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1. Erfindungsfeld
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Energieabsorptionsvorrichtungen für die Verwendung in einer Kopfstütze einer Fahrzeugsitzanordnung.
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2. Stand der Technik
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Es wird eine Energieabsorptionsvorrichtung für die Verwendung in einer Kopfstütze einer Fahrzeugsitzanordnung angegeben. Beispiele für Kopfstützenanordnungen sind in der
US 6 604 788 B1 , der
US 2007/0 090 669 A1 und der
US 2007/0 035 163 A1 angegeben.
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In der gattungsgemäßen
DE 197 46 413 A1 geht es um eine stoßabsorbierende Kopfstütze. Der stoßabsorbierende Teil der Kopfstütze wird speziell durch Materialien ausgebildet, die sich durch eine geringe Rückprallelastizität auszeichnen. Somit soll erreicht werden, dass der Absorptionsabschnitt bei einem Unfall nicht zurückfedert. Vielmehr soll der Absorptionsabschnitt seinen deformierten Zustand beibehalten, bis der Kopf eines Fahrzeuginsassen von der Kopfstütze beabstandet ist. Dies gelingt gut, allerdings wird gezeigt, dass der Absorptionsabschnitt nach seiner Verformung stets über einen kurzen Verschiebungsweg in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, bevor er einen deformierten Zustand hält.
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Die
DE 10 2005 024 294 A1 beschreibt eine deformierbare Kopfstütze. Zur Verwendung des Kopfstützengrundkörpers kommen entweder reversible oder irreversible Materialien in Frage. Die Erfindung sieht es vor, unterschiedliche Materialschichten in der Kopfstütze so anzuordnen, dass die Dichte des Materials in Wirkrichtung des auf die Kopfstütze aufprallenden Kopfes des Fahrzeuginsassen konstant ist oder zunimmt.
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Die
DE 10 2005 014 549 A1 beschreibt eine expandierbare Baugruppe unter Verwendung von Schaumstoffen mit Gedächtnisfunktion, die sich besonders gut für Airbaganwendungen eignet.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Energieabsorptionssystem vorzusehen, das nach einer Kollision nicht unmittelbar in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt, sondern sich erst zurückverformt, wenn der Kopf des Fahrzeuginsassen von der Kopfstütze beabstandet ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen gemäß des Anspruchs 1 der Erfindung. Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
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Die Besonderheit der Erfindung ist, dass unter Verwendung einfacher konstruktiver Mittel das spezifische Rückprallverhalten einer Absorptionseinheit verbessert werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es wird eine Fahrzeugsitzanordnung mit einer Energieabsorptionsvorrichtung angegeben. In einer ersten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugsitzanordnung einen Sitzkörper, der für eine Befestigung an einem Fahrzeug konfiguriert ist, und eine Kopfstützenteilanordnung, die mit dem Sitzkörper verbunden ist. Die Kopfstützenteilanordnung weist eine Vorderfläche, ein Rückstoppglied und ein erstes Polster neben dem Rückstoppglied auf. Das erste Polster ist zwischen der Vorderflache und dem Rückstoppglied angeordnet. In der ersten Ausführungsform ist das erste Polster konfiguriert, um gegen das Rückstoppglied komprimiert zu werden, wenn während einer Kollision des Fahrzeugs durch den Kopf eines Insassen eine Kraft auf die Kopfstützenteilanordnung ausgeübt wird. Das erste Polster bleibt komprimiert, wenn sich der Kopf des Insassen nach der Kollision neben der Kopfstützenteilanordnung befindet.
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In einer Implementierung der ersten Ausführungsform ist das erste Polster weiterhin konfiguriert, um über eine vorbestimmte Zeitdauer zu einem Zustand vor der Komprimierung zurückzukehren, nachdem sich der Kopf des Insassen zu einer Position bewegt hat, die von der Kopfstütze beabstandet ist.
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In einer anderen Implementierung der ersten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugsitzanordnung weiterhin ein zweites Polster, das neben dem ersten Polster angeordnet ist. Das zweite Polster ist konfiguriert, um gegen den Rückstopp komprimiert zu werden, wenn während einer Kollision des Fahrzeug durch den Kopf eines Insassen eine Kraft auf die Kopfstützenteilanordnung ausgeübt wird. Das zweite Polster bleibt komprimiert, wenn sich der Kopf des Insassen nach der Kollision neben der Kopfstützenteilanordnung befindet. In einer Variation dieser Implementierung sind die Polster nebeneinander angeordnet, sodass das erste Polster und das zweite Polster im wesentlichen koaxial zueinander ausgerichtet sind. In einer weiteren Variation ist das erste Polster elastischer und lässt sich damit leichter komprimieren als das zweite Polster. In einer anderen Variation kann das erste Polster eine Dicke aufweisen, die sich wesentlich von der Dicke des zweiten Polsters unterscheidet.
