-
Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für Fahrzeugsitze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Eine solche Kopfstütze ist bekannt aus der
EP 0 974 484 B1 . Die Kopfstütze weist ein Grundteil auf, welches mittels eines Tragstangenbügels an der Rückenlehne eines Fahrzeugs gelagert ist. An dem Grundteil ist ein Kopfanlageteil relativverschiebbar zu dem Grundteil gelagert. Aus einer Grundposition kann das Kopfanlageteil mittels einer Antriebsvorrichtung im Crashfall in eine Sicherheitsposition verlagert werden, in welcher es näher an dem Kopf des Fahrzeuginsassen angeordnet ist. Um ein unbeabsichtigtes Abziehen des Kopfanlageteils vom Grundteil zu verhindern, sind am Grundteil und am Kopfanlageteil kooperierende Rastzähne angeordnet.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kopfstütze zu schaffen, die bezüglich ihrer Funktion, ihrer Wiederverwendbarkeit nach einer Bewegung in die Sicherheitsposition sowie ihrer Haltbarkeit weiter verbessert ist.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Das Prinzip der Erfindung besteht darin, dass das Grundteil Haltemittel aufweist, die mit Gegenmitteln des Kopfanlageteils kooperieren, wobei die Haltemittel und/oder die Gegenmittel wenigstens ein Dämpfungselement umfassen, welches bei Kontakt der Haltemittel mit den Gegenmitteln die Bewegungsenergie des Kopfanlageteils z. B. durch elastische Verformung teilweise aufnimmt. Alternativ kann die Bewegungsenergie des Kopfanlageteils z. B. durch plastische Verformung des Dämpfungselementes aufgenommen werden. Im letzteren Fall muss das Dämpfungselement nach einmaliger Verformung ausgewechselt werden. Die Haltemittel und/oder die Gegenmittel können z. B. von dem Dämpfungselement gebildet sein. Alternativ können die Haltemittel und/oder die Gegenmittel z. B. mittelbar mit dem Dämpfungselement verbunden sein.
-
Dämpfungselement im Sinne der Erfindung kann z. B. jedes Element sein, welches in Lage ist, die Bewegungsenergie des Kopfanlageteils aufzunehmen und in eine andere Energieform umzuwandeln. Ein Dämpfungselement kann z. B. auch ein Element sein, welches die Bewegungsenergie aufnimmt und sukzessiv an das Kopfanlageteil bzw. das Grundteil abgibt. Die Aufnahme der Bewegungsenergie kann z. B. durch elastische oder plastische Verformung des Dämpfungselements oder durch Komprimieren eines Fluids, z. B. einer Flüssigkeit oder eines Gases, erfolgen. Das Fluid kann z. B. in einer Kolben – Zylinder – Anordnung enthalten sein. Ein Federelement kann z. B. ein Dämpfungselement im Sinne der Erfindung sein.
-
Die Haltemittel sind dem Grundteil zugeordnet. Die Haltemittel können mittelbar oder unmittelbar mit dem Grundteil verbunden sein. Die Gegenmittel sind dem Kopfanlageteil zugeordnet. Die Gegenmittel können mittelbar oder unmittelbar mit dem Kopfanlageteil verbunden sein.
-
Das Dämpfungselement ist den Haltemitteln und/oder den Gegenmitteln zugeordnet. Das Dämpfungselement kann daher z. B. entweder an den Haltemitteln oder an den Gegenmitteln angeordnet sein. Alternativ kann z. B. wenigstens ein erstes Dämpfungselement den Haltemitteln und wenigstens ein zweites Dämpfungselement den Gegenmitteln zugeordnet sein.
-
Die Haltemittel und die Gegenmittel sind vorgesehen, um eine Bewegung über die Sicherheitsposition hinaus zu verhindern. Mit „über die Sicherheitsposition hinaus” im Sinne der Erfindung ist eine zusätzliche Bewegung in der Bewegungsrichtung gemeint, in welcher das Kopfanlageteil aus der Grundposition in die Sicherheitsposition bewegt wird.
-
Die Sicherheitsposition im Sinne der Erfindung kann z. B. von einem Positionsbereich des Kopfanlageteils gebildet sein. Nach dem Eingriff von Haltemitteln und Gegenmittel kann durch das Dämpfungselement eine Relativbewegung der Gegenmittel zu den Haltemitteln möglich sein. Die Relativbewegung kann z. B. durch eine elastische Verformung des Dämpfungselements hervorgerufen werden. Der gesamte Bereich, innerhalb welchem die Haltemittel mit den Gegenmitteln in Eingriff stehen, wird als Sicherheitsposition bezeichnet.
