DE102008019193A1

DE102008019193A1 - Kopfstütze für Fahrzeugsitze

Info

Publication number: DE102008019193A1
Application number: DE102008019193A
Authority: DE
Inventors: Klaus Vollmer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-18
Also published as: DE102008019193B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für Fahrzeugsitze, mit einem Polsterträger (10) und ihn umschließendem Polster und wenigstens einer mit dem Polsterträger (10) verbundenen, in oder an der Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes befestigbaren Haltestange, wobei die Kopfstütze einen frontalen Kopfaufprallbereich aufweist. Es ist vorgesehen, dass der Polsterträger (10) als ein dünnwandiger Schalenkörper ausgebildet ist, wobei seine zum Kopfaufprallbereich der Kopfstütze gewandte Frontoberfläche (101) eine Vielzahl aneinander benachbarter Vertiefungen (201n) und Hervorhebungen (101n, n = 1, 2, 3, ...gesehen sind, aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen schalenförmigen Polsterträgers (10) einer Kopfstütze.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für Fahrzeugsitze mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen, einen Polsterträger für eine Kopfstütze für Fahrzeugsitze und ein Verfahren zum Herstellen eines Polsterträgers für diese Kopfstütze mit den im Oberbegriff des Anspruchs 14 genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, dass die Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes bei einem Fahrzeugzusammenstoß eine wichtige sicherheitsrelevante Funktion trägt, wenn der Kopf eines Insassen infolge eines ihm mitgeteilten Stoßimpulses mit großer Wucht auf die Kopfstütze aufprallt. Die hierfür entwickelten Sicherheitsstandards werden oftmals durch simulierte Crashtests überprüft. So muss eine Kopfstütze stabil genug sein, um einem Bruch zu widerstehen, und zugleich in der Lage sein, die auftretende Aufprallenergie möglichst schonend für den betroffenen Insassen zu absorbieren. Um diese beiden Aufgaben zu bewältigen, weisen modernere Kopfstützen einen tragenden Polsterträger auf, der die Aufgabe erfüllt, durch einen oder zwei meist metallische Träger die Kopfstütze mit der Rückenlehne des Sitzes fest und höhenverstellbar zu verbinden. Um diesen Polsterträger herum ist eine Polsterung angeordnet, deren Hauptaufgabe es ist, den Aufprall des Kopfes des Insassen abzufedern und somit zumindest einen Teil der Aufprallenergie abzubauen. Die erwähnten metallischen Träger können als zwei Metallstäbe ausgeführt sein, werden jedoch oftmals zum Zwecke einer höheren Stabilität einteilig als ein u-förmiger Träger ausgebildet, wobei der quer angeordnete Teil der U-Form in der Kopfstütze als eine Querversteifung agiert. Ein solcher u-förmiger Träger erweist sich jedoch als aufwendig und teuer in der Herstellung, wodurch eine weitere Anforderung definiert ist, eine kostensparende Lösung anzustreben.
Die DE 196 08 825 A1 offenbart eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, die einen umpolsterten, so genannten Kopfkasten aufweist. Dieser Kopfkasten ist schalenförmig ausgebildet und dient als eine Tragkonstruktion der Kopfstütze.
Beispielsweise die DE 197 50 375 A1 kann in den technologischen Hintergrund zur vorliegenden Erfindung gestellt werden, da sie einige bekannte Aufbauvarianten einer Kopfstütze offenbart.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte mit einer erhöhten mechanischen Festigkeit auszurüsten, und hierbei ein verbessertes Aufprallenergie-Absorptionsvermögen der Kopfstütze zu gewährleisten. Ferner müssen die angestrebten verbesserten Eigenschaften der Kopfstütze in einem breiten Parameterbereich auf eine einfache Weise vorgebbar sein, um eine leichte technische Umsetzbarkeit zu gewährleisten.
Die Erfindung geht von einer Kopfstütze für Fahrzeugsitze mit einem Polsterträger und ihn umschließendem Polster und wenigstens einer mit dem Polsterträger verbundenen, in oder an der Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes befestigbaren Haltestange aus, wobei die Kopfstütze einen frontalen Kopfaufprallbereich aufweist. Ferner geht die Erfindung von einem Polsterträger für eine derartige Kopfstütze aus.
