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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kopfstützen
in Kraftfahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein aktives
Kopfstützensystem für den Einsatz in Personenkraftfahrzeugen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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DE 100 33 913 A1 betrifft
eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, insbesondere
für einen Kraftfahrzeugsitz mit einer Trägerplatte
und einer mittels Druckfedern in Fahrtrichtung des Fahrzeugs bewegbaren
Platte.
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ÜBERBLICK ÜBER
DIE ERFINDUNG
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Es
besteht ein Bedürfnis, eine Kopfstütze oder ein
Kopfstützensystem bereitzustellen, durch welche Verletzungen
der Halswirbelsäule bei einem Heckaufprall wirksam vermieden
oder zumindest verringert werden können.
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Diesem
Bedürfnis wird durch die Gegenstände der unabhängigen
Patentansprüche Rechnung getragen. Weitere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Den
hierin beschriebenen Gegenständen hegt die allgemeine Idee
zugrunde, eine aktive Kopfstütze und ein aktives Kopfstützensystem
für den Einsatz in Kraftfahrzeugen zur Verfügung
zu stellen, wobei bei einem Übergang von einem ersten Zustand der
Kopfstütze in einen zweiten Zustand sich ein mittlerer
bzw. innerer Teil der Kopfstütze relativ weniger zum Kopf
hin bewegt als die beiden äußeren Teile, welche
seitlich neben dem mittleren Teil angeordnet sind. Auf diese Weise
nimmt die Kopfstütze in dem zweiten Zustand eine U-förmige
Form an. Hierin wird nachfolgend der mittlere Teil der Kopfstütze
als Zentralteil und ein seitlich neben dem Zentralteil angeordnetes
Teil als Seitenteil bezeichnet.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird eine Kopfstütze bereitgestellt,
welche eine Basis zur Montage der Kopfstütze an einem Sitz
aufweist. Die Kopfstütze enthält ferner einen
Zentralteil mit einer Stützfläche, zwei Seitenteile,
welche seitlich neben dem Zentralteil angeordnet sind, einen Zentralaktor
zum Vergrößern eines Abstandes zwischen dem Zentralteil
und der Basis in einer Vorwärtsrichtung, und mindestens
einen Seitenaktor zum Verändern eines Überstandes,
um welchen die Seitenteile das Zentralteil in der Vorwärtsrichtung überragen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kopfstützensystem
bereitgestellt, welches eine Kopfstütze gemäß dem
ersten Aspekt oder einer Ausführungsform hiervon enthält. Das
Kopfstützensystem enthält ferner eine Steuervorrichtung
zum Abgeben mindestens eines Steuersignals zum dadurch Steuern des
Zentralaktors und des mindestens einen Seitenaktors, um in Reaktion auf
ein Auslösesignal beide, sowohl das Zentralteil als auch
die beiden Seitenteile, in die Vorwärtsrichtung zu bewegen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein
Verfahren zum Steuern einer Steuervorrichtung für eine
Kopfstütze gemäß dem ersten Aspekt oder
einer Ausführungsform hiervon, wobei das Verfahren aufweist:
(i) Empfangen eines Auslösesignals; (ii) Ausgeben mindestens
eines Steuersignals zum Aktivieren des Zentralaktors und des mindestens
eines Seitenaktors zum dadurch Bewegen des Zentralteils und der
Seitenteile in die Vorwärtsrichtung.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein
Computerprogramm, welches, wenn es von mindestens einem Prozessor
ausgeführt wird, eingerichtet ist zum Durchführen
des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt oder einer
Ausführungsform hiervon. Folglich ist das Computerprogramm
insbesondere eingerichtet zum Verarbeiten eines physikalischen Objekts
in Form des Auslösesignals.
