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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kopfstütze zum Einbau in Sitze von
Fahrzeugen, die aus einer Normalstellung in eine Unfallstellung
verfahrbar ist, mittels eines Mechanismus, der sensorgesteuert aktivierbar
ist.
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Heute
sind die Kopfstützen
in vielen Automobilen Bestandteil des passiven Sicherheitssystems. Einige
Kopfstützen,
sogenannte aktive Kopfstützen, bewegen
sich beim Aufprall nach vorne, um den Kopf wertvolle Millisekunden
eher auffangen zu können.
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Auf
dem Sektor des Pkw-Insassenschutzes besteht derzeit zwar die Möglichkeit,
zwischen verschiedenen Schutzsystemen für den Fahrer oder Beifahrer
zu wählen,
aber für
die Passagiere auf der Rückbank
sind in nachteilhafter Weise keine brauchbaren Produkte auf dem
Markt, obwohl alle Insassen während
eines Unfalls prinzipiell gleichermaßen gefährdet und schutzbedürftig sind.
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Beim
Frontaufprall wird zum Beispiel der Insasse durch das rückartige
Abbremsen in Fahrtrichtung beschleunigt und im Idealfall vom Gurt
aufgefangen, wobei dieser schon einen Teil der Energie absorbiert.
Anschließend
wird der Körper
dann zurück gegen
den Sitz und die Kopfstütze
geschleudert, welche die restliche Energie des Aufpralls aufnehmen müssen.
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Medizinisch
gesehen treten bei diesen ruckartigen Bewegungen sehr starke Belastungen
im Bereich der Halswirbel auf. Dieses Phänomen, auch als Hals-Wirbel-Syndrom
(HWS) be zeichnet, resultiert daraus, dass der Oberkörper und
der Kopf durch den Stoß von
hinten unterschiedlich stark beschleunigt werden.
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Die
Folgen sind überdehnte
Bänder
im Kopf- und Halsbereich, Nervenquetschungen, Entzündungen,
Einblutungen, Verschiebungen oder sogar Brüche von Wirbeln.
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Das
Tückische
an HWS-Distorsionen ist, dass das Verletzungsrisiko nicht zwingend
von der Aufprallwucht abhängt,
denn selbst leichte Crashs können
Verletzungen verursachen. Dabei tauchen Beschwerden manchmal erst
nach Tagen auf. Mögliche
Symptome sind Kopf- und Nackenschmerzen, Übelkeit, Schlaf- und Konzentrationsprobleme,
Sehstörungen
und Schwindelgefühle
bis hin zu Lähmungserscheinungen.
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Das
bei Front- oder Heckaufprall, die die häufigsten Unfallkonstellationen
repräsentieren,
auftretende Halswirbelsäulen-Schleudertrauma (HWS-Distorsion,
HWS-Syndrom), das auch als sogenannte Whiplash-Verletzung (Peitschenschlag-Phänomen) bezeichnet
wird, zählt
in den hochmotorisierten Ländern
zu den für
die Versicherungswirtschaft teuersten Verletzungen, die einen Anteil
von ca. 75% aller Unfallfolgekosten ausmachen.
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Besonders
schlimme Verletzungen sind möglich,
wenn die Kopfstützen
zu niedrig eingestellt sind. Dies führt dann dazu, dass der Kopf über die Kopfstütze hinweg
schlägt.
Eine andere Ursache für Verletzungen
kann ein zu großer
Abstand sein, den der Kopf zur Kopfstütze einnimmt, zum Beispiel durch
eine vergleichsweise lockere und entspannte Sitzposition. Dies führt schon
ab einem Abstand von mehr als drei Zentimetern zu einer Erhöhung des Verletzungsrisikos,
da durch den größeren Abstand der
Kopf mit einer höheren
Energie aufschlägt.
