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Die
Erfindung betrifft Fahrzeugsitzsysteme mit Kopfstützen, insbesondere
einstellbare Kopfstützen.
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Einstellbare
Kopfstützen
für Fahrzeuge
werden für
den Komfort und die Sicherheit eines Insassen vorgesehen. Zum Beispiel
gibt das
US-Patent
Nr. US 6,631,956 B2 vom 14. Oktober 2003 eine einstellbare
Kopfstütze
mit einer Stange an, die die Kopfstütze hält und relativ zu Hülsen der
Sitzlehne verschiebt.
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Ein
weiteres Kopfstützensystem
für einen Fahrzeugsitz
geht aus der
DE 36
25 691 A1 hervor. Dieses Kopfstützensystem verfügt über einen
hülsenlosen
Rahmen und über
einen Sperrmechanismus zum Sperren der Kopfstütze an einer Vielzahl von Positionen
entlang eines Paars von Stangen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die herkömmlichen Fahrzeugsitzsysteme
mit Kopfstützen
durch konstruktiv möglichst
einfache Mittel sicherer für
den Fahrzeuginsassen zu machen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Fahrzeugsitzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bzw.
durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Vorteilhafte
Weiterbildung mit der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Im
Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand einer Zeichnung näher
erläutert.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer Kopfstütze,
die an einer ersten Position relativ zu einer Sitzlehne angeordnet
ist.
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2 ist
eine weitere perspektivische Ansicht des Fahrzeugsitzes von 1 und
zeigt die Kopfstütze
an einer zweiten Position relativ zu der Sitzlehne.
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3 ist
eine Explosionsansicht einer Kopfstütze des Fahrzeugsitzes von 1.
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4 ist
eine Schnittansicht einer Kopfstütze
des Fahrzeugsitzes von 1.
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5 ist
eine Schnittansicht eines Teils einer Kopfstütze, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 1 und 2 ist
ein Fahrzeugsitz 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Fahrzeugsitz 10 umfasst eine Sitzfläche 12,
der an dem Boden des Fahrzeugs befestigt ist, sodass sich ein Insasse
auf die Sitzfläche 12 setzen
kann. Eine Sitzlehne 14 erstreckt sich von dem Sitzboden 12 und
ist relativ zu der Sitzfläche 12 befestigt,
sodass sich der Rücken
des Insassen gegen die Sitzlehne 14 lehnen kann. Der Sitz 10 umfasst
weiterhin eine Kopfstütze 16,
die sich über
der Sitzlehne 14 erstreckt, sodass der Kopf des Insassen
durch die Kopfstütze 16 gestützt werden
kann.
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In
einer Ausführungsform
umfasst die Sitzlehne 14, die ohne Bezug und Polsterung
gezeigt ist, um die internen Komponenten sichtbar zu machen, einen
Rahmen 18, der einen strukturellen Halt für die Sitzlehne 14 vorsieht.
Die Sitzlehne 14 kann einen einstellbaren Lendenstützmechanismus 20 aufweisen,
um eine Lendenstütze
für den
Insassen vorzusehen, wobei der Lendenstützmechanismus eingestellt werden
kann, damit der Insasse einen gewünschten Komfort und eine gewünschte Stütze wählen kann.
Der Lendenstützmechanismus 20 kann als
Eingabe für
ein aktives Kopfstützsystem 22 dienen
und deshalb mit einer Verbindungseinrichtung 24 verbunden
sein. Wenn bei einem Aufprall der Körper des Insassen eine Kraft
auf den Lendenstützmechanismus 20 ausübt, die
stärker
als eine vorbestimmte Kraft ist, wird die Verbindungseinrichtung 24 betätigt. Das
andere Ende der Verbindungseinrichtung 24 ist mit der Kopfstütze 16 verbunden,
sodass die Kopfstütze 16 nach
vorne und oben relativ zu der Sitzlehne 14 bewegt wird.