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Allgemein
kann die Kopfstütze bzw. das Kopfstützensystem
ausgebildet sein, um einmalig von dem ersten Zustand in den zweiten
Zustand gebracht zu werden. Alternative kann die Kopfstütze ausgebildet
sein, um abhängig von vorbestimmten Auslösesignalen
reversibel in den ersten Zustand oder in den zweiten Zustand gebracht
zu werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden beispielhaften detaillierten Beschreibung derzeit
bevorzugter Ausführungsformen, auf welche die Erfindung
jedoch nicht beschränkt ist. Die einzelnen Figuren der
Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als
nicht maßstabsgetreu anzusehen.
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Im
Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der hierin
offenbarten Gegenstände beschrieben, wobei beispielsweise
auf ein Verfahren zum Betreiben einer Steuervorrichtung, eine Kopfstütze
und ein Kopfstützensystem Bezug genommen wird. Es sollte
hervorgehoben werden, dass natürlich jede Kombination von
Merkmalen verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und
Beispiele möglich ist. Insbesondere werden einige Ausführungsformen
mit Bezug auf ein Verfahren beschrieben, während andere
Ausführungsformen mit Bezug auf eine Vorrichtung beschrieben
werden. Wiederum andere Ausführungsformen werden mit Bezug
auf eine Kopfstütze beschrieben, während andere
Ausführungsformen mit Bezug auf eine Steuervorrichtung
zum Interagieren mit Elementen der Kopfstütze beschrieben
werden. Jedoch wird der Fachmann der vorstehenden und der nachfolgenden
Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen entnehmen,
dass, solange es nicht anders angegeben ist, Merkmale verschiedener
Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele beliebig kombinierbar
sind. Beispielsweise ist selbst ein Merkmal, welches sich auf ein
Verfahren bezieht, mit einem Merkmal kombinierbar, welches sich
auf eine Vorrichtung bezieht.
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Im
Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen mit Bezug
auf die Zeichnungen beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Draufsicht von oben auf ein aktives Kopfstützensystem
gemäß anschaulicher Ausführungsformen,
welche hierin beschrieben sind.
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2 zeigt
das Kopfstützensystem aus 1 in einem
anderen Zustand, mit einem vergrößerten Überstand
von Seitenteilen über ein Zentralteil der Kopfstütze.
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3 zeigt
eine Draufsicht auf ein weiteres Kopfstützensystem gemäß hierin
beschriebener Ausführungsformen.
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4 zeigt
eine Draufsicht auf ein nochmals weiteres Kopfstützensystem
gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Obwohl
die hierin offenbarten Gegenstände mit Bezug auf die Ausführungsformen
beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung
sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich
sein, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
anschaulichen offenbarten Ausführungsformen einzuschränken.
Vielmehr stellen die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen
lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung
dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche
definiert ist.
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In
den verschiedenen Figuren sind ähnliche oder identische
Elemente, oder Elemente, die in der gleichen Weise ausgebildet sein
können, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet, oder mit
Bezugszeichen, die sich nur in der ersten Stelle oder in einem angehängten
Buchstaben unterscheiden. Die Beschreibung solcher Elemente erfolgt
nur einmal und wird für die einzelnen Figuren nicht wiederholt,
außer wenn auf bestimmte Unterschiede in den Elementen hingewiesen
wird.
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Die
Kopfstütze bzw. das Kopfstützensystem ist für
den Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehen. Ein Kraftfahrzeug in
diesem Sinne kann beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Bus
oder ein beliebiges anderes Kraftfahrzeug sein, zum Beispiel ein LKW.
Der Begriff Kopfstütze umfasst Kopfstützen an allen
Sitzen eines Kraftfahrzeugs.
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Verletzungen
der Halswirbelsäule (HWS) bei Auffahrunfällen
sind darauf zurückzuführen, dass es bei einem
Heckaufprall gegen ein Fahrzeug zu einer Relativbewegung zwischen
Kopf und Körper der Insassen kommt. Durch den Aufprall
wird das Fahrzeug und damit der Sitz plötzlich unter dem
Insassen hinweg nach vorne beschleunigt. Sobald der Oberkörper
an der Rückenlehne anliegt und an der Bewegung des Sitzes
und damit des Kraftfahrzeuges teilhaben kann, beginnt eine Relativbewegung
zwischen Kopf und Oberkörper. Zuerst bewegt sich der Kopf waagerecht
nach hinten. Dabei kommt es zu einer Parallelverschiebung der Wirbelkörper.