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Im
Stand der Technik wird zum Zwecke der Auslösung des Mechanismus einer
aktiven Kopfstütze
meist ein Drucksensor als sogenanntes Prallziel benutzt, das im
Sitzinneren befestigt ist. Dieser Ansatz besitzt jedoch Nachteile,
da hierbei immer ein Kompromiss aus Komfort der Sitzlehne und Auslösesicherheit
gefunden werden muss, denn die Sicherheit für ein Auslösen des Mechanismus ist nur
dann gegeben, wenn zwischen dem Prallziel und dem zurückschnellenden
Rücken
des Sitzinsassen kein zu dickes Polster ist. Dies bedingt Beeinträchtigungen des
Komforts.
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Eine
andere Problematik bei den Drucksensoren als Bestandteil der Auslösemechanik
ist die eigentliche Auslösesicherheit,
die nur gegeben ist, wenn der Körper
mit einem bestimmten Gewicht und einer damit verbundenen Geschwindigkeit
auf das Prallziel trifft. So kann es passieren, dass kleine, zierliche
Personen aufgrund ihres geringen Körpergewichtes oder ihrer geringen
Größe den Mechanismus nicht
zum Auslösen
bringen. Auch kann es passieren, dass sich der Körper des Sitzinsassen aus wie auch
immer gearteten Umständen
beim Crash nicht in der Normalsitzposition befindet und dadurch
das Prallziel der Auslösemechanik
nicht optimal trifft. Auch wenn der Impuls durch einen Crash nicht
exakt von hinten, sondern eher seitlich von hinten kommt, kann der
Körper
eines Sitzinsassen das Prallziel verfehlen. Die Nachteile durch
Systeme mit derartigen Druckaufnahmevorrichtungen innerhalb der
Lehne sind somit vielfältig,
da die optimale Sicherheit durch das System nur durch absolute Ideal-
bzw. Normbedingungen gewährleistet
wird.
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Im
Stand der Technik sind auch elektronisch ausgelöste Systeme bekannt. Diese
können
in nachteilhafter Weise nur in relativ begrenztem Maße den Abstand
zwischen Kopf und Kopfstütze
mindern, oder sind unwirtschaftlich, weil sie beispielsweise nach
einem Aufprall ähnlich
wie ein Airbag nicht wieder verwendbar sind.
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Eine
Weiterbildung dieses Standes der Technik ist in der nicht vor veröffentlichten
DE 10 2007 021 804
A1 der Anmelderin beschrieben. Die dort gezeigte aktive
Kopfstütze
ist wiederverwendbar und sorgt bei einem Unfall für eine geminderte
Crashbelastung für
die Personen.
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Die
US-Patentanmeldung
US 2005/0168020 A1 offenbart ein elektronisch auslösbares System. Ein
oberer Teil der Kopfstütze
schwenkt beim Unfall aus einer horizontalen Stellung in eine vertikale
Stellung und wird dort verriegelt. Dieses System bietet jedoch keine
zufriedenstellende Sicherheit, gerade bei relativ flach eingestellter
Rückenlehne.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuletzt genannte Kopfstütze konstruktiv
weiter zu verbessern.
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Vorteile der Erfindung
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Mit
den Merkmalen des unabhängigen
Anspruches 1 wird die Aufgabe gelöst.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen Weiterbildungen und Verbesserungen
des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung angegeben.
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Diese
Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, dass die Kopfstütze im wesentlichen
aus drei Teilen besteht, einem Gehäusekörper, eine untere Prallplatte
und eine obere Prallplatte, sowie Verankerungsmittel für den Gehäusekörper in
dem Sitz, vorzugsweise an der oberen Kante der Sitzlehne, eventuell
in einer Aussparung der Sitzlehne oder aber beim Einsatz für Pkw-Rückbänke auch
in der Hutablage, wobei die obere Prallplatte und die unter Prallplatte
mit dem Gehäusekörper durch
einen Mechanismus verbunden ist, wobei der Mechanismus dazu eingerichtet
ist, zur Einnahme der Unfallstellung die untere Prallplatte nach
vorn zu verfahren und gleichzeitig die obere Prallplatte nach oben
mit einem Mehrgelenkgetriebe zu verschwenken, wobei die obere Prallplatte
aus einer im wesentlichen horizontalen Ausrichtung in eine aufgerichtete,
im wesentlichen vertikale Ausrichtung verschwenkbar ist, ohne dass
aber dabei eine Drehachse zwischen oberer und unterer Prallplatte
als Verbindungsachse benötigt
oder vorgesehen ist.