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In einer zweiten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugsitzanordnung einen Sitzkörper, der für die Befestigung an einem Fahrzeug konfiguriert ist, und eine Kopfstützenteilanordnung, die mit dem Sitzkörper verbunden ist. Die Kopfstützenteilanordnung umfasst eine Vorderfläche, ein Rückstoppglied und ein erstes Polster mit einem Formgedächtnisschaum neben dem Rückstoppglied. Das erste Polster ist zwischen der Vorderfläche und dem Rückstoppglied angeordnet. In dieser zweiten Ausführungsform ist das erste Polster konfiguriert, um gegen das Rückstoppglied komprimiert zu werden, wenn während einer Kollision des Fahrzeugs durch den Kopf eines Insassen eine Kraft auf die Kopfstützenteilanordnung ausgeübt wird. Das erste Polster bleibt komprimiert, wenn sich der Kopf des Insassen nach der Kollision neben der Kopfstützenteilanordnung befindet.
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In einer Implementierung der zweiten Ausführungsform ist das erste Polster weiterhin konfiguriert, um über eine vorbestimmte Zeitdauer zu einem Zustand vor der Komprimierung zurückzukehren, nachdem sich der Kopf des Insassen zu einer Position bewegt hat, die von der Kopfstütze beabstandet ist. In einer anderen Implementierung der zweiten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugsitzanordnung weiterhin ein zweites Polster mit eine Formgedächtnisschaum neben dem ersten Polster. Das zweite Polster ist konfiguriert, um gegen den Rückstopp komprimiert zu werden, wenn während einer Kollision des Fahrzeugs durch den Kopf eines Insassen eine Kraft auf die Kopfstützenteilanordnung ausgeübt wird. Das zweite Polster bleibt komprimiert, wenn sich der Kopf des Insassen nach der Kollision neben der Kopfstützenteilanordnung befindet. In einer Variation dieser Implementierung sind die Polster derart nebeneinander angeordnet, dass das erste Polster und das zweite Polster im wesentlichen koaxial zueinander ausgerichtet sind. In einer anderen Variation kann das erste Polster elastischer sein und sich damit leichter komprimieren lassen als das zweite Polster. In einer weiteren Variation kann das erste Poster eine Dicke aufweisen, die sich wesentlich von der Dicke des zweiten Polsters unterscheidet.
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Erfindungsgemäß umfasst die Fahrzeugsitzanordnung einen Sitzkörper, der für eine Befestigung an einem Fahrzeug konfiguriert ist, und eine Kopfstützenteilanordnung, die mit dem Sitzkörper verbunden ist. Die Kopfstützenteilanordnung weist eine Vorderfläche, ein Rückstoppglied und eine erste Polsterteilanordnung auf, die ein Schaummaterial umfasst und im wesentlichen durch eine Membrane umgeben ist. Die erste Polsterteilanordnung ist neben dem Rückstoppglied angeordnet. Die erste Polsterteilanordnung ist zwischen der Vorderfläche und dem Rückstoppglied angeordnet. In dieser dritten Ausführungsform ist die erste Polsterteilanordnung konfiguriert, um gegen das Rückstoppglied komprimiert zu werden, wenn während einer Kollision des Fahrzeugs durch den Kopf eines Insassen eine Kraft auf die Kopfstützenanordnung ausgeübt wird, sodass eine Luftmenge aus der ersten Polsterteilanordnung herausgedrückt wird, wobei die Membrane wenigstens teilweise verhindert, dass Luft in die erste Polsterteilanordnung eintritt. Bei dieser Konfiguration bleibt die erste Polsterteilanordnung komprimiert, wenn sich der Kopf des Insassen nach der Kollision neben der Kopfstützenteilanordnung befindet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die erste Polsterteilanordnung weiterhin ein Ventil, das an der Membrane befestigt ist. Das Ventil ist derart konfiguriert, dass Luft aus der ersten Polterteilanordnung herausströmen kann, wobei das Ventil aber verhindert, dass Luft in die erste Polsterteilanordnung eintritt. In einer Variation dieser Implementierung umfasst die Fahrzeugsitzanordnung weiterhin eine Vielzahl von Ventilen, die an der Membrane befestigt sind.