Die HWS wird dabei S-förmig verformt. Dann wird der Kopf – relativ
zum Körper – weiter nach hinten beschleunigt und
die Halswirbelsäule dadurch gebogen. Der Grad der Durchbiegung
nach hinten hängt unter anderem davon ab, wie die Kopfstütze
geformt und angebracht bzw. eingestellt ist. Durch eine Drehbewegung
(Distorsion) des Kopfes auf eine Seite wird die Halswirbelsäule
und die Halsmuskulatur auf einer Seite stärker gedehnt.
Diese Drehbewegung ist für einen großen Teil der
schweren Verletzungen verantwortlich. Schließlich kommt
es zu einem Vorschwingen in den Gurt. Dieses ist jedoch energieärmer
und weniger geeignet, Verletzungen hervorzurufen.
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Die
bisher vorgestellten Kopfstützen sind meist relativ weit
vom Kopf entfernt, was zu einer starken Überdehnung der
HWS führt. Beim Aufprall auf die Kopfstütze kommt
es meist noch zusätzlich zu einer Drehbewegung des Kopfes,
wodurch die Überdehnung auf einer Seite noch wesentlich
stärker wird. Die Kombination aus Überdehnung
nach hinten der HWS und vor allem seitlicher Drehung des Kopfes kann
von den üblicherweise eingesetzten Kopfstützen
nicht ausreichend verhindert werden. Zur Verhinderung bzw. Abmilderung
der Folgen eines Heckaufpralls auf die HWS ist es deshalb erforderlich,
erstens die Überdehnung zu verhindern bzw. einzuschränken und
zweitens vor allem eine Drehung des Kopfes nach einer Seite zu verhindern
oder einzuschränken.
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1 zeigt
beispielhaft ein Kopfstützensystem 100 mit einer
Kopfstütze 102 gemäß Ausführungsformen
der hierin offenbarten Gegenstände. Die Kopfstütze 102 enthält
eine Basis 104 zur Montage der Kopfstütze 102 an
einem Sitz, in 1 durch die gestrichelte Linie 105 angezeigt,
und einen Zentralteil 106 mit einer Stützfläche 108.
Die Kopfstütze 102 umfasst ferner zwei Seitenteile 110,
welche auf entgegengesetzten Seiten seitlich neben dem Zentralteil 106 angeordnet
sind. Ferner umfasst die Kopfstütze 102 einen
Zentralaktor 112 zum Vergrößern eines
Abstandes 114 zwischen der Stützfläche 108 und der
Basis 104 in einer Vorwärtsrichtung 115.
Gemäß einer Ausführungsform, beispielsweise
bei einer gekrümmten Oberfläche der Stützfläche,
kann der Abstand 114 definiert sein als der minimale Abstand
eines Punktes auf der Stützfläche 108 von
der Basis 104. Ferner umfasst die Kopfstütze 102 mindestens einen
Seitenaktor 116 zum Vergrößern eines Überstandes,
um welchen die Seitenteile 110 das Zentralteil 106 in
der Vorwärtsrichtung 115 überragen.
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1 zeigt
die Kopfstütze 102 in einem ersten Zustand, in
welchem der Überstand einen ersten, relativ kleinen Wert 118a aufweist.
Dadurch behindert die Kopfstütze und insbesondere die Seitenteile 110 nicht
Drehbewegungen eines Kopfes einer Person, welcher die Kopfstütze
zugeordnet ist. Beispielsweise erlaubt die Kopfstütze in
dem ersten Zustand einen ungehinderten Blick bzw. eine ungehinderte
Drehung des Kopfes zur Seite.