-
Insbesondere bei einem großen Gewicht des Kopfanlageteils, z. B. 500 g–700 g, oder einer großen Bewegungs-Geschwindigkeit bei der Bewegung in die Sicherheitsposition weist das Kopfanlageteil eine große Energie auf, die bei Kopfstützen aus dem Stand der Technik bei dem Erreichen der Sicherheitsposition abrupt durch die Haltemittel und die Gegenmittel abgebremst wird. Hierdurch treten hohe Kräfte in dem Grundteil und dem Kopfanlageteil auf. Diese Kräfte konnten bei Kopfstützen aus dem Stand der Technik zu einer Beschädigung der Kopfstütze führen.
-
Bei der erfindungsgemäßen Kopfstütze wird eine Beschädigung von Teilen der Kopfstütze durch das Dämpfungselement verhindert. Die Bewegungsenergie des Kopfanlageteils muss nicht schlagartig vollständig von dem Grundteil aufgenommen werden. Die Bewegungsenergie des Kopfanlageteils kann z. B. teilweise in potentielle Energie zur Verformung des Dämpfungselements umgewandelt werden. Die Bewegungsenergie des Kopfanlageteils kann z. B. teilweise sukzessive an die Kopfstütze abgegeben werden. Die erfindungsgemäße Kopfstütze kann beliebig oft in die Sicherheitsposition bewegt werden, ohne dass die Kopfstütze durch Überlastung beschädigt wird. Die Kopfstütze ist daher wieder verwendbar und weist eine längere Lebensdauer auf. Darüber hinaus kann die Geräuschentwicklung beim Auftreffen der Haltemittel auf die Gegenmittel gemindert sein.
-
Gemäß einer ersten Ausführungsform weisen das Grundteil und/oder das Kopfanlageteil einen Aufnahmesitz für das Dämpfungselement auf. Der Aufnahmesitz kann z. B. Halterungsmittel aufweisen, mit welchen das Dämpfungselement an dem Grundteil und/oder an dem Kopfanlageteil befestigbar ist. Das Dämpfungselement kann mittelbar oder unmittelbar durch die Halterungsmittel an dem Grundteil oder dem Kopfanlageteil befestigbar sein. Die Lage des Dämpfungselements kann z. B. durch den Aufnahmesitz derart vorgegeben sein, dass eine Ausrichtung nicht notwendig ist, so dass die Montage sehr leicht möglich ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Aufnahmesitz Lagermittel für das Dämpfungselement auf. Die Lagermittel können z. B. die Bewegung des Dämpfungselements in wenigstens eine Richtung einschränken und verhindern, dass sich das Dämpfungselement aus dem Aufnahmesitz löst. Die Lagermittel können z. B. derart ausgebildet sein, dass eine Bewegung, z. B. eine Verformung, des Dämpfungselements möglich ist. Die Lagermittel können z. B. von Befestigungsmitteln, insbesondere von Rastmitteln gebildet sein, welche mit dem Dämpfungselement zusammenwirken. Die Lagermittel können z. B. von einem Kraft- und/oder Formschluss zwischen dem Dämpfungselement und dem Aufnahmesitz gebildet sein.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Dämpfungselement einen Lagerbereich und einen Kontaktbereich auf. Mit dem Lagerbereich kann das Dämpfungselement an dem Grundteil oder dem Kopfanlageteil gelagert sein. Der Lagerbereich kann weitere Funktionen haben. Z. B. kann auch in dem Lagerbereich durch Verformung die kinetische Energie des Kopfanlageteils in eine potentielle Energie umgewandelt werden. Der Kontaktbereich kann z. B. in der Sicherheitsposition des Kopfanlageteils den Kontakt der Haltemittel mit den Gegenmitteln herstellen. Sind z. B. die Gegenmittel von einem Federelement gebildet, so kann in der Sicherheitsposition der Kontaktbereich des Federelements mit einem Anschlag der Haltemittel in Kontakt geraten.