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In einer weiteren Verbesserung umfasst die Membrane Nylon.
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In einer weiteren Verbesserung umfasst das Material Polyurethan.
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In einer weiteren Verbesserung umfasst das Material einen Formgedächtnisschaum.
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In einer weiteren Verbesserung ist die erste Polsterteilanordnung konfiguriert, um über eine vorbestimmte Zeitperiode zu einem Zustand vor der Komprimierung zurückzukehren, nachdem sich der Kopf des Insassen zu einer Position bewegt hat, die von der Kopfstütze beabstandet ist.
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In einer weiteren Verbesserung umfasst das Material Polyurethan und einen Formgedächtnisschaum.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die folgende Beschreibung nimmt auf die beigefügten Zeichnungen Bezug, wobei durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um identische Teile zu bezeichnen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Fahrzeug zeigt, das mit einer Ausführungsform einer Fahrzeugsitzanordnung gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Kopfstützenanordnung gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Auswirkungen eines Aufpralls des Kopfes eines Insassen gegen die Kopfstützenanordnung von 2 zeigt.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Kopfstützenanordnung von 3 zeigt, nachdem sich der Kopf des Insassen zu einer Position bewegt hat, die von der Kopfstützenteilanordnung beabstandet ist.
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5 ist eine perspektivische Ansicht, die die restlichen Auswirkungen des Aufpralls des Kopfes des Insassen auf die Kopfstützenanordnung von 4 zu einem Zeitpunkt zeigt, der der Hälfte der vorbestimmten Zeitperiode nach der Bewegung des Kopfes des Insassen weg von der Kopfstützenteilanordnung entspricht.
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6 zeigt die Kopfstützenteilanordnung von 4, wenn die Zeitperiode gleich der vorbestimmten Zeitperiode ist.
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7 zeigt eine alternative Ausführungsform der Kopfstützenanordnung von 2 mit einer Vielzahl von Polstern.
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8 ist eine Querschnittansicht, die die Erfindung zeigt.
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9 ist eine Querschnittansicht, die die Kopfstützenteilanordnung von 8 während eines Aufpralls des Kopfes des Insassen zeigt.
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10 zeigt die Kopfstützenteilanordnung von 9, nachdem sich der Kopf des Insassen zu einer Position bewegt hat, die von der Kopfstützenanordnung beabstandet ist.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Fahrzeugsitzanordnungen umfassen gewöhnlich Kopfstützen mit einem Schaumpolster aus etwa Polyurethan in einer Form, die konfiguriert ist, um den Kopf eines Sitzinsassen aufzunehmen, wobei die Schaumpolster angeordnet sind, um zu verhindern, dass sich der Kopf des Insassen während einer Kollision des Fahrzeugs übermäßig nach hinten bewegt, wenn ein anderes Fahrzeug von hinten gegen das Fahrzeug prallt. Während einer Kollision am hinteren Fahrzeugende wird der Kopf eines Insassen nach hinten in die Kopfstütze des Fahrzeugsitzes gedrückt, die gewöhnlich elastisch an dem Lehnenhalteteil des Fahrzeugsitzes montiert ist. Die durch den Kopf des Insassen auf die Kopfstütze ausgeübte Energie wird durch das Polster der Kopfstütze absorbiert, das sich während des Aufpralls verformt und dann zu der Position vor dem Aufprall zurückkehrt. Wenn die Kopfstützenanordnung zu ihrer ursprünglichen Position zurückkehrt, kann sie den Kopf des Insassen nach vorne drücken.
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Es kann vorteilhaft sein, eine derartige nach vorne gerichtete Bewegung des Kopfes des Insassen unmittelbar nach einer Kollision zu vermeiden. Eine Möglichkeit, um die nach vorne gerichtete Bewegung bzw. ein Rückprallen des Kopfes des Insassen nach einer Kollision zu vermeiden, besteht darin, ein Polster bzw. eine Polsteranordnung anzugeben, die sich in Reaktion auf einen Aufprall verformt, aber dann nicht unmittelbar zu dem Zustand vor dem Aufprall zurückkehrt. Alternativ hierzu kann es vorteilhaft sein, ein Polster oder eine Polsteranordnung zu verwenden, die unmittelbar zu dem Zustand vor dem Aufprall zurückkehren kann, wobei sie dies jedoch mit einer begrenzten Kraft tut, sodass die Rückkehr des Materials oder der Anordnung zu dem Zustand vor dem Aufprall keine ausreichende Kraft vorsieht, um den Kopf des Insassen nach vorne zu drücken.