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2 zeigt
die Kopfstütze 102 aus 1 in einem
zweiten Zustand, in welchem der Überstand einen zweiten
Wert 118b aufweist, der größer ist als der
erste Wert 118a. Gemäß einer Ausführungsform ist
ein Kopf eines Fahrgastes in dem durch das Zentralteil und die Seitenteile
definierte U der Kopfstütze aufnehmbar, zum Sichern des
Kopfes gegen ein Verdrehen, beispielsweise in Folge eines Heckaufpralls. Durch
die Vorwärtsbewegung des Zentralteils kann eine Verschiebung
der Halswirbelsäule eliminiert oder zumindest reduziert
werden.
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Die
Stützfläche 108 kann gemäß einer
Ausführungsform eine Kopfanlagefläche bilden.
Die Kopfanlagefläche kann vorgesehen sein, den Kopf eines
Fahrzeuginsassen zumindest im Falle eines Heckaufpralls zu stützen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann
eine Abdeckung über dem Zentralteil gebildet sein, wobei
die Abdeckung eine Kopfanlagefläche bildet, deren Position
durch die Stützfläche 108 bestimmt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform
kann eine Abdeckung über dem Zentralteil und den Seitenteilen 110 gebildet
sein, wie in 1 durch die gestrichelte Linie 120 angezeigt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform enthält die Kopfstütze 102 ferner
eine erste Linearführung zum Führen des Zentralteils 106 und
mindestens eine zweite Linearführung zum Führen
der Seitenteile 110. Die Linearführungen sind
ausgebildet sind zum Bewirken, dass eine Bewegungsrichtung des Zentralteils 106 parallel
ist zu einer Bewegungsrichtung der Seitenteile 110. Die
erste Linearführung kann beispielsweise durch und/oder
in dem Zentralaktor 112 gebildet sein. Die zweite Linearführung kann
beispielsweise durch und/oder in dem Seitenaktor 116 gebildet
sein. Beispielsweise sind gemäß einer Ausführungsform
der Zentralaktor 112 und die Seitenaktoren 116 durch
teleskopartig verlängerbare Aktoren gebildet.
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Gemäß einer
weiteren nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform
sind die Seitenteile zwischen einer ersten Schwenkstellung und einer
zweiten Schwenkstellung schwenkbar ausgebildet, wobei der Überstand
der Seitenteile über das Zentralteil in der ersten Schwenkstellung
geringer als in der zweiten Schwenkstellung ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist der Zentralaktor 112 zwischen
der Basis 104 und dem Zentralteil 106 angeordnet
und der mindestens eine Seitenaktor 116 ist zwischen der
Basis 104 und den beiden Seitenteilen 110 angeordnet,
wie in 1 dargestellt.
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Gemäß einer
weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform ist der Zentralaktor
zwischen der Basis und dem Zentralteil angeordnet und der mindestens
eine Seitenaktor zwischen dem Zentralteil und den beiden Seitenteilen
angeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist jedem Seitenteil 110 ein separater
Seitenaktor 116 zugeordnet. Dies hat den Vorteil, dass
bei einer Bewegung des Seitenteiles 110 durch den betreffenden
Seitenaktor 116 die bewegte Masse relativ gering ist. Eine geringere
bewegte Masse erlaubt bei gegebener Stellkraft des Seitenaktors 116 kürzere
Bewegungszeiten.
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Gemäß einer
Ausführungsform enthält das Kopfstützensystem 100 eine
Steuervorrichtung 122 zum Abgeben mindestens eines Steuersignals,
beispielsweise eines Zentralaktorsteuersignals 124a und
eines Seitenaktorsteuersignals 124b zum dadurch Steuern
des Zentralaktors 112 und des mindestens einen Seitenaktors 116,
um in Reaktion auf ein Auslösesignal 126 beide,
sowohl das Zentralteil 106 als auch die beiden Seitenteile 110 in
die Vorwärtsrichtung 115 zu bewegen. Insbesondere
ist die Steuervorrichtung 122 ausgebildet zur Durchführung eines
Verfahrens, welches enthält: (i) Empfangen eines Auslösesignals 126;
(ii) Ausgeben mindestens eines Steuersignals zum Aktivieren des
Zentralaktors 112 und des mindestens einen Seitenaktors 116 zum dadurch
Bewegen des Zentralteils 106 und der Seitenteile 110 in
die Vorwärtsrichtung 115.