-
Einer weiteren Ausführungsform gemäß ist das Dämpfungselement von einem Federelement gebildet. Denkbar sind alle Arten von Federn, wie z. B. Stabfeder, Wendelfeder, Tellerfeder, Blattfeder.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Federelement von einem Federbügel mit zwei Federschenkeln und einem die Federschenkel miteinander verbindenden Steg gebildet. Der Federbügel kann z. B. von einer gebogenen Stabfeder gebildet sein. Der Bügel kann auf einfache Weise in einer definierten Position mit dem Grundteil oder dem Kopfanlageteil verbunden werden. Zudem kann das Federelement aufgrund der Ausbildung als Bügel eine größere Stabilität aufweisen und damit größere Kräfte aufnehmen.
-
Einer weiteren Ausführungsform gemäß ist der Kontaktbereich in einem Winkel α zu einem mittleren Bereich der Federschenkel angeordnet. Ist z. B. das Gegenmittel von einem Federbügel gebildet, so können die Haltemittel sich in der Bewegungsbahn des Kontaktbereichs befinden, während der Lagerbereich an einer anderen Stelle angeordnet ist. Der Winkel α kann z. B. von einem spitzen Winkel gebildet sein.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung greift ein Endbereich der Federschenkel in eine Aussparung des Aufnahmesitzes ein. Die Laibung der Aussparung kann eine Bewegung des Endbereichs in wenigstens eine Richtung verhindern.
-
Einer weiteren Ausführungsform gemäß ist das Dämpfungselement von einem Metall gebildet. Ist das Dämpfungselement z. B. von einer Metallfeder gebildet, kann Letztere auf einfache Weise durch Biegen in eine gewünschte Form gebracht werden. Die Feder kann z. B. von einem Federstahl gebildet sein. Ist die Feder von einer Blattfeder gebildet, ist z. B. ein Ausstanzen aus einem Blech möglich.
-
Alternativ kann das Dämpfungselement von einem Kunststoff gebildet sein. Eine Herstellung des Dämpfungselements ist dann z. B. durch Spritzgießen möglich. Das Dämpfungselement ist auf diese Weise in beliebigen Formen herstellbar. Z. B. kann das Dämpfungselement auch von einem Schaumstoff gebildet sein.
-
Weitere Vorteile ergeben sich anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
-
1 Eine schematische Schnittdarstellung einer Kopfstütze mit einem Grundteil und einem Kopfanlageteil in einer Grundposition,
-
2 In Anlehnung an 1 eine Darstellung der Kopfstütze in einer Sicherheitsposition,
-
3 eine schematische Schnittdarstellung der Kopfstütze gemäß Schnittlinie III-III in 1,
-
4 eine schematische Schnittdarstellung der Kopfstütze gemäß Schnittlinie IV-IV in 2,
-
5 eine perspektivische Ansicht, von Bereichen des Kopfanlageteils und des Grundteils der Kopfstütze in der Grundposition,
-
6 in Anlehnung an 5 eine Darstellung von Bereichen des Kopfanlageteils sowie des Grundteils in der Sicherheitsposition,
-
7 eine perspektivische Ansicht von Bereichen des Kopfanlageteils und des Grundteils einer anderen Ausführungsform der Kopfstütze, und
-
8 eine rückwärtige perspektivische Ansicht der Bereiche des Kopfanlageteils sowie des Grundteils gemäß 7.
-
Eine Kopfstütze insgesamt wird in den Figuren mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Gleiche Bezugsziffern in den unterschiedlichen Figuren bezeichnen auch bei Hinzufügung oder Weglassung von kleinen Buchstaben entsprechende Teile.
-
Die Kopfstütze 10 weist im Wesentlichen ein Grundteil 11 sowie ein Kopfanlageteil 12 mit einem Polster P auf. Das Grundteil 11 ist mittels Tragstangen T fest an einer nicht dargestellten Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes gehalten. Das Kopfanlageteil 12 ist in die Richtungen x1/x2 beweglich an dem Grundteil 11 gelagert. Aus der Grundposition gemäß 1 kann das Kopfanlageteil 12 in Richtung x1 in die Sicherheitsposition bewegt werden, die in 2 dargestellt ist. Aus der Sicherheitsposition gemäß 2 ist ein Zurückbewegen des Kopfanlageteils 12 in Richtung x2 in die Grundposition gemäß 1 möglich.