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Das
Ende der Verbindungseinrichtung 24 kann ein Stellglied 26 umfassen,
das sich quer zu dem Rahmen 18 erstreckt. Das Stellglied 26 ist
mit der Verbindungseinrichtung 24 verbunden, um sich um
eine versetzte Achse 28 zu drehen. Die durch den Pfeil
A wiedergegebene Betätigung
des Stellglieds 26 hat eine vergrößerte Bewegung der Kopfstütze 16 wie
durch den größeren Pfeil
H angegeben nach vorne und oben zur Folge.
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Ein
Paar von Röhren 30, 32 erstreckt
sich von dem Stellglied 26 nach oben. Im Gegensatz zu den
Kopfstützen
aus dem Stand der Technik erstrecken sich die Röhren 30, 32 von
der Sitzlehne 14. Die Kopfstützen aus dem Stand der Technik umfassen eine
Stange, die sich in die Sitzlehne und in ein Paar von Röhren in
dem Kopfstützensystem
erstreckt. Derartige Systeme aus dem Stand der Technik sehen häufig eine
Einstellbarkeit der Kopfstütze 16 durch eine
Bewegung der Stangen in den Röhren
vor. Weil sich bei den Systemen aus dem Stand der Technik die länglichen
Stäbe in
die länglichen
Röhren
erstrecken, werden bei den Systemen aus dem Stand der Technik akustische
Vibrationen erzeugt, die den Komfort des Fahrzeugsitzes mindern.
Derartige Probleme werden bei dem Kopfstützensystem 22 der vorliegenden
Erfindung vermieden, weil die Kopfstütze 16 direkt an den
entfernten Enden der Röhren 30, 32 montiert
sind, die sich von der Sitzlehne 14 erstrecken.
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Die
Kopfstützensysteme
aus dem Stand der Technik sehen häufig einen Sperrmechanismus
an der Oberseite der Sitzlehne vor, um die Kopfstützenstangen
relativ zu der Sitzlehne zu sperren. Die Platzierung der Sperrmechanismen
aus dem Stand der Technik erschwert häufig den Zugriff für den Benutzer,
der zwischen die Kopfstütze
und die Sitzlehne greifen muss, um die Kopfstütze einzustellen. Außerdem können derartige
Sperrmechanismen das ästhetische
Erscheinungsbild des Fahrzeugsitzes beeinträchtigen, weil der Sperrmechanismus
freiliegend sichtbar ist.
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Dementsprechend
ermöglicht
die vorliegende Erfindung in einer Ausführungsform eine Einstellung
der Kopfstütze 16 auf
den Stangen 30, 32 zu einer Vielzahl von Positionen
wie etwa den Positionen von 1 und 2.
Der Insasse kann also die Kopfstütze 16 zu
einer gewünschten
Höhe je
nach der Körpergröße oder
den Komfortansprüchen
des Insassen einstellen. Weiterhin kann die Kopfstütze 16 einen
internen Sperrmechanismus umfassen, der in der Kopfstütze 16 angeordnet
ist, um die Kopfstütze 16 an
der gewünschten
Höhe zu
sperren.
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In 3 ist
eine Ausführungsform
des Kopfstützensystems 22 teilweise
demontiert in einer Explosionsansicht gezeigt, um die internen Komponenten
der Kopfstütze 16 sichtbar
zu machen. In einer Ausführungsform
umfasst die Kopfstütze 16 einen Rahmen 34.
Der Rahmen 34 ist allgemein röhrenförmig und kann aus einem sehr
starken Material wie etwa gestanztem oder stranggepresstem Stahl
oder einem anderen geeigneten Metall ausgebildet sein. Der Rahmen 34 erstreckt
sich quer zu der Sitzlehne 14 und umfasst ein Paar von Öffnungen 36, 38 (4),
die an der Unterseite ausgebildet sind, um die Röhren 30, 32 aufzunehmen.
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Ein
Sperrmechanismus kann in dem Rahmen 34 vorgesehen sein.
Der Sperrmechanismus umfasst eine Sperrplatte 40 und eine Öffnung 42,
die durch die Sperrplatte 40 hindurch ausgebildet ist,
um die Röhre 32 aufzunehmen.