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Ein derartiges Material ist ein Formgedächtnisschaum, der aus als viskoelastischer Schaum bezeichnet wird. In den Vereinigten Staaten wird ein derartiges Schaummaterial durch Bayer MaterialScience LLC unter der Handelsbezeichnung SoftcelTM Memory Foam vertrieben. Ein Formgedächtnisschaum kann sich in Reaktion auf die Ausübung einer Kraft komprimierend verformen, ohne unmittelbar nach Aufhebung der Aufprallkraft zurückzukehren. Wenn die Kraft nicht weiter ausgeübt wird, weil etwa ein Gewicht von dem Formgedächtnisschaum entfernt wird, kehrt der verformte Teil des Formgedächtnisschaums langsam zu seinem ursprünglichen Zustand zurück. Ein derartiger Schaum umfasst gewöhnlich eine offene oder teilweise offene Zellstruktur, sodass bei einer Komprimierung in dem Material enthaltene Luft mit nur einem minimalen Widerstand nach außen austreten kann. Weil die Zellstruktur offen oder teilweise offen ist und die Luft eine kreisförmige Route einschlagen kann, um den Schaum wieder zu erweitern, kehrt das Material nicht mit derselben Stärke oder Geschwindigkeit zu seiner ursprünglichen Form zurück wie andere Schäume wie etwa ein Standard-Polyurethanschaum.
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Ein anderer Aufbau, der die oben beschriebenen Effekte vorsehen kann, ist etwa ein Netz- oder Schaummaterial wie etwa ein Polyurethanschaum oder ein Nylonnetz, das als Abstandsmaterial verwendet wird und von einer Membrane oder Grenzschicht umgeben und/oder eingeschlossen ist, das die Rate steuert, mit der die Luft in das Polster strömen kann. Die Grenzschicht oder Membrane bildet einen Hohlraum, dessen inneres Volumen durch das Polster gefüllt ist. Die Membrane kann derart konfiguriert sein, dass Luft einfach aus dem Hohlraum austreten kann, wobei aber der Luftstrom der ausgetretenen Luft zurück in den Hohlraum etwa unter Verwendung von Ventilen beschränkt wird. In einigen Ausführungsformen können Löcher oder Luftungsöffnungen verwendet werden, um die Rate des Luftflusses in und aus der Membrane zu kontrollieren. Wenn also der Kopf eines Insassen gegen eine derartige Polsteranordnung prallt, wird das Polster schnell komprimiert, wodurch die in dem Polster enthaltene Luft aus dem Polster durch die Membrane gedrückt wird. Wenn die durch den Kopf des Insassen ausgeübte komprimierende Kraft aufgehoben wird, neigt das Polster dazu, zu seinem ursprünglichen Zustand vor dem Aufprall zurückzukehren. Weil die Luft jedoch daran gehindert wird, schnell durch die Membrane in das Polster zurückzukehren, wird das Polster mit einer kontrollierten, langsameren Rate wieder erweitert als das der Fall sein würde, wenn das Polster nicht von der Membrane umgeben wäre. Die Rate, mit der die Luft aus dem Polster austritt und wieder eintritt, kann kontrolliert werden, indem die Membrane mit einer größeren oder kleineren Anzahl von Öffnungen versehen wird und indem die Größe der Öffnungen entsprechend gewählt wird. In einigen Fallen kann die Membrane durch Nähte um das Polster herum geschlossen werden. Dabei können die während des Nähens ausgebildeten Löcher in einer ausreichenden Anzahl und Größe vorgesehen werden, um eine gewünschte Wiedereintrittsrate vorzusehen. In einigen Ausführungsformen können eine Reihe von Einwegventilen in der Membrane vorgesehen sein, um einen raschen Austritt der Luft aus der Polsteranordnung wahrend eines Aufpralls zu gestatten. Alternativ hierzu kann eine ausreichende Anzahl von Öffnungen und/oder eine ausreichende Größe der Öffnungen gewahlt werden, um die gewünschte Austrittsrate der Luft aus der Polsteranordnung während eines Aufpralls vorzusehen, wodurch auch der Luftfluss zurück in die Polsteranordnung nach dem Aufprall gesteuert wird. Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren verdeutlicht.