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Die
Verfahrbewegung der unteren Prallplatte ist eine lineare Bewegung
in Fahrtrichtung, die durch geeignete Führungen geführt ist und von einer Kraft bewirkt
wird, die vorzugsweise aus einer Feder stammt, die in Richtung der
linearen Verfahrung drückt
oder zieht und sich dabei entspannt. Andere, gleichwirkende Kräfte, beispielsweise
aus vorgespannten Federelementen oder Luftfederelementen oder pyrotechnischen
Elementen, können
ebenfalls hierfür
verwendet werden.
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Die
Schwenkbewegung wird erfindungsgemäß durch ein Mehrgelenkgetriebe,
bevorzugt durch zwei symmetrisch aufgebaute Viergelenke bewirkt, die
rechts und link außermittig
in Bezug zur Fahrtrichtung angebracht sind. Ist die Endstellung
dieser Schwenkbewegung erreicht, verhindert eine geeignete Blockiereinrichtung
ein sofortiges Zurückverschwenken.
Mit einem gedämpft
einstellbaren Rückverschwenkweg
kann ein deutlich gedämpfter
Kopfaufschlag erreicht werden. Zukünftige Crashnormen könnten dies
als „Rebound"-fähigkeit
für Kopfstützen vorschreiben.
Die Gelenkarme können
dafür auch aus
einem nachgiebigen Material wie etwa Hartgummi hergestellt sein,
das ein wenig flexibel oder elastisch ist, um durch elastische Verformung
dem Aufschlagdruck des Kopfes an der Prallplatte zu dämpfen und
den genannten Reboundeffekt zu realisieren.
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Gemäß einem
Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kopfstütze zum
Einbau in Sitze oder Rückbänke von
Kraftfahrzeugen offenbart, die aus einer Normalstellung in eine
Unfallstellung verfahrbar ist, mittels eines Mechanismus, der sensorgesteuert
aktivierbar ist, wobei
- a) ein Gehäusekörper der
Kopfstütze
fest mit dem Sitz verbindbar ist,
- b) eine obere Prallplatte und eine untere Prallplatte mit dem
Gehäusekörper durch
einen Mechanismus verbunden ist,
- c) wobei die obere Prallplatte aus einer Stellung, in der sie
mit ihier Innenseite an dem Gehäusekörper anliegt,
in eine aufgerichtete Ausrichtung verschwenkbar ist,
- d) wobei der Mechanismus dazu eingerichtet ist, zur Einnahme
der Unfallstellung die untere Prallplatte nach vorn in Fahrtrichtung
zu verfahren,
- e) und gleichzeitig die obere Prallplatte nach oben mit einem
Mehrgelenkgetriebe, bevorzugt einem Viergelenkkoppelgetriebe zu
verschwenken, wodurch sich die Kopfaufschlagsfläche verdoppelt und diese näher an den
Kopf herangeführt
wird. Hierdurch verringert sich die Verletzungsgefahr.
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Diese
Kopfstütze
ist nun erfindungsgemäß gekennzeichnet
dadurch, dass
- f) der Mechanismus wenigstens
ein Mehrgelenk – vorzugsweise
wenigstens ein Viergelenk enthält, wobei
das Mehrgelenk eine Mehrzahl von Gelenkarmen gelenkig miteinander
verbindet, und wobei die Gelenkarme eine Verbindung der zueinander
verfahrenen Teile während
der gesamten Verfahrbewegung aufrechterhält.