Die Sperrplatte 40 ist für eine laterale Bewegung in
dem Rahmen 34 fixiert. Ein geeignetes Vorspannglied wie
etwa eine Kompressionsfeder 44 kann an dem Rahmen 34 und
der Sperrplatte 40 montiert sein, um die Platte 40 gegen die
Röhre 32 zu
drücken.
Die Röhre 32 umfasst
eine Reihe von Vertiefungen 46, die auf der Innenseite ausgebildet
sind, sodass die Plattenöffnung 42 mit
einer der Vertiefungen 46 verbunden wird und den Rahmen 34 relativ
zu der Röhre 32 sperrt.
Die Platte 40 kann eine Lasche 48 aufweisen, die
sich von dem Rahmen 34 nach außen erstreckt, um durch den
Insassen betätigt
zu werden. Der Insasse kann also die Lasche 48 nach innen
drücken,
um die Platte 40 von einer der Vertiefungen 46 zu
lösen und
die Kopfstütze 16 entlang
der Röhren 30, 32 zu
bewegen, bis eine gewünschte
Höhe erreicht
wird. Sobald der Benutzer aufhört,
eine manuelle Kraft auf die Lasche 48 auszuüben, bringt
die Kompressionsfeder 44 die Platte 40 zu einer
gesperrten Position mit einer Verbindung zu einer anderen der Vertiefungen 46 zurück.
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Der
Kopfstützenrahmen 34 ist
mit einer Polsterung wie etwa einem Schaum 50 (4)
und einem Bezug 52 bedeckt. Der Bezug 52 kann
aus Leder, Vinyl, Textil oder einem anderen geeigneten Material
ausgebildet sein. Der Bezug 52 kann einen Entsperrbereich 54 umfassen,
der über
der Lasche 48 der Sperrplatte 40 angeordnet ist,
um die Position der Sperrplatte 40 anzugeben. Der Entsperrbereich 54 kann
aus einem zweiten Material wie etwa einem Textil in einer anderen
Farbe ausgebildet sein, um den Entsperrbereich 54 zu kennzeichnen.
Der Insasse kann die Kopfstütze 16 einstellen,
indem er den Entsperrbereich 54 drückt und dadurch die Sperrplatte 40 betätigt. Alternativ
hierzu kann der Entsperrbereich 54 aus demselben Textil
wie der Bezug 52 bestehen und kann der Entsperrbereich 54 geeignete Markierungen
verwenden, um den Entsperrbereich 54 zu identifizieren.
Zum Beispiel kann der Entsperrbereich 54 Markierungen aufweisen,
die genäht,
gestanzt, gedruckt, gegossen, aufgeklebt oder auf andere Weise an
dem Entsperrbereich 54 angebracht sind.
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Wenn
der Insasse die Höhe
der Kopfstütze 16 während des
Betriebs des Fahrzeugs einstellen möchte, muss er unter Umständen auf
den Entsperrbereich 54 zugreifen, ohne zu diesem blicken
zu können.
Deshalb kann der Entsperrbereich 54 eine taktile Oberfläche aufweisen,
die sich von den Oberflächeneigenschaften
des Bezugs 52 unterscheidet, um dem Insassen dabei zu helfen,
den Entsperrbereich 54 durch Berühren zu finden. Die sich unterscheidende
taktile Oberfläche
kann durch ein zweites Material, durch Erhebungen/Vertiefungen oder
andere das Gefühl
beeinflussende Eigenschaften vorgesehen werden. Alternativ hierzu
kann der Sperrmechanismus eine Angabe umfassen, die für den Insassen
angibt, dass der Insasse den Entsperrbereich 54 gedrückt hat.
Zum Beispiel kann ein akustischer Alarm oder ein Vibrationsmechanismus
in dem Sperrmechanismus integriert sein, um den Insassen mittels eines
Klangs oder einer Vibration darüber
zu informieren, dass der Entsperrbereich 54 gedrückt wurde.