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1 ist eine Teilansicht eines Fahrzeugs 20, die einen Insassenraum des Fahrzeugs und eine darin montierte Fahrzeugsitzanordnung 22 zeigt. Die Fahrzeugsitzanordnung 22 umfasst eine Rückenlehne 23 und eine Kopfstützenteilanordnung 24, die in Übereinstimmung mit den oben genannten Prinzipien konfiguriert ist. Die Kopfstützenteilanordnung 24 umfasst eine Vorderfläche 26, die der Vorderseite des Fahrzeugs zugewandt ist. Die Vorderseite des Fahrzeugs ist in 1 durch einen Pfeil angegeben.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Kopfstützenteilanordnung 24 zeigt. Eine Außenfläche der Kopfstützenteilanordnung 24 einschließlich der Vorderfläche 26 ist in Strichlinien gezeigt, um das darin enthaltene Polster während eines Aufpralls sichtbar zu machen. Ein Paar von Montagestangen 28 erstrecken sich nach oben in die Kopfstutzenteilanordnung 24 und sind konfiguriert, um mit einem Paar von Öffnungen an einer oberen Fläche einer Rückenlehne (nicht gezeigt) verbunden zu werden. Die Montagestangen 28 erstrecken sich nach oben in ein Rückstoppglied 30. Ein Polster bzw. erstes Polster 32 ist neben dem Rückstoppglied 30 und weiterhin zwischen der Vorderfläche 26 und dem Rückstoppglied 30 angeordnet. Das erste Polster 32 ist als ein ebenes, im wesentlichen rechteckiges Glied gezeigt. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass das erste Polster 32 aber auch eine beliebige Form und Konfiguration aufweisen kann. Das Rückstoppglied 30 ist aus einem Material wie etwa Holz, Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet. In anderen Ausführungsformen können andere Aufbauten als Rückstopp 30 verwendet werden, wie etwa Kabel, Drähte, Netze oder eine Rückfläche der Kopfstützenanordnung 24. Das Rückstoppglied 30 dient dazu, das erste Polster 32 zu halten, wenn der Kopf eines Insassen gegen die Kopfstützenteilanordnung 24 prallt. Das erste Polster 32 verformt sich in der oben beschriebenen Weise gegen das Rückstoppglied 30, das im wesentlichen unbeweglich in Bezug auf die Rückenlehne 23 bleibt.
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In der gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die Montagestangen 28 nach oben in Öffnungen in dem Rückstoppglied 30. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass das Rückstoppglied 30 auf beliebige Weise in der Kopfstützenteilanordnung 24 fixiert sein kann, sodass es unbeweglich in Bezug auf die Rückenlehne 23 ist. In anderen Ausführungsformen muss das Rückstoppglied 30 nicht unbeweglich in Bezug auf die Rückenlehne 23 sein, sondern kann sich bewegen, wenn der Kopf eines Insassen gegen die Kopfstützenteilanordnung 24 prallt. In weiteren Ausführungsformen kann die Kopfstützenteilanordnung 24 in Bezug auf die Rückenlehne 23 eingestellt werden. Das Rückstoppglied 30 kann aus zwei oder mehr Teilen ausgebildet sein, die sich in Bezug aufeinander bewegen. In einigen Ausführungsformen kann der Schaum zwischen den zwei Teilen angeordnet sein.
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In der gezeigten Ausführungsform ist das erste Polster 32 plan und weist eine im wesentlichen rechteckige Konfiguration auf. Das erste Polster 32 umfasst einen Formgedächtnisschaum, der mit seinem Zellaufbau derart konfiguriert ist, dass er sich in Reaktion auf einen Aufprall verformt, ohne unmittelbar danach zu seiner Konfiguration vor der Verformung zurückzukehren. In der gezeigten Ausführungsform nehmen das erste Polster 32 und das Rückstoppglied 30 nur einen kleinen Teil der Kopfstützenteilanordnung 24 ein. Das erste Polster 32 und das Rückstoppglied 30 können durch eine Hülle aus Zellschaum wie etwa Polyurethan umgeben sein, der mit einer gewünschten Form wie etwa durch die Strichlinien von 2 angegeben ausgebildet sein kann. In anderen Ausführungsformen können das erste Polster 32 und das Rückstoppglied 30 durch eine Hülle aus geschlossenem Zellschaum umgeben sein. Statt dessen kann das erste Polster 32 auch mit einer beliebigen anderen Form wie etwa durch die Strichlinien von 2 angegeben ausgebildet sein.
