben verlagerbar ist.
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Das
Führungsmittel 20 umfasst
ein in Fahrtrichtung nach oben und nach vorn verlaufendes Langloch 24,
in das das Teil 22 des Kopfstützengestänges 12 eingereift.
Das Teil 22 wird vorzugsweise durch einen an wenigs tens
einer Stange 8 des Kopfstützengestänges 12 angeordneten
Bolzen oder Stift gebildet.
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Der
Rotationskörper 19 ist
teilweise von einem Teil 23 des Formkörpers 14 eng umschlossen. Der
Rotationskörper 19 wird
durch eine im Crashfall auslösbare
oder freigebbare Antriebseinrichtung 28 in eine exzentrische
Drehbewegung um das Querteil 10 des Kopfstützengestänges 12 versetzt.
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Die
Antriebseinrichtung 28 steht über Zugmittel 34 mit
dem Rotationskörper 19 in
Wirkverbindung.
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Der
Rotationskörper 19 weist
ein auf dem Querteil 10 des Kopfstützengestänges 12 drehbar gelagertes,
mit dem Rotationskörper 19 drehfestes Rotationselement 30 auf,
das exzentrisch im Rotationskörper 19 angeordnet
ist. Am Rotationselement 30 greift an einem Punkt 31 das
um das Rotationselement 30 wenigstens teilweise umgelenkte
Zugmittel 34 mit einem Ende 33 an. Das andere
Ende 35 des Zugmittels 34 ist mit einer eine Längenänderung bzw.
Längung
des Zugmittels 34 bewirkenden Antriebseinrichtung 28 verbunden.
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Die
Antriebseinrichtung 28 wird durch einen bei einem Crash
auslösbaren
bzw. freigebbaren Energiespeicher, bspw. Federspeicher 32 (vgl. 2–7)
oder durch pyrotechnische crashsensible Mittel gebildet.
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Die
Längenänderung
bzw. Längung
des Zugmittels 34 kann auch durch insassenbedingte Deformation
von Strukturteilen des Fahrzeugsitzes erfolgen. Für die Längenänderung
bzw. Längung
des Zugmittels 34 kann die Antriebseinrichtung 28 insassen-
und/oder fahrzeuggetriggert freigebbar oder auslösbar ausgebildet sein.
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Der/die
Federspeicher 32 kann/können
in der/die hohl ausgebildete/n Stange/Stangen 8 des Kopfstützengestänges 12,
im Lehnenrahmen bzw. der Lehnenstruktur 4 oder unter dem
Fahrzeugsitzteil 3 angeordnet sein.
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Der
Rotationskörper 19 ist
an einem oder beiden Enden eines Formkörpers 42 ausgebildet,
der vorzugsweise im mittleren Bereich zwischen den Rotationskörpern 19 einen
minimierten, in der 2 gestrichelt eingezeichneten
Durchmesser D aufweist, wodurch im Anlagebereich des Kopfes des
Insassen ein optimaler Anlagekomfort durch maximale Polsterkörperstärke und
optimaler seitlicher Halt erhalten wird.
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Das
Zugmittel 34 ist ein Zugseil, vorzugsweise ein Bowdenzug.
Das Zugmittel 34 bzw. das Zugseil, bzw. der Bowdenzug ist
vorzugsweise in die hohl ausgebildete/n Stange/n des Kopfstützengestänges 12 bis
zu der darin angeordneten Antriebseinrichtung 28 geführt und
ist von dort durch die bei einem Crash auslösbare Antriebseinrichtung 28 betätigbar zur Drehung
des Rotationskörpers 19 zwecks
Verlagerung des Polsterkörpers 16 der
Köpfstütze 6 nach vorn
und nach oben. Das Zugmittel 34 kann auch durch die hohl
ausgebildete/n Stange/Stangen 8 der Kopfstütze 6 hindurch
bis in die Lehnenstruktur 4 oder bis unter das Fahrzeugsitzteil 3 geführt und
von dort durch die bei einem Crash auslösbare Antriebseinrichtung 28 betätigt werden.
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In
der 7 ist eine modifizierte Ausbildung der erfindungsgemäßen Kopfstütze 6 dargestellt,
die sich von der Ausführungsform
nach den 2–6 dadurch
unterscheidet, dass wenigstens eine der Stangen 8 des Kopfstützengestänges 12 an
der zweiten unteren Verbindungsstelle 21 mit einer nach
vorn und oben zeigenden Abwinkelung 44 versehen ist, an
der der Formkörper 14 mit
seinem unteren Ende 46 verschiebbar geführt anliegt und entlang der
der Formkörper 14 und
damit der gesamte Polsterkörper 16 in
Fahrtrichtung nach vorne und nach oben verschiebbar ist. Das Zugmittel 34 und
die Antriebseinrichtung 28 sind nicht dargestellt.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen aktiven
Kopfstütze 6 ist
zusammengefasst wie folgt:
Der Formkörper 14 umschließt den Rotationskörper 19 im
oberen Teil der Kopfstütze 6 und
ist im unteren Teil der Kopfstütze
verschiebbar mit der/den Kopfstützenstange/n 8 verbunden.