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Wie
in 3 gezeigt, kann eine zweite Sperrplatte 56 in
dem Rahmen 34 vorgesehen sein. Die zweite Sperrplatte 56 kann
eine Öffnung 58 zum Aufnehmen
der Röhre 30 umfassen.
Eine Kompressionsfeder 60 kann mit dem Rahmen 34 zusammenwirken,
um die Sperrplatte 56 in eine Verbindung mit der Röhre 30 zu
drücken.
Die Röhre 30 kann
eine Vertiefung 62 auf der Innenseite aufweisen, die nach unten
hin abgeschrägt
ist. Die Vertiefung 62 kann an einem oberen Bereich der
Röhre 30 vorgesehen
und mit der Sperrplatte 56 verbunden sein, um zu verhindern,
dass der Rahmen 34 und damit die Kopfstütze 16 aus den Röhren 30, 32 entfernt
werden. Die Sperrplatte 56 kann außerhalb des Zugriffs für den Insassen
vorgesehen sein, um zu verhindern, dass die Kopfstütze 16 von
den Röhren 30, 32 entfernt wird.
Die Vertiefung 62 kann nach unten geneigt sein, sodass
die Sperrplatte 56 von der Vertiefung 62 gelöst werden
kann, indem die Kopfstütze 16 nach
unten relativ zu den Röhren 30, 32 gedrückt wird.
Obwohl der Insasse also nicht auf die Sperrplatte 56 zugreifen
kann, kann die Sperrplatte 56 verwendet werden, um zu verhindern,
dass die Kopfstütze 16 von der
Sitzlehne 14 entfernt wird.
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Außerdem kann
die linke Röhre 30 eine
Reihe von Vertiefungen 63 umfassen, die in beiden vertikalen
Richtungen abgeschrägt
sind und mit den Vertiefungen 46 auf der rechten Röhre 32 ausgerichtet sind.
Die abgeschrägten
Vertiefungen 63 sehen einen Vertiefungsmechanismus zum
teilweisen Halten der Kopfstütze 16 relativ
zu der linken Röhre 30 und zum
Verbessern der Positionierung der Kopfstütze 16 relativ zu
einer Sperrvertiefung 46 der rechten Röhre 32 vor.
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In
einer anderen Ausführungsform
können mehrere
Sperrplatten in Verbindung mit einer gemeinsamen Röhre verwendet
werden. Zum Beispiel kann die rechte Röhre 32 eine Vertiefung 62 umfassen,
die auf der äußeren Seite
der Röhre 32 ausgebildet
und nach unten abgeschrägt
ist, wie durch die Strichlinie von 3 gezeigt.
Eine andere Sperrplatte wie etwa die Sperrplatte 56 und
die Feder 66 (Strichlinie von 3) können mit
der Röhre 32 zusammenwirken,
um mit der Vertiefung 62 an einer maximalen Höhe der Kopfstütze 16 verbunden
zu werden, um eine weitere nach oben gerichtete Bewegung zu verhindern
und eine Entfernung der Kopfstütze 16 von
den Röhren 30, 32 zu
verhindern. Die zweite Sperrplatte 56 kann axial zu der
ersten Sperrplatte 40 in dem Rahmen 34 beabstandet
sein. Es können
also mehrere Merkmale wie etwa eine Sperre und ein Entfernungsschutz
an nur einer Röhre 32 vorgesehen
sein. Entsprechend kann eine redundante Sperre an beiden Röhren 30, 32 für eine höhere Stabilität und/oder
ein redundanter Entfernungsschutz an beiden Röhren 30, 32 zum
Verhindern einer Entfernung der Kopfstütze 16 vorgesehen
sein.
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Alternativ
hierzu können
wie in 4 gezeigt beide Sperrplatten 40, 56 in
Nachbarschaft zu röhrenförmigen Enden
des Rahmens 34 angeordnet sein, wobei sich eine der Laschen 48 der
Sperrplatten 40, 56 lateral nach außen erstreckt,
um manuell durch den Insassen betätigt werden zu können. Die linke
Röhre 30 von 3 kann
also eine Reihe von Vertiefungen 46 umfassen, um die Sperrplatte 56 aufzunehmen.
