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Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz. Fahrzeugsitz kann im Sinne der Erfindung ein Sitz in einem Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug sein.
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Eine solche Kopfstütze ist aus offenkundiger Vorbenutzung bekannt. Die Kopfstütze umfasst einen Kopfkasten mit einer Kopfanlagefläche, welcher mit Tragstangen an der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes gelagert ist. Jede Tragstange ist mit einem Endbereich in einem Lager des Kopfkastens und mit einem anderen Endbereich in Führungsvorrichtungen gehalten, die an der Rückenlehne befestigt sind. Die Kopfstütze umfasst eine Verriegelungsvorrichtung, mittels welcher die Tragstange in wenigstens einer Höhenposition relativ zu der Führungsvorrichtung verriegelbar ist. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst mindestens eine Aussparung in der Tragstange sowie einen Riegel, welcher an der Führungsvorrichtung gehalten ist.
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Bei Unfällen, insbesondere bei Auffahrunfällen kommt es häufig zu Verformungen der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes, wobei sich die Führungsvorrichtung relativ zu der Tragstange verdreht, wobei sich der Riegel aus der Aussparung bewegt. Die Verriegelung der Tragstange ist somit nicht mehr gewährleistet. Sicherheitsauflagen fordern, dass die Verriegelung der Tragstange auch bei Verformung der Rückenlehne immer sichergestellt ist.
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Aufgabe der
DE 10 2005 012 896 A1 ist es, einen Fahrzeugsitz im Hinblick auf die Verriegelung der Kopfstütze zu verbessern. Die Aufgabe wird gelöst, indem für die Einstellung und für die Demontage der Kopfstütze unterschiedliche Betätigungselemente oder unterschiedliche Arten der Betätigung vorgesehen sind. Z.B. ist für die Entriegelung zur Höhenverstellung ein lineares Verschieben der Betätigung und für die Entriegelung zur Entnahme aus der Lehne ein Drehen der Betätigung - jeweils durch den Benutzer - notwendig (siehe Absatz 37 und die
16 bis
18 der
DE 10 2005 012 896 A1 ).
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Aufgabe der
DE 10 2008 064 462 A1 ist es eine Tragstangenanordnung derart weiterzubilden, dass bei einer Verformung der Verbindung von Tragstange und Stangenträger eine Verrastung gewährleistet ist. Die Aufgabe wird gelöst, indem die Raststange im Bereich der Kerbe auf der dem Federschenkel zugewandten Seite konvex ausgebildet ist.
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Die
DE 10 2007 040 187 B3 betrifft eine Führungshülse für eine Haltestange einer Kopfstütze. Die Führungshülse umfasst einen plattenförmigen Schieber, welcher der Verriegelung der Haltestange dient. Der Schieber umfasst Lagerbereiche, die mit der Führungshülse zusammenwirken, um den Schieber zwischen einer Riegelposition und einer Löseposition zu bewegen.
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DE 10 2012 012 867 A1 betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine Kopfstütze. Das Sperrelement ist bei einer relativen Drehbewegung zwischen der Führungshülse und der Kopfstützenstange in der Lage, sich mit der Kopfstützenstange zumindest teilweise mitzudrehen, da das Sperrelement um die Drehachse drehbar gelagert ist. Die gemeinsame Drehung von Kopfstützenstange und Sperrelement hat zur Folge, dass die Lage des Sperrelements in der Ausnehmung der Kopfstützenstange nicht oder zumindest deutlich weniger verändert wird und somit keine Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung erfolgt.
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DE 10 2012 015 810 A1 betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine Kopfstütze. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst eine Kopfstützenstange, eine Führungshülse für die Kopfstützenstange und eine Sperreinheit, wobei die Sperreinheit relativ zur Führungshülse zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegbar ist. Das Sperrelement ist in Bezug auf die Sperreinheit um eine zur Kopfstützenstange parallele Drehachse drehbar gelagert.
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Es war Aufgabe der Erfindung eine Kopfstütze mit einer Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, die gewährleistet, dass auch bei einer Relativverdrehung der Tragstange zu der Führungsvorrichtung die Tragstange sicher verriegelt ist.
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Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße Kopfstütze umfasst einen Kopfkasten mit einer Kopfanlagefläche, welche als Widerlager für den Kopf eines Sitzinsassen dient. Der Kopfkasten ist mit einem Polster versehen. Der Kopfkasten ist mittels wenigstens einer Tragstange an einem Fahrzeugsitz, insbesondere an der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes, lagerbar.