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In
weiter vorteilhafter Weise ist dieser Gegenstand dadurch weitergebildet,
dass pro Gelenk
- g) genau ein Gehäusegelenkarm
schwenkbar an dem Gehäusekörper gelagert
ist,
- h) genau ein oberer Prallplattengelenkarm schwenkbar an der
oberen Prallplatte und am Gehäusegelenkarm
gelagert ist,
- i) genau ein unterer Prallplattengelenkarm schwenkbar an der
unteren Prallplatte und am Gehäusegelenkarm
gelagert ist, und wobei
- j) eine Blockiereinrichtung vorzugsweise durch eine Übertotpunktstellung
zum Einhalten der Endstellung des Verfahrvorgangs gegen das Einwirken
von rücktreibenden
Kräften
auf die obere Prallplatte – wie
es der Fall ist, wenn der Kopf auf die Prallplatte aufschlägt – vorgesehen
ist, oder
- k) alternativ zu j) eine Rückschwenkbewegung (Reboundeffekt)
mit einem definierten Verfahrensweg realisiert ist, um einen abgebremsten Kopfaufschlag
zu erreichen. Hierdurch kann der Kopfaufschlag noch einmal deutlich
gemindert werden, womit sich eventuelle zukünftige gesetzliche Forderungen
sofort erfüllen
lassen.
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Eine
besonders einfache und ausreichend stabile Konstruktion ergibt sich,
wenn die Blockiereinrichtung dadurch gebildet ist, dass der obere
Prallplattengelenkarm mit dem Gehäusegelenkarm in der Endstellung
(Unfallstellung) einen überstreckten Winkel
von mehr als 180° bildet.
Diese Überstreckung
verhindert ein Zurückschwenken
auf kleinere Winkel als 180°,
wenn der Kopf auf die Prallplatte aufschlägt und ein entsprechendes rücktreibendes Drehmoment
auf die Gelenkarme des Viergelenks ausübt.
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Die
Auslösung
des Mechanismus erfolgt vorzugsweise durch Kopplung mit einem Sitzbelegungserkennungssignal
(z. B.: Airbag, Drucksensor, Kamera), das einen Magnetschalter oder
eine ähnliche Schalteinrichtung
ansteuert, mit dem das vorgespannte Federelement beispielsweise
durch Wegziehen eines Arretierungsbolzens gelöst wird. Nach Auslösen bei
einem Unfall kann die erfindungsgemäße Kopfstütze von Hand wieder in die
Normalstellung zurückgefahren
werden, wobei die Federelemente wieder vorgespannt werden und dort
arretiert werden.
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Die
erfindungsgemäße Kopfstütze ist
in besonderer Weise geeignet für
PKW-Rücksitzbänke oder
Einzelsitze im Fondbereich, weil die Kopfstütze leicht abnehmbar und wieder
aufsteckbar ist, und danach sofort voll funktionsfähig ist.
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In
bevorzugter Ausführungsform
ist eine mechanische Feder oder ein pyrotechnischer Zylinder vorgesehen,
um die lineare Bewegung nach vorn durchzuführen und die Schwenkbewegung dadurch und
durch die Kinematik und die Hebelverhältnisse des Viergelenks zu
treiben. Nach einer Auslösung des
Systems kann die Kopfstütze
manuell wieder in ihre Normalstellung gebracht werden. Die Endstellung
beim Unfall besitzt eine Blockierung durch Überstreckung zweier Gelenkarme
oder eine Rastung, so dass die ausgefahrene Stellung für die gesamte
Unfallsituation stabil erhalten bleibt.
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In
vorteilhafter Weise ist eine kostengünstige Integration der erfindungsgemäßen Kopfstütze in neue
oder bestehende Sitzsysteme problemlos möglich, weil keine konstruktiven
Veränderungen
an einem Sitz erforderlich sind, denn die Kopplung zwischen erfindungsgemäßer Kopfstütze und
Sitzlehne kann über
die im Stand der Technik vielfach eingesetzten beiden Vertikalstreben
erfolgen, die tief ins Innere der Lehne eintauchen und dort gerastet
gehalten sind.
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Im
Falle der sehr vorteilhaften Kopplung der erfindungsgemäßen Kopfstütze an eine
Rücksitzbank
bleibt auch die Flexibilität
der Rücksitzbank
erhalten, weil die Kopfstützen
abnehmbar sind und die elektrische Verbindung zu den Aktuatoren,
wie zum Beispiel einem Magnetschalter, durch Stecker, Schleifkontakte
oder Schleifringe getrennt werden kann. Damit lässt sich eine Rücksitzbank
ohne weiteres umklappen und die Kopfstütze behält nach Wiedereinbau ihre volle,
serienmäßige Funktionalität.