Dadurch, dass der Polsterträger als ein dünnwandiger Schalenkörper ausgebildet ist, wobei seine zum Kopfaufprallbereich der Kopfstütze gewandte Frontoberfläche eine Vielzahl aneinander benachbarter Vertiefungen und Hervorhebungen, die zum Erhöhen der mechanischen Stabilität vorgesehen sind, aufweist, sind die Aufgaben der Erfindung gelöst. Hierdurch wird ein leichtgewichtiger und zugleich ein sehr steifer, dünnwandiger Schalenkörper mit einem hohen Flächenträgheitsmoment geschaffen. Durch die Dimensionierung und die Formgestaltung der Vertiefungen und Hervorhebungen in der Oberfläche, sowie durch ihre Wanddicke kann ein gewünschter Grad an mechanischer Steifigkeit und Aufprallenergie-Absorptionsvermögen vorgegeben werden. Die Herstellung als ein Kunststoffspritzteil kann für eine Kostenreduzierung genutzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die frontseitigen Vertiefungen und Hervorhebungen als länglich ausgebildete, zueinander benachbarte Rinnen und Rippen ausgeführt.
Die jeweiligen Längsachsen der länglich ausgebildeten Rinnen und Rippen sind in einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen senkrecht und/oder im Wesentlichen horizontal und/oder jeweils unter einem beliebigen dazwischen liegenden Winkel angeordnet. Somit ist eine beliebige Anordnung der erfindungsgemäßen Rinnen und Rippen ermöglicht, so dass der Aufbaugestaltung je nach Anforderung weite Freiheitsgrade zur Verfügung stehen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist in dem als ein dünnwandiger Schalenkörper ausgebildeten Polsterträger wenigstens eine quer zu den frontseitigen Rinnen und Rippen angeordnete Versteifungsvertiefung ausgebildet. Diese zusätzliche Versteifung sorgt vor allem für eine erhöhte Festigkeit des Polsterträgers gegen einen Bruch oder Durchbiegung in seinem mittleren Bereich.
Die Form der frontseitigen Rinnen und Rippen und der zu ihnen quer ausgerichteten Versteifungsvertiefung weist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung jeweils keine Hinterschneidung auf. Hierdurch ist es möglich, kostensparend ein einfacheres Spritzgießwerkzeug zu verwenden, das ohne zusätzliche Schieber auskommen kann.
Jede einzelne, als eine Rippe in der Frontoberfläche des Polsterträgers ausgebildete Hervorhebung weist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine konstruktiv vorgebbare (elastische oder plastische) Verformbarkeit auf, wodurch jeweils ein vorgegebenes Aufprallenergie-Absorptionsvermögen definierbar ist. Dadurch kann jede in dem Polsterträger ausgebildete Rippe in der Hauptrichtung der auftretenden Aufprallkräfte, das heißt in Fahrtrichtung, mit einem definierbaren Verhalten verformt werden.
Vorzugsweise ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Haltestange wenigstens zweiteilig ausgeführt. Da die mechanische Stabilität des Polsterträgers erfindungsgemäß gewährleistet ist, kann als Folge davon oftmals auf eine u-förmige metallische Haltestange verzichtet werden, wodurch Herstellungskosten eingespart werden können.
Für jede Haltestange ist vorzugsweise jeweils eine in den dünnwandigen Schalenkörper des Polsterträgers integrierte Führungshülse vorgesehen. Diese Führungshülsen sind mithilfe von Verrippungen mit dem dünnwandigen Schalenkörper des Polsterträgers verbunden und sorgen für eine gute Kraftübertragung zwischen dem Polsterträger und den Haltestangen der Kopfstütze.
Der dünnwandige Schalenkörper des Polsterträgers kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung mithilfe von Verrippungen mechanisch versteift sein. Hierfür steht der gesamte Hohlraum des dünnwandigen Schalenkörpers des Polsterträgers zur Verfügung.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist jede einzelne, als eine Rippe in der Frontoberfläche des Polsterträgers ausgebildete Hervorhebung eine derartig konstruktiv vorgebbare (vorzugsweise elastische) Verformbarkeit auf, dass sie in Richtung zu einer benachbarten Rippe neigbar ist. Die Möglichkeit zum seitlichen Neigen der Rippe ermöglicht es, ein weiteres zusätzliches Aufprallenergie-Absorptionsvermögen vorgeben zu können.
Das Polster einer fertigen Kopfstütze kann vorzugsweise zumindest in dem frontalen Kopfaufprallbereich der Kopfstütze an dem dünnwandigen Schalenkörper des Polsterträgers angeordnet sein. Hierzu stehen bekannte Technologien zur Verfügung, die von einem Umschäumen bis zum Aufstecken mit oder ohne einer Verklebung reichen.