Weiterhin können
die Vertiefungen 46 in der rechten Röhre 32 auf der Außenseite
vorgesehen sein, sodass beide Sperrplatten 40, 56 durch
eine Betätigung
in einer gemeinsamen Richtung entsperrt werden können. Durch das Sperren der
Kopfstütze 16 an
beiden Röhren 30, 32 kann
eine stabil gesperrte Ausrichtung der Kopfstütze 16 vorgesehen
werden.
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Wie
auf der linken Seite von 4 gezeigt, ist die Kompressionsfeder 60 an
der zweiten Sperrplatte 56 und einer Klammer 64 des
Rahmens 34 montiert. Die Kompressionsfeder 60 drückt die
Sperrplatte 56 nach außen,
sodass sich die Sperrplatte 56 in eine der Vertiefungen 46 in
der Röhre 30 erstreckt. In
dieser gesperrten Anordnung wird die Lasche 48 der zweiten
Sperrplatte 56 lateral nach außen relativ zu dem Entsperrbereich 54 auf
dem Bezug 52 verschoben. Die Spiralfeder 44 verbindet
die erste und die zweite Sperrplatte 40, 56, sodass
wenn die Kompressionsfeder 60 die zweite Sperrplatte 56 nach
außen
drückt,
die Spiralfeder 44 als eine Zugfeder wirkt, die die erste
Sperrplatte 40 in eine Verbindung mit der rechten Röhre 32 zieht.
Die Spiralfeder 44 sieht weiterhin eine Toleranz zwischen
den Sperrplatten 40, 46 vor, um eine geringfügige Fehlausrichtung
zwischen den Sperrplatten 40, 56 und den entsprechenden
Vertiefungen 46 der entsprechenden Röhren 30, 32 zu überwinden.
Natürlich
sieht die Erfindung vor, dass die Sperrplatten 40, 56 auch
einstückig
als eine gemeinsame Sperrplatte ausgebildet sein können, die
gleichzeitig mit beiden Röhren 30, 32 zusammenwirkt.
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Wie
auf der linken Seite von 4 gezeigt, kann der Benutzer
den Kontaktbereich 54 drücken und dadurch die Lasche 48 der
zweiten Sperrplatte 56 betätigen, sodass die Sperrplatte 56 von
der Vertiefung 46 gelöst
wird. Dabei wird die Sperrplatte wie in 4 gezeigt
nach rechts bewegt und von der Röhre 30 gelöst. Wenn
die zweite Sperrplatte 56 nach rechts bewegt wird, drückt die
Spiralfeder 44 die erste Sperrplatte 40 nach rechts,
um sie wie in 4 gezeigt von der Vertiefung 46 der
Röhre 30 zu
lösen. Folglich
werden in der Ausführungsform
von 4 beide Sperrplatten 40, 56 von
den Röhren 30, 32 gelöst, wobei
die Kopfstütze 16 entlang
der Röhren 30, 32 bewegt
werden kann.
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Um
eine Lagerung zwischen dem Rahmen 34 und den Röhren 30, 32 vorzusehen,
kann ein Paar von Hülsen 66 verwendet
werden, die jeweils an dem Rahmen 34 montiert und um die
Röhren 30, 32 herum
angeordnet sind, um die Reibung zu reduzieren. Im Gegensatz zu den
Kopfstützenstangen
oder Aufnahmegliedern an den Sitzlehnen aus dem Stand der Technik
erstrecken sich die Hülsen 66 nicht
entlang der Bewegungslänge
der Kopfstützenstangen,
wodurch akustische Vibrationen vermindert und der Komfort der Kopfstütze 16 erhöht wird.