-
Zur Lagerung des Kopfanlageteils 12 an dem Grundteil 11 ist an dem Grundteil 11 ein erstes Formteil 13 befestigt, das mit einem zweiten Formteil 14 kooperiert. Das Formteil 14 ist fest mit dem Kopfanlageteil 12 verbunden. Mittels einer Antriebsvorrichtung 15, die Teil einer Sicherheitsvorrichtung ist, kann im Crashfall eine Kraft F auf das Kopfanlageteil 12 ausgeübt werden. Die Kraft F verursacht eine Bewegung des Kopfanlageteils 12 aus der Grundposition in die Sicherheitsposition.
-
An das Formteil 13 ist ein Hohlzylinder 16 angeformt, der gemäß 3 koaxial zu einem Hohlzylinder 17 angeordnet ist. Der Hohlzylinder 17 ist an das Formteil 14 angeformt. Der Hohlzylinder 17 übergreift den Hohlzylinder 16 und ist teleskopisch relativ zu dem Hohlzylinder 16 in die Richtungen x1 und x2 bewegbar. Aus der in 3 dargestellten Position kann der Hohlzylinder 16 zusammen mit dem Kopfanlageteil 12 in Richtung x1 in die in 4 dargestellte Position bewegt werden.
-
Der Hohlzylinder 16 weist einen Aufnahmeraum 18 auf, in welchem eine pyrotechnische Zündvorrichtung 19 angeordnet ist. Die Zündvorrichtung 19 stützt sich an einer Bodenwand 30 des Hohlzylinders 16 ab. Durch eine Öffnung 29 der Zündvorrichtung 19, welche in den Aufnahmeraum 18 mündet, können nach einem Aktivieren der Zündvorrichtung 19 Verbrennungsgase austreten.
-
Im Falle eines Fahrzeugcrashs wird von einem Sensor ein Signal an eine nicht dargestellte Steuereinheit übermittelt, welche die pyrotechnische Zündvorrichtung 19 mit einer Spannung beaufschlagt, wodurch ein in der Zündvorrichtung 19 befindliches brennbares Material entzündet und verbrannt wird. Bei der Verbrennung entstehen Brenngase, welche durch die Öffnung 29 der Zündvorrichtung 19 in den Aufnahmeraum 18 entweichen. Der Hohlzylinder 16 ist mit einer Öffnung 20 versehen, die in einen Aufnahmeraum 21 des Hohlzylinders 17 mündet.
-
Die Brenngase können daher durch die Öffnung 20 aus dem Aufnahmeraum 18 in den Aufnahmeraum 21 strömen. Die Aufnahmeräume 18 und 21 bilden einen zusammenhängenden gemeinsamen Aufnahmeraum. Durch die entstehenden Brenngase wird in dem von den Aufnahmeräumen 18 und 21 gebildeten gemeinsamen Aufnahmeraum ein Druck erzeugt, welcher die Kraft F auf den Hohlzylinder 17 in Richtung x1 hervorruft. Die auf den Hohlzylinder 17 wirkende Kraft F veranlasst das Kopfanlageteil 12 zu einer Bewegung in Richtung x1 in die Sicherheitsposition gemäß 4.
-
An dem Formteil 14 sind zwei bügelförmige Haltefedern 22 in einem Aufnahmesitz A befestigt, die jeweils zwei Federschenkel 35a und 35b (siehe z. B. die 5 und 6) aufweisen. Die Federschenkel 35a und 35b sind an einem Endbereich 24 durch einen Steg 36 miteinander verbunden. Ein mittlerer Bereich 31 des Federschenkels 35a ist zwischen einer Wand 37a, einem Wandbereich 38a und einer Außenfläche 46 einer Seitenwand 39 des Formteils 14 geführt. Ein mittlerer Bereich 31 des Federschenkels 35b ist zwischen einer Wand 37b, einem Wandbereich 38b und der Außenfläche 46 der Seitenwand 39 geführt. Der mittlere Bereich 31 der Federschenkel 35a und 35b ist auf diese Weise in die Richtungen z1 und z2 unbeweglich gelagert. Eine Bewegung des mittleren Bereichs 31 in die Richtung y2 ist möglich, während eine Bewegung in Richtung y1 durch die Außenfläche 46 verhindert wird.