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Gemäß einer
Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 122 durch
ein Programm für eine Mikroprozessorvorrichtung gebildet
sein, beispielsweise durch ein Programm in einem Steuergerät
des Kraftfahrzeugs. Es versteht sich, dass die Steuervorrichtung 122 ausgebildet
sein kann, um neben dem Auslösesignal 126 weitere
Signale zu empfangen und hierauf das mindestens eine Steuersignal
für die Aktoren 112, 116 der Kopfstütze 102 abzugeben.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst die Kopfstütze
einen Freigabesensor 128 zum Feststellen, ob ein Körperteil
einer Person sich in einem Bewegungsweg der Seitenteile befindet
und Erzeugen eines Stoppsignals 130, wenn ein Körperteil (nicht
dargestellt) sich in dem Bewegungsweg sich befindet. Gemäß dieser
Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 122 ausgebildet
sein, um das Stoppsignal 130 zu empfangen und in Reaktion
auf das Stoppsignal 130 das Seitenaktorsteuersignal 124b nicht
abzugegeben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform
ist die Steuervorrichtung 122 ausgebildet, um in Reaktion
auf das Stoppsignal weder das Seitenaktorsteuersignal 124b noch
das Zentralaktorsteuersignal 124a abzugeben.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst die Kopfstütze
einen Abstandssensor 132, beispielsweise in Form eines
Schwellwertsensors oder eines Bereichssensor, zum Bestimmen eines
Abstandes zwischen einem Kopf (nicht dargestellt) und dem Zentralteil 106.
Beispielsweise kann der Abstandssensor ausgebildet sein zum Abgeben
eines Abstandswarnsignals 134, sobald ein vorbestimmter Abstand
zwischen dem Zentralteil 106 und dem Kopf erreicht oder
unterschritten ist. Gemäß einer Ausführungsform
des Kopfstützensystems 100 ist die Steuervorrichtung
ausgebildet zum Empfangen des Abstandswarnsignals und Stoppen der
Bewegung des Zentralaktors, sobald ein vorbestimmter Abstand zwischen
dem Zentralteil und dem Kopf erreicht ist, beispielsweise in Reaktion
auf das Abstandswarnsignal 134.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist das Auslösesignal 126 ein
Signal, welches auf eine Notbremsung hin erzeugt wurde. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist das Auslösesignal 126 ein
Signal, welches auf einen Heckaufprall hin erzeugt wurde. Gemäß einer
Ausführungsform kann hierfür ein Sensor 136 vorgesehen
sein, welcher beispielsweise eine Beschleunigung misst. Alternativ
kann anstelle des Sensors 136 das Auslösesignal 126 von
einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs erzeugt sein, in welchem
das Kopfstützensystem 100 montiert ist.
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3 zeigt
ein weiteres Kopfstützensystem 200 gemäß Ausführungsformen
der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer
Ausführungsform ist beiden Seitenteilen 110 einer
Kopfstütze 202 ein gemeinsamer Seitenaktor 216 zugeordnet.
Dies hat den Vorteil, dass nur ein Aktor für beide Seitenteile erforderlich
ist. Gemäß einer Ausführungsform sind die
Seitenteile 110 über ein Kopplungselement 238 mechanisch
gekoppelt. Diese Ausführungsform kann den Nachteil aufweisen,
dass durch das Kopplungselement 238 die zu bewegende Masse
gegenüber Ausführungsformen, welche zwei Seitenaktoren
verwenden, erhöht ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform weist von der Kopfstütze
mindestens eines von dem Zentralteil oder den beiden Seitenteilen
ein einstellbar nachgiebiges Element 240 auf. Das einstellbar nachgiebige
Element 240 weist ansprechend auf ein Steuersignal 242 für
einen gegebenen Druck auf das einstellbar nachgiebige Element 240,
z. B. durch Druck eines Kopfes auf das Mittelteil 106 infolge
eines Heckaufpralls, eine veränderte Verformungsgeschwindigkeit
des einstellbar nachgiebigen Elements 240 auf. Auf diese
Weise kann eine in der Härte einstellbare Kopfstütze
realisiert werden. Insbesondere kann die Härte der Kopfstütze
durch die Steuervorrichtung 122 an die jeweiligen Umgebungsbedingungen,
beispielsweise an die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs infolge
eines Heckaufpralls oder an eine erwartete Dauer und eine Stärke
der Beschleunigung angepasst werden.