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Die
erfindungsgemäßen, aktiven
Kopfstützen
bieten eine im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich erhöhte Sicherheit
dadurch, dass die Kopfstützfläche im Falle
eines Unfalls eine wesentlich weitere Erstreckung nach oben besitzt,
weil sich die obere Prallplatte nach oben aufrichtet. Damit wird wirksam
verhindert, dass der Kopf der Person über die Kopfstütze hinweg
schlägt.
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Zum
zweiten wird durch die lineare Bewegung nach vorn der Abstand zwischen
Kopfstütze und
Kopf verringert, was die Aufprallgeschwindigkeit des Kopfes verringert
und somit das Verletzungsrisiko maßgeblich mindert.
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Drittens
wird die Kopfstütze
in der Unfallstellung wesentlich vergrößert, wodurch dem Risiko von Falscheinstellungen
der Kopfstütze
entgegen gewirkt wird, und die Druckbelastungen durch die vergrößerte Fläche am Kopf
vermindert werden. Des weiteren kann die aktive Kopfstütze gemäß der Erfindung elektronisch
ausgelöst
werden, wodurch eine zuverlässige
Auslösung
im Gegensatz zu im Stand der Technik bekannten Systemen erfolgt,
wobei diese Kopplung preisgünstig
hergestellt werden kann, weil einfach auf ein bereits bestehendes
Sitzbelegungserkennungssignal zurückgegriffen werden kann.
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Die
Auslösung
geschieht vorzugsweise durch einen Magnetschalter, der einen Bolzen
verfährt,
der die obere und die untere Prallplatte in ihrer Normalstellung
hält, indem
er für
eine Arretierung in dieser Stellung sorgt.
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Schließlich kann
die erfindungsgemäße Kopfstütze in ihrer
Normalstellung relativ niedrig ausgeführt werden, um so die Sicht
des Fahrers nach hinten oder zur Seite möglichst wenig zu beeinträchtigen.
Dazu wird vorgeschlagen, die obere Prallplatte relativ groß und die
untere Prallplatte relativ klein der Höhe nach zu dimensionieren oder
diese teleskopisch ausfahrbar zu „verschachteln".
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Zweiteilung
in untere und obere Prallplatte noch weiter dazu ausgenutzt, um die
Kopfstütze
in Normalstellung relativ klein und in Unfallstellung relativ groß zu machen:
Dazu wird vorgeschlagen, die obere Prallplatte nicht einstöckig, sondern
teleskopierbar in zwei kleineren Stücken aus zuführen, wobei vorzugsweise ein
nur geringfügig gehemmter
Gleitsitz zwischen beiden Teilen durch zwei stabile, die beiden
Teile verbindende Halteschienen vorgesehen ist. Durch die Fliehkraft,
die bei der schnell durchgeführten
Schwenkbewegung ohnehin wirksam wird, kann die teleskopische Bewegung
erfolgen, wobei sich die obere Prallplatte ausfährt und in der Größe deutlich
zunimmt. Im zusammengezogenen Zustand der Normalstellung besitzt die
obere, im Ausführungsbeispiel
waagerecht ausgerichtete, obere Prallplatte dann eine deutlich geringere
Baugröße, was
die Sicht zur Seite weiter verbessert. Dieses Prinzip kann auch
mehrfach geschachtelt, etwa drei Teile, zwei Teleskopsysteme, oder
vier/drei- artig angewendet werden, um die obere Prallplatte noch
weiter nach oben auszufahren. Damit kann ein erhöhter Schutz gegen nach vorn
katapultierte Gepäckstücke aus
dem Laderaum eines Kombi-PKW erreicht werden.
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Die
Kopfstütze
ist prinzipiell für
Vordersitze und Rücksitze
oder auch für
Einzelsitze einsetzbar und ist beliebig oft verwendbar, weil der
Auslösemechanismus
reversibel ausgeführt
ist. In besonders bevorzugter Weise werden die Vorteile der elektronisch
auslösenden
Systeme mit denen der mechanisch arbeitenden Systeme kombiniert.