-
Ein Endbereich 23 der Haltefedern 22 ist u-förmig umgebogen und in eine Öffnung 32 des Formteils 17 eingesteckt. Der Endbereich 23 ist fest an dem Formteil 17 gehalten und damit auch mit dem Kopfanlageteil 12 verbunden. Eine Laibung 33 der Öffnung 32 dient als Widerlager für den Endbereich 23. Der u-förmige Endbereich 23 umgreift einen Anlagefortsatz 34. In dem Anlagefortsatz 34 ist eine rinnenartige Vertiefung 40 zur Führung des Endbereichs 23 ausgebildet. Eine Bewegung des Endbereichs 23 ist weder in die Richtungen y1 und y2 noch in die Richtungen z1 und z2 möglich. Der Endbereich 24 ist in einem Winkel α zu dem mittleren Bereich 31 angeordnet. In der Grundposition des Kopfanlageteils ist der Winkel α ein spitzer Winkel. Der Endbereich 24 ragt zumindest teilweise in eine Aussparung 25 des Formteils 13.
-
Wird das Kopfanlageteil 12 aufgrund des in den Aufnahmeräumen 18 und 21 entstehenden Drucks bei der Verbrennung in Richtung x1 bewegt, bewegen sich auch die Haltefedern 22, die fest mit dem Kopfanlageteil 12 verbunden sind, in Richtung x1 bis der Endbereich 24 jeder Haltefeder 22 an einer in seiner Bewegungsbahn befindlichen Anlageschulter 26 des Formteils 13 anschlägt. Die Endbereiche 24 beginnen dann sich unter Verformung der Haltefedern 22 in Richtung y2 zu bewegen. Die kinetische Energie des Kopfanlageteils 12 wird dabei von der Haltefeder 22 nicht vollständig auf das Formteil 13 übertragen, sondern während der elastischen Verformung der Haltefedern 22 teilweise in eine potentielle Federenergie umgewandelt. Die Bewegung des Kopfanlageteils 12 wird somit in der Sicherheitsposition gedämpft abgebremst. Bei der Verformung der Haltefedern 22 in der Sicherheitsposition vergrößert sich der Winkel α bezüglich der Grundposition des Kopfanlageteils 12 und der mittlere Bereich 31 begibt sich aus der im Wesentlichen gestreckten Lage (siehe 3) in eine leicht gebogene Lage (siehe 4). Während dieser Verformung der Haltefedern kann sich das Kopfanlageteil geringfügig in Richtung x1 bewegen.
-
Die Kopfstütze 10 ist mit einem lösbaren Formrichtgesperre R versehen, welches eine Bewegung des Kopfanlageteils 12 in Richtung x1 gestattet, ein Zurückbewegen in x2 jedoch verhindert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Formrichtgesperre R von einem nicht dargestellten, schwenkbar an dem Formteil 13 gehaltenen Rasthebel gebildet, welcher mit einer an dem Formteil 14 angeformten Zahnleiste 27 zusammenwirkt. Der Rasthebel ist von einem Federelement in den Eingriff mit der Zahnleiste 27 belastet. Soll das Kopfanlageteil 12 nach einer Bewegung in die Sicherheitsposition in die Grundposition zurückgestellt werden, kann der Rasthebel des Formrichtgesperres R mittels einer in den 3 und 4 dargestellten Handhabe 28 aus dem Eingriff mit der Zahnleiste 27 bewegt werden, so dass das Kopfanlageteil 12 in Richtung x2 in die Grundposition gemäß der 1 und 3 zurückbewegbar ist.
-
In den 7 und 8 ist das Dämpfungselement nicht von der bügelartigen Haltefeder 22 sondern von einer Blattfeder 41 gebildet. Die Blattfeder 41 ist zwischen den Wandbereichen 38a und 38b des Formteils 14 in einem Aufnahmesitz A angeordnet und weist Endbereiche 42 und 43 sowie einen mittleren Bereich 44 auf. Der mittlere Bereich 44 liegt an der Außenfläche 46 der Seitenwand 39 an. Der Endbereich 43 umgreift die Seitenwand 39 und liegt gemäß 8 an einer Innenfläche 45 der Seitenwand 39 an. Der Endbereich 42 umgreift die Seitenwand 39 und ragt in die Aussparung 25. Wird das Formteil 14 aus der Grundposition in Richtung x1 bewegt, gerät der Endbereich 42 jeder Haltefeder 41 in Kontakt mit der Anlageschulter 26 und verhindert eine weitere Bewegung des Formteils 14. Das Abbremsen des Formteils 14 erfolgt durch die elastische Verformung der Blattfeder 41 gedämpft und nicht schlagartig, wodurch eine Beschädigung der Kopfstütze 10, insbesondere des Formteils 13 sowie des Formteils 14 verhindert wird.