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Ein
einstellbar nachgiebiges Element kann beispielsweise ein Dämpfungselement
mit einstellbarer Dämpfung sein. Hierbei kann jedes geeignete,
z. B. bezüglich des erforderlichen Bauraums geeignete, Dämpfungselement
verwendet werden. Ferner kann jedes geeignete Dämpfungsprinzip
verwendet werden, beispielsweise elektrisch (z. B. Wirbelstromdämpfung),
mechanisch oder hydraulisch, um nur einige Beispiele zu nennen.
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4 zeigt
ein weiteres Kopfstützensystem 300 mit einer Kopfstütze 302 gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Gemäß einer Ausführungsform
ist mindestens einem von dem Zentralaktor 312 und dem mindestens
einen Seitenaktor 316 ein aufblasbares Element 344 zugeordnet,
wobei der betreffende Aktor 312, 316 durch Aufblasen
des aufblasbaren Elementes 344 aktivierbar ist zum Bewegen
des betreffenden Zentralteils 306 bzw. Seitenteils 310 in
der Vorwärtsrichtung 115. Gemäß einer Ausführungsform
können der Zentralaktor 312 und der mindestens
eine Seitenaktor 316 ein gemeinsames Aktorelement aufweisen
oder durch ein gemeinsames Aktorelement gebildet sein. Beispielsweise können,
gemäß einer in 4 dargestellten
Ausführungsform, der Zentralaktor 312 und der
mindestens eine Seitenaktor 316 ein gemeinsames aufblasbares (Aktor-)Element 344 aufweisen.
Hierzu weist das aufblasbare Element 344 expandierbare
Abschnitte auf, welche unter Beaufschlagung des aufblasbaren Elementes 344 expandierbar
sind, zum Bewegen des Zentralteils 306 und der Seitenteile 310.
Die expandierbaren Abschnitte können beispielsweise als
Faltenbalg oder durch ein elastisches Teil des aufblasbaren Elements 344 gebildet
sein.
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Gemäß einer
in 4 dargestellten Ausführungsform weist
der Zentralaktor einen expandierbaren Abschnitt 346a auf,
welcher bei Beaufschlagung des aufblasbaren Elementes 344 mit
Druckgas aus einer Druckgasquelle 348 eine Bewegung des
Zentralteils 306 und dessen Stützfläche 108 in
der Vorwärtsrichtung 115 bewirkt. In einer exemplarischen Ausführungsform
ist die Druckgasquelle 348 außerhalb des aufblasbaren
Elements 344 angeordnet und über eine Druckgasleitung 349 mit
dem aufblasbaren Element 344 strömungsmäßig
verbunden oder verbindbar.
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Gemäß einer
Ausführungsform bewirkt ein Beaufschlagen des gemeinsamen
aufblasbaren Elementes 344 mit Druckgas auch eine Bewegung
der Seitenteile 310 in der Vorwärtsrichtung, z.
B. durch die expandierbaren Abschnitte 346a. Um eine Vergrößerung
des Überstandes 318 zu bewirken, können
zusätzlich im Bereich der Seitenteile 310 weitere expandierbare
Abschnitte 346b in dem aufblasbaren Element 344 vorgesehen
sein. In der dargestellten Ausführungsform bewirken bei
einem Beaufschlagen des aufblasbaren Elements 344 mit Druckgas
sowohl die expandierbaren Abschnitte 346a als auch die
weiteren expandierbaren Abschnitte 346b eine Bewegung der
Seitenteile 310 in der Vorwärtsrichtung. Der Überstand,
um welchen die Seitenteile 310 das Zentralteil 306 in
der Vorwärtsrichtung 115 überragen, wird
jedoch entsprechend den expandierbaren Abschnitten 346a und
dem Überdruck in dem aufblasbaren Element 344 bestimmt.