Wird die Kopfstütze
in die Hutablage integriert (bei Limousinen), dann ist die Sitzlehne
kürzer
und stößt nicht
an dem Vordersitz an.
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Zeichnungen
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Anhand
der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele
der Erfindung erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Ansicht der erfindungsgemäßen, aktiven
Kopfstütze
mit einstückig
ausgeführter
oberer Prallplatte in der Normalstellung, Fahrtrichtung nach links,
mit Gehäusekörper, unterer
Prallplatte, oberer Prallplatte, die mit zwei vertikalen an einer
Sitzlehne befestigt sein kann;
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2 die
erfindungsgemäße Kopfstütze aus 1 nach
Auslösung
des Mechanismus in halbgeöffneter
Stellung, wobei die obere Prallplatte bereits in einem Winkel von
etwa 45° nach
oben aufgerichtet ist;
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3 die
erfindungsgemäße Kopfstütze gemäß Ausführungsbeispiel
und 1 und 2, wobei die obere Endstellung
der Schwenkbewegung und damit die endgültige Unfallstellung erreicht
ist.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche
Komponenten.
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1 zeigt
eine Ansicht der erfindungsgemäßen, aktiven
Kopfstütze
mit oberer Prallplatte 16 in der Normalstellung, Fahrtrichtung
nach links, mit Gehäusekörper 14,
unterer Prallplatte 18, oberer, einstückig ausgeführter Prallplatte 16.
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Vertikalstreben
sind zur Vereinfachung nur angedeutet, sie sind aber, wie im Stand
der Technik bekannt, am Gehäusekörper 14 befestigt,
mit Rastungen versehen und können
in eine Sitzlehne eingefahren und dort verankert werden. Der Gehäusekörper 14 ist
fest mit den Vertikalstreben verbunden und ist durch eine leicht
gewölbte
Grundfläche
an die Form der Lehnenkante angepasst. Die obere Prallplatte 16 ist über ein
Viergelenk (siehe unten) schwenkbar mit der unteren Prallplatte 18 verbunden.
In der Normalstellung befindet sich die obere Prallplatte 16 in
einer im Wesentlichen waagerechten, nach hinten verschwenkten Stellung
und liegt mit ihrer Innenseite auf dem Gehäusekörper 14 auf. Die untere
Prallplatte 18 liegt mit ihrer Innenseite an der Vorderseite
des Gehäusekörpers 14 an.
In bevorzugter Weise sind die beiden Prallplatten 16, 18 und
der Gehäusekörper 14 aus
Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt und mit einer stoßdämpfenden Zwischenschicht
und mit einem textilen Bezug versehen.
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2 zeigt
die erfindungsgemäße Kopfstütze aus 1 nach
Auslösung
des Mechanismus in halbgeöffneter
Stellung, wobei die obere Prallplatte 16 bereits in einem
Winkel von etwa 45° nach
oben aufgerichtet ist;
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3 zeigt
die Kopfstütze,
wobei die obere Endstellung der Schwenkbewegung und damit die endgültige Unfallstellung
erreicht ist.
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Mit
weiterem Bezug zu 2 und 3 ist die
untere Prallplatte 18 mit dem Gehäusekörper 14 durch zwei
Gelenkarme des Viergelenks 32, die unteren Prallplattengelenkarme 34 verbunden.
Ein solcher Arm 34 ist in Fahrtrichtung gesehen rechts
(verdeckt in 3) und links von der Mittelachse
vorgesehen. Eine Schiebeführung 22 ist
im Beispiel als Hohlzylinder ausgebildet, der fest mit der unteren Prallplatte
verbunden ist und der während
der linearen Verschiebung durch eine Zylinderführung 28 geführt ist,
die nach Art einer Buchse ausgebildet ist und ihrerseits fest mit
dem Gehäusekörper 14 verbunden
ist.