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In 3 ist die Kopfstützenteilanordnung 24 gezeigt, wobei der (durch Strichlinien wiedergegebene) Kopf 34 eines Insassen während einer Kollision am hintere Fahrzeugende gegen die Kopfstützenteilanordnung prallt. Das erste Polster 32 wird gegen das Rückstoppglied 30 komprimiert, wobei sich ein vorderer Teil eines Polsters 32 nach innen biegt und verformt, um den hintere Teil des Kopfes 34 aufzunehmen. Die Kopfstützenteilanordnung 24 und das Rückstoppglied 30 verformen sich während der gezeigten Kollision nicht wesentlich nach hinten.
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4 zeigt die Kopfstützenteilanordnung 24 nach der Kollision, wobei sich der Kopf 34 des Insassen wieder von der Kopfstützenteilanordnung 24 entfernt (etwa weil sich der Insasse nach vorne lehnt oder aus dem Fahrzeug aussteigt). Das Polyurethan oder der andere Schaum mit geschlossenen Zellen um das erste Polster 32 herum kehrt unmittelbar zu der Form vor der Verformung zurück, während das erste Polster 32 zu Beginn seine verformte Form beibehält und nicht unmittelbar zu dem Zustand vor der Verformung zurückkehrt. Das in dem ersten Polster 32 verwendete Material kann auf der Basis der Rate gewählt werden, mit der es zu dem Zustand vor der Verformung zurückkehrt. Eine vorbestimmte Zeitperiode für die Wiederherstellung kann spezifiziert werden, und es kann ein entsprechendes Material hergestellt werden, das diese Spezifikation erfüllt.
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5 zeigt die Kopfstützenteilanordnung 24 zu dem Zeitpunkt, der der Hälfte der vorbestimmten Zeitperiode entspricht. In 5 ist das erste Polster 32 gezeigt, während es zu dem Zustand vor der Verformung zurückkehrt, was durch das Paar von nach vorne zeigenden Pfeilen angegeben wird.
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6 zeigt die Kopfstützenteilanordnung 24 zu dem Zeitpunkt, der der gesamten vorbestimmten Zeitperiode entspricht. In dieser Ansicht ist das erste Polster 32 zu dem Zustand vor der Verformung zurückgekehrt.
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7 zeigt eine alternative Ausführungsform der Kopfstützenanordnung 24 in einer perspektivischen Ansicht. In dieser Ausführungsform umfasst die Kopfstützenteilanordnung 24 ein erstes Polster 32 und ein zweites Polster 36, die zwischen dem ersten Polster 32 und dem Rückstoppglied 30 angeordnet sind. In dieser Ausführungsform sind das erste und das zweite Polster 32, 36 jeweils plane Glieder, die eine im wesentlichen kreisförmige Konfiguration aufweisen. Es ist zu beachten, dass die Lehren der vorliegenden Erfindung für Komponenten beliebiger geometrischer Formen und Dicken angewendet werden können. Das zweite Polster 36 und das erste Polster 32 sind einander benachbart und koaxial miteinander ausgerichtet. Das erste Polster 32 ist mit einer größeren Dicke als das zweite Polster 36 gezeigt. Das zweite Polster 36 umfasst ein Formgedächtnisschaummaterial mit offenen oder teilweise offenen Zellen, das sich in Reaktion auf eine Aufprall verformen und dann langsam zu seiner Form vor der Verformung zurückkehren kann.