In diesem Sinne sind in der in 4 dargestellten
Ausführungsform die beiden Seitenaktoren 316 durch
die weiteren expandierbaren Abschnitte 346b und die Druckgasquelle 348 gebildet.
Analog ist der Zentralaktor 312 durch die expandierbaren
Abschnitte 346a und die Druckgasquelle 348 gebildet.
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Gemäß einer
in 4 dargestellten Ausführungsform sind
die Seitenteile 310 und das Zentralteil 306 durch
Wandungsabschnitte des aufblasbaren Elements 344 gebildet.
Gemäß anderen Ausführungsformen kann
mindestens eines von den Seitenteilen und dem Zentralteil aus einem
separaten Element gebildet sein, welches an dem betreffenden aufblasbaren
Element befestigt ist.
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Es
sollte sich verstehen, und die Kopfstütze in 4 macht
dies deutlich, dass der Begriff ”Seitenteil” oder ”Zentralteil” nicht
impliziert, dass es sich hierbei um separate Teile handelt. Vielmehr
können die Seitenteile und das Zentralteil allgemein Teile (Abschnitte)
eines einstückigen Elementes sein.
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In
den vorstehend beschriebenen beispielhaften Kopfstützen
und Kopfstützensystemen wurden einige Ausführungsformen
für den Zentralaktor und den mindestens einen Seitenaktor
beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass auch andere, nicht im Detail
beschriebene Implementierungen für den Zentralaktor den
mindestens einen Seitenaktor möglich sind, die beispielsweise
jeweils auf mindestens einem der folgenden Aktorprinzipien beruhen
können: Elektrisch, hydraulisch, Federspeicher, chemisch-pyrotechnisch,
Gasdruck.
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Somit
kann gesagt werden, dass gemäß einer Ausführungsform
ein aktives System für den Einsatz als Kopfstütze
bereitgestellt wird, welches einen ersten Teil und einen oder zwei
zweite(n) Teil(e) aufweist. Das System weist in einem ersten Zustand eine
erste Form auf. Das System ist in einen zweiten Zustand bringbar,
in welchem das System eine zweite Form aufweist, in der die beiden äußeren
Teile der Kopfstütze relativ zum mittleren Teil und sowohl
die äußeren Teile wie auch das mittlere Teil relativ
zum ersten Zustand verschoben sind. In dem zweiten Zustand ist der
mittlere Teil relativ zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges nach
vorn und die beiden äußeren Teile relativ zur
Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs nach weiter vorn als der erste
Teil versetzt.
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Gemäß Ausführungsformen
der hierin offenbarten Gegenstände ist es wichtig, dass
es möglichst gleichzeitig mit dem Anpressen des Rückens
an die Sitzlehne, gleichbedeutend mit einer Beschleunigung des Körpers,
auch zum Anliegen des Kopfes an den mittleren Zentralteil der erfindungsgemäßen
Kopfstütze kommt. Hierzu muss der mittlere Zentralteil
der Kopfstütze über einen geeigneten Mechanismus
kurz nach dem Heckaufprall schnell nach vorn bewegt werden, bis
nur noch ein geringer Abstand zum Kopf besteht. Gleichzeitig oder
mit kurzer zeitlicher Verzögerung werden die beiden äußeren
Seitenteile der Kopfstütze ebenfalls nach vorn bewegt.
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Trotz
der absoluten Vorwärtsbewegung des mittleren Zentralteils
der Kopfstütze kann der mittlere Zentralteil relativ zu
den beiden äußeren Seitenteilen der Kopfstütze
als sich rückwärts bewegend angesehen werden.
Auf diese Weise wird eine U-förmige Schale gebildet, die
einerseits den Kopf an einer Rückwärtsbewegung
relativ zum Körper hindert, andererseits auch eine Drehbewegung
des Kopfes unmöglich macht oder zumindest behindert und
so wirksam eine Überdehnung der Halswirbelsäule
verhindert.