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Im
Inneren des Hohlzylinders 28 befindet sich ein federndes
Element, hier bevorzugt eine Axialfeder 31, die in der
Normalstellung aus 1 zusammengedrückt ist
und das Bestreben hat, sich auszudehnen, um die in 2 und 3 dargestellte
Position zu erreichen. Die Vorspannung der innenliegenden Axialfeder
oder eines entsprechenden anderen Kraftelementes sollte so gewählt sein,
dass durch das Vorschnellen der unteren Prallfläche keine eigene Verletzungsgefahr
bei der Person generiert wird. Die beiden Viergelenke 32A, 32B verhindern, dass
die Schiebeführung 22 und
die Zylinderführung 28 sich
vom Gehäusekörper 14 lösen können, wenn die
Unfallstellung erreicht ist.
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Eine
Arretierungsvorrichtung für
das federnde Element ist an der Hinter- oder Oberkante der oberen
Prallplatte 16 fest angebracht. Diese Vorrichtung steht
mit einem Bolzen eines Magnetschalters blockierend in Eingriff,
wenn der Schalter in der für die
Normalstellung vorgesehene Position ist. Wird der Bolzen durch einen
elektrischen Steuerimpuls und den Magnetschalter deblockiert, so
wird die Arretierung frei und die Axialfeder im Inneren der Zylinderführung 28 kann
sich entspannen und treibt die untere Prallplatte nach vorn.
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Bei
Verwendung eines pyrotechnischen Treibsatzes ist die Arretierung
nicht notwendig.
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Gleichzeitig
schwenkt dann die obere Prallplatte 16 von ihrer waagerechten
Position in 1 in ihre senkrechte Position
in 3, wobei sie die Zwischenstellung einnimmt, die
in 2 gezeigt ist.
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Die
obere Prallplatte 16 ist von der Form her angepasst an
die Kontaktfläche
zur unteren Prallplatte 18, indem eine entsprechende verrundete
Form als Kontaktfläche
an beiden Prallplatten ausgebildet ist. Die obere Prallplatte 16 ist
mit der unteren Prallplatte 18 verbunden und kann bezüglich letzterer
um einen Winkel von etwa 90° verschwenkt
werden, wobei für
beide Endstellungen jeweils Anschläge vorgesehen sind.
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Wie
besonders aus 3 gut ersichtlich ist, ist die
Innenseite der oberen Prallplatte 16 durch zwei symmetrisch
zueinander aufgebaute Gelenkarmkonstruktionen, die Viergelenke 32 mit
dem Gehäusekörper 14 verbunden.
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Dabei
ist der obere Prallplattengelenkarm 36 in einer Versenkung
an der oberen Prallplatte und an einer Anlenkstelle 37 an
dem freien Ende eines Gehäusegelenkarms 38 angelenkt.
Der Gehäusegelenkarm 35 ist
seinerseits im unteren und vorderen Bereich des Inneren des Gehäusekörpers 14 angelenkt und
kann um diese Anlenkstelle 40 rotieren.
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Weiter
ist der untere Prallplattengelenkarm 34 an der unteren
Prallplatte angelenkt und an einer Anlenkstelle 39 an etwa
in der Position der mittleren Länge
des Gehäusegelenkarms 38 angelenkt.
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Sämtliche
Anlenkstellen des so gebildeten Viergelenks 32 liegen in
einer Ebene.
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Die
Expansion der Feder treibt die komplexe Gesamtbewegung, wobei durch
die Hebelverhältnisse
der Gelenkarme und deren Anlenkpunkte eine Gelenk-Kinematik definiert
ist, die dann eine Zwangsbewegung des Viergelenks bewirkt:
Im
einzelnen wird die untere Prallplatte 18 linear nach vorn
verschoben, der untere Prallplattengelenkarm 34 zieht an
seiner Anlenkstelle 39 den Gehäusegelenkarm und versetzt ihn
in eine Schwenkbewegung um seinen Anlenkpunkt 40. Durch
diese Schwenkbewegung des Gehäusegelenkarms
und die gleichzeitige lineare Mitbewegung der oberen Prallplatte
nach vorn (untere und obere Prallplatte sind miteinander schwenkbar
verbunden) wird dann eine Zwangsbewegung der oberen Prallplatte
erreicht, die dazu führt,
dass sich diese von einer horizontalen in eine vertikale Stellung
aufrichtet.