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Das erste Polster 32 und das zweite Polster 36 können eine beliebige Dicke aufweisen und können unterschiedliche Widerstände gegenüber einer Verformung vorsehen. Mit einer derartigen Anordnung können die während einer Kollision auf einen Kopf 34 wirkenden Aufprallkrafte besser kontrolliert werden. Zum Beispiel kann ein erstes Polster 32, das dicker ausgebildet ist und vor dem zweiten Polster 36 angeordnet ist, einen geringeren Widerstand gegenüber einer Verformung aufweisen als das zweite Polster 36. Weil das erste Polster 32 eine größere Dicke aufweist als das zweite Polster 36, kann die Zeitperiode, über die sich das erste Polster 32 verformt, die Zeitperiode überschreiten, über die sich das zweite Polster 36 verformt. Weil das zweite Polster 36 weiterhin einen größeren Widerstand gegenüber einer Verformung aufweist als das erste Polster 32, kann sich das erste Polster 32 vollständig verformen oder komprimiert werden, bevor sich das zweite Polster 32 zu verformen oder zu komprimieren beginnt. Auf diese Weise kann der Kopf 34 eines Insassen einem immer größeren Widerstand ausgesetzt werden, je weiter er sich nach hinten bewegt, sodass der Insasse einen größeren Komfort erfährt und/oder weniger erschüttert wird. Es sind hier nur zwei Polster (das erste Polster 32 und das zweite Polster 36) gezeigt, wobei jedoch zu beachten ist, dass eine beliebige Anzahl von Polstern mit einer beliebigen Kombination von relativen Dicken und Widerständen gegenüber einer Verformung verwendet werden kann.
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8 zeigt die erfindungsgemäße Kopfstützenteilanordnung 24. Eine erste Polsterteilanordnung 37 umfasst eine erstes Polster 32', das in einer Membrane 38 eingeschlossen ist. Das erste Polster 32' ist aus einem Schaummaterial mit geschlossenen Zellen wie etwa Polyurethan ausgebildet. Die Membrane 38 umhüllt das erste Polster 32' im wesentlichen. Die Membrane 38 kann aus einem Material wie etwa Nylon, einer Folie, einem flexiblen Schichtmaterial, das geschichtet oder laminiert wird, oder einem anderen flexiblen Material ausgebildet sein, das die Durchlässigkeit für Luft kontrolliert. In einigen Ausführungsformen kann die Membrane 38 ein blasgeformtes Material sein, wie es etwa für Airbaggehäuse oder andere flexible Gehäuse verwendet wird. Ein Paar von Ventilen 40 ist in der Polsterteilanordnung 37 eingebettet. Ventile 40 öffnen sich an einem dem ersten Polster 32' zugewandten Ende, erstrecken sich durch die Membrane 38 und stehen in einen Bereich außerhalb der ersten Polsterteilanordnung 37 vor. Der Teil der Ventile 40, der nach außen vorsteht, ist geschlossen, um zu verhindern, dass Luft durch die Ventile 40 in das erste Polster 32' eindringt. In anderen Ausführungsformen kann die Membrane 38 anstelle der Ventile Lüftungsöffnungen, Locher oder andere Öffnungen aufweisen, die gestatten, dass Luft aus dem Inneren der Membrane austritt, wobei die Rate des Luftaustritts kontrolliert wird.
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9 zeigt die erste Polsterteilanordnung 37, während der Kopf 34 eines Insassen gegen die Kopfstützenteilanordnung 24 prallt. In dieser Figur komprimiert der Aufprall des Kopfes 34 des Insassen die erste Polsterteilanordnung 37 und drückt die enthaltene Luft aus dem gesamten ersten Polster 32' durch die Ventile 40 nach außen.
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10 zeigt den Kopf 34 eines Insassen, nachdem sich dieser von der Kopfstützenteilanordnung 24 entfernt hat. Die Ventile 40 wurden geschlossen, um zu verhindern, dass die Luft zurück in die erste Polsterteilanordnung 37 strömt. Die erste Polsterteilanordnung 37 beginnt langsam, zu dem Zustand vor der Verformung zurückzukehren, wenn Luftmoleküle 42 langsam durch die Membrane 38 zu dringen beginnen. In einigen Ausführungsformen kann die Membrane 38 ein oder mehrere Löcher umfassen, um nach einem Aufprall ein langsames Eintreten der Luft zurück in die erste Polsterteilanordnung 37 zu gestatten.
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In einigen Ausführungsformen kann die Kopfstützenteilanordnung 24 ein Polster 32 und eine erste Polsterteilanordnung 37 umfassen. In einigen Ausführungsformen können das erste Polster 32 und die erste Polsterteilanordnung 37 axial ausgerichtet sein, wobei in einigen Variationen das erste Polster 32 vor der ersten Polsterteilanordnung 37 angeordnet ist und in anderen Variationen die erste Polsterteilanordnung 37 vor dem Polster 32 angeordnet ist. In weiteren Ausführungsformen können ein Formgedächtnisschaumpolster und ein Schaumpolster ohne Formgedächtnis aus etwa Polyurethan in einer Membrane 38 eingeschlossen sein.