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Weil
auf die gewöhnlich
in den Röhren
von Kopfstützen
aus dem Stand der Technik vorgesehenen Kopfstützenstangen verzichtet werden
kann, kann die Anzahl der Komponenten einer Kopfstütze wie
in dem Kopfstützensystem 22 der
verschiedenen Ausführungsformen
reduziert werden. Indem die Gesamtanzahl der Komponenten reduziert
wird, werden auch die Masse des Kopfstützensystems 22 und
die Materialkosten sowie weiterhin der Montageaufwand bei der Herstellung
des Kopfstützensystems
reduziert. Weil die Masse der Kopfstütze 16 reduziert wird,
muss der Insasse weniger Kraft aufbringen, um die Kopfstütze 16 zu
heben. Weil die Röhren 30, 32 wie
in 4 gezeigt als Hohlröhren 30, 32 vorgesehen
sind, können
Drähte,
Kabel oder ähnliches
durch die Röhren 30, 32 geführt werden
und mit Einrichtungen in der Kopfstütze 16 wie etwa Lautsprechern,
einem Rückdisplay
usw. kommunizieren.
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Weiterhin
sieht die Kopfstütze 16 ein
Kopfstützensystem
vor, in dem der Sperrmechanismus direkt in der Kopfstütze 16 eingeschlossen
ist, wobei er zum Beispiel durch den Bezug 52 bedeckt wird,
wodurch ein vorteilhaftes Design der Kopfstütze 16 ermöglicht wird
und die Kopfstütze 16 dennoch
eingestellt werden kann.
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Entwurfsbeschränkungen
in einigen Fahrzeugen können
es erforderlich machen, dass die Sitzlehne montiert wird, nachdem
die Sitzlehne in dem Fahrzeug befestigt wurde. Diese Entwurfsbeschränkungen
können
erfordern, dass die Höhe
des Fahrzeugsitzes 10 reduziert wird. Entsprechend können die
Röhren 30, 32 vorübergehend
relativ zu dem Stellglied 26 bewegt werden. Die Röhren 30, 32 können also
während
der Montage wenigstens teilweise in die Sitzlehne 14 eingezogen werden
und dann wieder ausgefahren und in der ausgefahrenen Position gesperrt
werden, um die Kopfstütze 16 an
der Sitzlehne 14 zu montieren.
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Wie
in 5 gezeigt, kann das Stellglied 26 eine
Bohrung 68 umfassen, die sich durch das Stellglied 26 erstreckt,
um eine der Röhren
wie zum Beispiel die Röhre 30 aufzunehmen.
Die Röhre 30 kann sich
durch die Bohrung 68 zu einer unteren Vormontageposition
erstreckt, die in 5 durch Strichlinien gezeigt
ist. Sobald die Sitzlehne 14 in dem Fahrzeug montiert wurde,
kann die Röhre 30 nach
oben bewegt und in einer ausgefahrenen Position relativ zu dem Stellglied
gesperrt werden. Die Röhre 30 kann
ein Paar von Blattfedern 70 umfassen, die daran montiert sind
und durch die Bohrung 68 während der Bewegung komprimiert
werden, um sich in das Stellglied 26 zu erstrecken. Sobald
die Blattfedern 70 eine Wanddicke des Stellglieds 26 passieren,
können
sich die Blattfedern 70 wie in 5 gezeigt
erstrecken, um die Röhre 30 in
der ausgefahrenen Position zu sperren.
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Der
Boden der Röhre 30 kann
eine Endkappe 72 umfassen, um zu verhindern, dass sich
die Röhre 30 über die
ausgefahrene Position hinaus bewegt und dadurch das Kopfstützensystem 22 entfernt wird.
Außerdem
kann ein elastomerisches Polster 74 zwischen der Röhre 30 und
dem Stellglied 26 vorgesehen sein, um akustische Vibrationen
an der Verbindung zwischen dem Stellglied 26 und der röhre 30 zu verhindern.
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Es
werden also eine Kopfstütze
und ein Fahrzeugsitz angegeben, wobei die Kopfstütze relativ zu der Sitzlehne
eingestellt werden kann, wobei ein Sperrmechanismus in der Kopfstütze integriert ist,
die Anzahl der Teile, die Massen und die Kosten minimiert sind,
störende
Vibrationen reduziert sind und eine Einstellbarkeit in einen aktiven
Kopfstützenmechanismus
integriert ist.