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Beispielhaft
gewählte
Maße für die Längen der
Gelenkarme (Maße
jeweils zwischen den zwei äußeren Anlenkpunkten)
sind wie folgt:
Gehäusegelenkarm:
Länge ca.
50 mm
Oberer Prallplattengelenkarm: Länge ca. 50 mm
unterer
Prallplattengelenkarm: Länge
ca. 36 mm
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Beispielhaft
gewählte
Maße für die Abstände der äußeren Anlenkpunkte
am Gehäusegelenkarm 38 zu
dem „inneren" Anlenkpunkt (Maße jeweils
gerechnet ab oberem Anlenkpunkt 37 in 3)
sind wie folgt:
Abstand Anlenkpunkt 37 zu Anlenkpunkt 39,
an dem der untere Prallplattengelenkarm 34 angelenkt ist: Abstand
ca. 20 mm
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Im
Beispiel ist das komplette Viergelenk 32 je zweimal vorhanden,
einmal links und noch mal rechts von der Antriebsfeder.
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Die
in 3 gezeigt Darstellung der aufgerichteten Endstellung
lässt die Überstreckung
zwischen Gehäusegelenkarm
und oberem Prallplattengelenkarm nicht präzise erkennen. Der Winkel beträgt bevorzugt
zwischen 190° und
200°. Die Überstreckung
dient der Blockierung der Umkehrung der Aufklappbewegung. Damit
ist die stabile Stellung wie in 3 gezeigt
für den
Fall des Unfalls gewährleistet.
Diese Gelenkarmkonstruktion ist bevorzugt doppelt vorgesehen, einmal
rechts und einmal links von der zentralen Zylinderführung 28,
um eine hohe Stabilität
der Schwenkbewegung zu erreichen.
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Die
Antriebsfeder ist in der in 1 dargestellten
Normalstellung vorgespannt. Die obere Prallplatte wird nach Lösung der
Arretierung so schnell in die in 3 gezeigte
Unfallstellung verfahren, dass der oben in der Beschreibungseinleitung
dargestellte Peitscheneffekt mit Überschlagen des Kopfes über die
Kopfstütze
keinesfalls eintreten kann.
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Der
Magnetschalter mit einem verfahrbaren Arretierungsbolzen zum Auslösen der
Arretierung ist zum Zwecke besserer Klarheit der Zeichnungen nicht dargestellt;
er sitzt jedoch in bevorzugter Weise an der hinteren Kante des Gehäusekörpers 14,
mittig zwischen den beiden Vertikalstreben. Die elektrische Ansteuerung
durch das Airbag- bzw. Sitzbelegungssignal kann bevorzugt durch
elektrische Leitungen durch das Innere der Lehne erfolgen. Gegebenenfalls
ist ein von Hand lösbarer
Stecker als Steckverbindung vorgesehen.
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In
besonders bevorzugter Weise ist diese elektrische Leitung im Inneren
einer der beiden Vertikalstreben verlegt, wobei der elektrische
Kontakt geschlossen wird, indem die Vertikalstrebe in ihrer eindeutigen
Sollstellung einrastet.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar.
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Zum
Beispiel kann nur ein Viergelenk beispielsweise knapp außermittig
vorgesehen sein, die Feder ebenfalls knapp außermittig. Die Ebene, die ein
Viergelenk mit seinen Anlenkpunkten aufspannt, muss nicht senkrecht
orientiert sein. Auch ein schräger
Verlauf ist möglich.
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Auch
ist eine Rastung für
die Bewegung der Gelenkarme möglich,
um eine in der Endstellung blockierte Stellung zu gewährleisten.
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Die
Gelenkarme können – um die
Rebound-Fähigkeit
zu realisieren – auch
mit einem gedämpften
Teleskopaufbau hergestellt sein.
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Schließlich können die
Merkmale der Unteransprüche
im wesentlichen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende
Reihenfolge miteinander kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander
sind.