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Die
Bewegung der Kopfstütze in Richtung Kopf muss gemäß einer
Ausführungsform vor der Rückwärtsbewegung
des Kopfes erfolgen. Die Auslösung der Bewegung muss dabei
ausreichend schnell, beispielsweise ausgelöst durch einen pre-Crash
sensor erfolgen. Eine Reaktionszeit < 20 ms (Millisekunden) ist hierbei
möglich, siehe z. B.
DE 29 915 719 U1 . Um eine optimale Auslösung
zu gewährleisten, kann gemäß einer Ausführungsform
ein Systems zur Erfassung der Insassenposition vorgesehen sein,
wie dies beispielsweise in den
DE 10 346 625 A1 und
DE 10 2004 017 066 A1 beschrieben
ist, wobei die Bereitstellung des Auslösesignals
126 an die
Steuervorrichtung
122 abhängig von der erfassten
Insassenposition erfolgen kann.
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Bei
der Realisierung einer Kopfstütze gemäß den
hierin offenbarten Gegenständen, wird gemäß einer
Ausführungsform die Kopfstütze so ausgebildet,
dass sie bei einem Unfall nicht nach oben steigt.
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Die
hierin offenbarten Gegenstände haben den Vorteil, dass
sie einfach in der Herstellung sind, robust sind und keine aufwändige
Gestaltung der Lehne des Sitzes erforderlich ist, an welchem die
erfindungsgemäße Kopfstütze befestigt
wird. Die erfindungsgemäße Kopfstütze
ist daher auch für Rücksitze (im Fond eines Kraftfahrzeugs),
insbesondere für umklappbare Rücksitze, geeignet.
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Der
Verfahrweg der Seitenteile und des Zentralteils ist einfach und
sicher einstellbar, beispielsweise durch Wegbegrenzer, insbesondere
elektrisch einstellbare Wegbegrenzer. Eine Steuerung gemeinsam mit
Gurtstraffern und sonstigen Rückhaltesystemen ist möglich
und von Fachleuten problemlos implementierbar.
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Im
Sinne der hierin offenbarten Gegenstände ist die Erwähnung
eines Computerprogramms gleichbedeutend mit der Erwähnung
eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines
computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems
enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens
in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen. Die hierin
offenbarte Steuervorrichtung, insbesondere die Steuervorrichtung
zum Steuern des mindestens einen Seitenaktors und des Zentralaktors
weist gemäß einer Ausführungsform mindestens
einen Prozessor auf, der so eingerichtet ist und mit einem entsprechenden
Computerprogramm so zusammenwirkt, dass die hierin beschriebenen Verfahrensschritte
und Funktionen der Steuervorrichtung durchgeführt bzw.
bereitgestellt werden können.
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Das
Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder
geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc.
implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren
Speichermedium (CD-Rom, DVD, Wechsellaufwerk, flüchtiger
oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor
etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer
oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein
Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs
derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt
werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise
dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem
Nutzer herunter geladen werden kann.
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Die
Funktionen der hierin offenbarten Steuervorrichtungen können
sowohl mittels eines Computerprogramms, d. h. einer Software, als
auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen,
d. h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d. h. mittels
Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.
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Zusammenfassend
wird gemäß einer Ausführungsform ein
interaktives Kopfstützensystem für den Einsatz
in Kraftfahrzeugen durch einen geeignet schnellen Sensor ausgelöst
und bildet durch eine Vorwärtsbewegung des gesamten Kopfstützensystems
bei gleichzeitiger relativer Rückwärtsbewegung des
inneren Zentralteils relativ zu Seitenteilen einen U-förmigen
Behälter, der den Kopf aufnimmt und ein Überdehnen
der HWS sowie ein seitliches Verdrehen des Kopfes verhindert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10033913
A1 [0002]
- - DE 29915719 U1 [0049]
- - DE 10346625 A1 [0049]
- - DE 102004017066 A1 [0049]