Der Querschnitt jeder einzelnen, als eine Rippe in der Frontoberfläche des Polsterträgers ausgebildeten Hervorhebung und/oder Vertiefung ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wellenförmig, trapezförmig, rechteckig oder daran anlehnend geformt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine, der Vielzahl zueinander benachbarter, in der zum Kopfaufprallbereich der Kopfstütze gewandten Frontoberfläche ausgebildeter, Vertiefungen und Hervorhebungen über die obere Fläche des Polsterträgers fortgesetzt ausgebildet.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ihre Aufgaben durch ein Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen, schalenförmigen Polsterträgers einer Kopfstütze nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen mit einem Kunststoffspritz- oder Auftrageverfahren erreicht.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Polsterträgers und
2 eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Polsterträgers gemäß 1 von unten.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Polsterträgers 10.
Eine Frontfläche 101 des dünnwandigen Schalenkörpers des Polsterträgers 10 ist durch eine Anzahl in ihr ausgebildeter Vertiefungen 201_n , mit n = 1 bis 4 im vorliegenden Beispiel, unterbrochen und setzt sich dadurch aus einer Anzahl von als Rippen 101_n , mit n = 1 bis 5, ausgebildeten Hervorhebungen zusammen.
Die Vertiefungen 201_n , sind in vorliegender Ausgestaltung bis über die obere Fläche 102 des dünnwandigen Schalenkörpers des Polsterträgers 10 fortgesetzt, wodurch eine weitere Versteifung des Schalenkörpers erreichbar ist. Der dünnwandige Schalenkörper des Polsterträgers 10 ist an seinem unteren Rand von einer verstärkenden Umrandung 12 umsäumt.
Die quer zu den Rippen 101_n ausgerichtete Versteifungsvertiefung 30 im hinteren Bereichsabschnitt des dünnwandigen Schalenkörpers des Polsterträgers 10 ist durch in ihr ausgebildete Verrippungen 301_n , mit n = 1 bis 3, verstärkt. Am jeweils äußeren Ende dieser Versteifungsvertiefung 30 ist je eine Führungsöffnung 14_n , mit n = 1, 2, angeordnet, die zur Aufnahme je einer (nicht dargestellten) Haltestange vorgesehen ist.
Die Seitenflächen 103 des dünnwandigen Schalenkörpers des Polsterträgers 10 weisen in dieser Ausgestaltung jeweils zwei weitere Rinnen 104_n , mit n = 1 bis 4, auf, die einer Stabilisierung im Seitenbereich dienen.
Die Fahrtrichtung beziehungsweise Sitzrichtung ist mit einem Pfeil A angezeigt. Die hierbei beispielhaft als Haken ausgeführten Befestigungselemente 202_n können zum Befestigen einer (nicht dargestellten) unteren Abdeckung oder alternativ zum Ineingrifftreten mit einer (nicht dargestellten) Umpolsterung vorgesehen sein. Eine solche Umpolsterung kann beispielsweise ein Schaumstoffteil und eine Umhüllung aus Leder- oder Textilmaterial aufweisen.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Polsterträgers 10 aus 1 von unten. In dieser Ansicht ist ein großer, innenliegender Hohlraum in dem dünnwandigen Schalenkörper des Polsterträgers 10 zu sehen, in welchem die Rinnen 201_n und 105_n als vorstehende Erhebungen zum Vorschein treten und umgekehrt und die Rippen 101_n als Einbuchtungen erscheinen.
Die Führungsöffnungen 14_n zur Aufnahme der (nicht dargestellten) Haltestangen sind durch jeweils eine im Schalenkörper integrierte Führungshülse 16_n , mit n = 1 bis 2, ausgebildet. Diese Führungshülsen 16 sind mithilfe von innenliegenden Verrippungen 17 und der an sie angrenzenden Versteifungsvertiefung 30 auf eine sehr stabile Weise mit dem dünnwandigen Schalenkörper des Polsterträgers 10 verbunden, so dass die auftretenden Halte- und insbesondere Aufprallkräfte zuverlässig von der Kopfstütze über die Haltestangen auf die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes weitergeleitet werden können. Ferner können in den Rinnen 201_n beispielhaft jeweils Öffnungen vorgesehen sein, die spritzwerkzeugtechnisch bedingt sind, um eine Entformbarkeit eines fertigen Polsterträgers durch eine schieberfreie Ausführung des Spritzgießwerkzeugs zu erreichen.
Die vorangehenden Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind lediglich beispielhaft und nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen. Die vorliegende Erfindungslehre kann leicht auf andere Anwendungen überfragen werden. Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist zur Veranschaulichung vorgesehen und nicht, um den Schutzbereich der Patentansprüche einzuschränken. Viele Alternativen, Modifikationen und Varianten sind für einen durchschnittlichen Fachmann offensichtlich, ohne dass er hierfür den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen müsste, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.