Durch Drehung des über
das Rotationselement 30 exzentrisch auf der durch das Querteil 10 des
Kopfstützengestänges gebildeten
Achse gelagerten Rotationskörpers 19 wird in
Verbindung mit dem unteren verschiebbaren durch die Anordnung „Führungsmittel
bzw. Langloch bzw. Kulisse 24 im Formkörper 14/Führungsteil
bzw. Führungsbolzen
oder -stift 22 an der/den Kopfstützstange/n 8 bzw.
Abwinklung 44/Ende 46 des Anlegers 14'' gebildeten Fixierungspunkt 21 des
Formkörpers 14 der
Formkörper
und damit der gesamte Polsterkörper 16 relativ
zu der/den Kopfstützenstange/n 8 nach
vorn und oben verlagert. Die Rotation des Rotationskörpers 19 wird
dabei vorzugsweise durch das Abrollen des um das Rotationselement 30 umgelenkten
und mit dem Rotationselement verbundenen Zugseils bzw. Bowdenzugs 34 erzeugt.
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Die
Antriebseinrichtung 28 ist vorzugsweise im Normalfall durch
eine Blockiereinrichtung (50) blockiert, deren Blockierwirkung
durch ein crashsensibles Mittel, bspw. einen bei einem Crash ansprechenden
Beschleunigungssensor (52), der bei Überschreitung eines vorgebbaren
Beschleunigungsschwellwertes ein Blockierlösesignal an die Blockiereinrichtung
sendet, aufhebbar ist zur Freigabe bzw. Auslösung der Antriebseinrichtung,
vgl. 1, in der die Blockiereinrichtung und der Beschleunigungssensor
schematisch eingezeichnet sind.
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Die
Kopfstütze 6,
bzw. der Polsterkörper 16 bleibt
auch nach Auslösung
in ihrer/seiner äußeren Form
unverändert.
Alle beweglichen Teile werden vollständig vom Formkörper 14 umschlossen. Der/die
hauptsächlich
an den Enden des Formkörpers 42 ausgebildete/n
Rotationskörper 19 ermöglicht im Anlagebereich
des Kopfes 5 des Fahrzeuginsassen 7 einen optimalen
Anlagekomfort.
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Die
erfindungsgemäße aktive
Kopfstütze 6 benötigt nur
wenige mechanische Bauteile, so dass das Gewicht gering gehalten
werden kann mit dem Vorteil, dass nur sehr geringe Rückwirkungen
auf Massebeschleunigungen auftreten können. Die Übertragung der Rotationsbewegung über den
Rotationskörper 19 kann
beidseitig der Kopfstütze 6 aber auch
einseitig der Kopfstütze
erfolgen. Die Bewegungsrichtung und Ausdehnung des Polsterkörpers 16 der
Kopfstütze 6 im
Crashfalle wird im Wesentlichen von der Ausbildung und dem Zusammenwirken von
Langloch 24 des Formkörpers 14 und
Bolzen bzw. Stift 22 der Kopfstützenstange/n 8 (2–6),
bzw. von Abwinklung 44 und dem an der Abwinklung anliegenden
Ende 46 des Formkörpers 14 (7)
bestimmt.
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- 2
- Fahrzeugsitz
- 3
- Sitzteil
- 4
- Rückenlehne
- 5
- Halsbereich
- 6
- Kopfstütze
- 7
- Fahrzeuginsasse
- 8
- Stangen
- 10
- Querteil
- 12
- Kopfstützengestänge
- 14
- Formkörper
- 16
- Polsterkörper
- 17
- Stelle
- 18
- Bezug
- 19
- Rotationskörper
- 20
- Führungsmittel
- 21
- Verbindungsstelle
- 22
- Teil
- 23
- Teil
- 24
- Langloch
- 28
- Antriebseinrichtung
- 30
- Rotationselement
- 31
- Punkt
- 32
- Energiespeicher,
Federspeicher
- 33
- Ende
- 34
- Zugmittel
- 35
- Ende
- 42
- Formköper
- 44
- Abwinkelung
- 46
- Ende
- 50
- Blockiereinrichtung
- 52
- Crashsensibles
Mittel, Beschleunigungssensor