10: Polsterträger
101: Frontoberfläche
101_n: Hervorhebung, Rippe
102: obere Fläche
102_n: fortgesetzte Hervorhebung, Rippe
103: Seitenfläche
104_n: Seitenrinne
105_n: fortgesetzte Vertiefung, Rinne
201_n: Vertiefung, Rinne
12: Umrandung
14: Führungsöffnung
16_n: Führungshülse
17_n: Verrippungen
30: Versteifungsvertiefung, quer ausgerichtet
301_n: Verrippungen
n: Indexzahl, n = 1, 2, 3, ...
A: Fahrtrichtung, Sitzrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19608825 A1 [0003]
- DE 19750375 A1 [0004]

Claims

Kopfstütze für Fahrzeugsitze, mit einem Polsterträger (10) und ihn umschließendem Polster und wenigstens einer mit dem Polsterträger (10) verbundenen, in oder an der Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes befestigbaren Haltestange, wobei die Kopfstütze einen frontalen Kopfaufprallbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Polsterträger (10) als ein dünnwandiger Schalenkörper ausgebildet ist, wobei seine zum Kopfaufprallbereich der Kopfstütze gewandte Frontoberfläche (101) eine Vielzahl aneinander benachbarter Vertiefungen (201_n ) und Hervorhebungen (101_n , n = 1, 2, 3, ...), die zum Erhöhen der mechanischen Stabilität vorgesehen sind, aufweist.
Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die frontseitigen Vertiefungen (201_n ) und Hervorhebungen (101_n ) als länglich ausgebildete Rinnen (201_n ) und Rippen (101_n ) ausgeführt sind.
Kopfstütze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Längsachsen der länglich ausgebildeten Rinnen (201_n ) und Rippen (101_n ) im Wesentlichen senkrecht und/oder im Wesentlichen horizontal und/oder jeweils unter einem beliebigen dazwischenliegenden Winkel angeordnet sind.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem als ein dünnwandiger Schalenkörper ausgebildeten Polsterträger (10) wenigstens eine quer zu den frontseitigen Rinnen (201_n ) und Rippen (101_n ) angeordnete Versteifungsvertiefung (30) ausgebildet ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der frontseitigen Rinnen (201_n ) und Rippen (101_n ) und der zu ihnen quer ausgerichteten Versteifungsvertiefung (30) jeweils keine Hinterschneidung aufweist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne, als eine Rippe (101_n ) in der Frontoberfläche (101) des Polsterträgers (10) ausgebildete Hervorhebung (101_n ) eine konstruktiv vorgebbare (elastische oder plastische) Verformbarkeit aufweist, wodurch jeweils ein vorgegebenes Aufprallenergie-Absorptionsvermögen definierbar ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestange wenigstens zweiteilig ausgeführt ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Haltestange jeweils eine, in dem dünnwandigen Schalenkörper des Polsterträgers (10) integrierte Führungshülse (16_n ) vorgesehen ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dünnwandige Schalenkörper des Polsterträgers (10) mithilfe von Verrippungen (30) mechanisch versteift ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne, als eine Rippe (101_n ) in der Frontoberfläche (101) des Polsterträgers (10) ausgebildete Hervorhebung (101_n ) eine derartige konstruktiv vorgebbare (elastische) Verformbarkeit aufweist, dass sie in Richtung zu einer benachbarten Rippe (101_n ) neigbar ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polster zumindest in dem frontalen Kopfaufprallbereich der Kopfstütze an dem dünnwandigen Schalenkörper des Polsterträgers (10) angeordnet ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt jeder einzelnen, als eine Rippe (101_n ) in der Frontoberfläche (101) des Polsterträgers (10) ausgebildeten Hervorhebung (101_n ) und/oder Vertiefung (201_n ) wellenförmig, trapezförmig, rechteckig oder daran anlehnend geformt ist.
Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Vielzahl zueinander benachbarter, in der zum Kopfaufprallbereich der Kopfstütze gewandten Frontoberfläche (101) ausgebildeter Vertiefungen (201_n ) und Hervorhebungen (101_n ) über die obere Fläche (102) des Polsterträgers (10) fortgesetzt ausgebildet ist.
Polsterträger (10) für eine Kopfstütze für Fahrzeugsitze, dadurch gekennzeichnet, dass der Polsterträger (10) als ein dünnwandiger Schalenkörper ausgebildet ist, wobei seine zum Kopfaufprallbereich der Kopfstütze gewandte Frontoberfläche (101) eine Vielzahl aneinander benachbarter Vertiefungen (201_n ) und Hervorhebungen (101_n , n = 1, 2, 3, ...), die zum Erhöhen der mechanischen Stabilität vorgesehen sind, aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen schalenförmigen Polsterträgers (10) einer Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14 mit einem Kunststoffspritz- oder Kunststoffauftrageverfahren.