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Wenigstens ein Endbereich der Tragstange ist in einem Lager aufgenommen, welches dem Kopfkasten oder dem Fahrzeugsitz zugeordnet ist. Z.B. ist die Tragstange mit einem Endbereich in einem Lager des Kopfkastens und mit einem anderen Endbereich in einem Lager gelagert, welches an dem Fahrzeugsitz fest angeordnet ist. Gemäß einer alternativen Ausführung ist der Kopfkasten an einem Tragstangenbügel gelagert, wobei ein die freien Tragstangenenden verbindender Steg in einem Lager des Kopfkastens gelagert ist und jedes freie Ende in einem Lager des Fahrzeugsitzes gelagert ist.
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Die Tragstange kann z.B. relativ zu dem Lager bewegbar ausgebildet sein.
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Die Tragstange ist in Bezug auf wenigstens ein Lager mit einer Verriegelungsvorrichtung lösbar verriegelbar. Die Verriegelungsvorrichtung ist zwischen einer Riegelposition und einer Löseposition bewegbar. In der Riegelposition ist eine Bewegung der Tragstange relativ zu dem Lager in wenigstens eine Bewegungsrichtung arretiert. In der Löseposition ist die Bewegung der Tragstange relativ zu dem Lager möglich. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst eine sich über einen Bereich des Umfangs der Tragstange erstreckende Aussparung, welche üblicherweise als Tragstangenkerbe bezeichnet wird, und einen Riegel, welcher dem Lager zugeordnet ist.
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Der Riegel umfasst einen Riegelbereich mit einer Kontaktfläche, welche in Kontakt mit der Tragstange steht. Die Aussparung umfasst z.B. eine Grundfläche und wenigstens eine Riegelfläche. Die Riegelfläche verhindert z.B. eine Höhenverstellung der Tragstange in eine bestimmte Richtung. Die Riegelfläche erstreckt sich z.B. etwa rechtwinklig zu einer Längsmittelachse der Tragstange. Die Grundfläche bildet z.B. einen radial zu der Längsmittelachse der Tragstange wirkenden Anschlag für den Riegel. Die Aussparung wird z.B. durch Fräsen oder Prägen hergestellt.
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Gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ist der Riegel bewegbar gelagert. Im normalen Gebrauch befindet sich der Riegel in einer Grundposition, in welcher er zwischen der Riegelposition und der Löseposition bewegbar ist. Wenn der Riegel sich in der Riegelposition befindet und eine Relativrotation zwischen der Tragstange und dem Lager erfolgt, bewegt sich der Riegel aus einer Grundposition heraus in eine von einer Vielzahl von Crashpositionen. Der Eingriff des Riegels mit der Kerbe bleibt auf diese Weise bestehen und die Verriegelung der Tragstange in dem Lager bleibt gewährleistet.
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Der Riegel ist z.B. um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert. Das kann Ausführungsformen einschließen, bei welchen der Riegel mittels eines Schwenkgelenks gelagert ist oder alternativ auch Ausführungsformen, bei welchen der Riegel oder ein Träger des Riegels derart von einer Führung auf einer Kreisbahn geführt ist, dass er um eine Schwenkachse geschwenkt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Riegel einem Träger zugeordnet, welcher um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Das hat den Vorteil, dass die Eigenschaften des Trägers und die Eigenschaften des Riegels unabhängig voneinander sind. Z.B. kann der Träger derart ausgebildet sein, dass er in Bezug auf seine Form und / oder sein Material gute Gleiteigenschaften aufweist, während der Riegel so ausgebildet ist, dass eine Kraftübertragung von der Tragstange auf das Lager gewährleistet ist.
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Der Riegel ist z.B. einem bewegbaren Element zugeordnet, welches zwischen der Riegelposition und der Löseposition bewegbar an der Führungsvorrichtung gehalten ist. Das bewegbare Element ist z.B. etwa rechtwinklig zu einer Längsmittelachse der Tragstange bewegbar. Das bewegbare Element weist z.B. eine Öffnung auf, die von der Tragstange durchgriffen ist. In diesem Fall kann das bewegbare Element großflächiger an dem Lager geführt sein. Das bewegbare Element kann z.B. als translatorisch bewegbarer Schieber ausgebildet sein.
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Ein Rückstellelement belastet das bewegbare Element z.B. in die Riegelposition. Auf diese Weise kann sich der Schieber automatisch in die Riegelposition zurückbewegen, wenn der Schieber unbetätigt ist. Der Schieber ist z.B. in die Löseposition bewegbar, wenn der Schieber betätigt wird.
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Der Riegel umfasst z.B. wenigstens einen Lagerbereich, welcher fest oder bewegbar an dem Schieber gelagert ist. Um einen ungehinderten Eingriff in die Aussparung zu gewährleisten, weist der Schieber wenigstens einen Lagerbereich und einen Riegelbereich auf. Der Riegelbereich ist z.B. zwischen zwei Lagerbereichen angeordnet. Die Lagerbereiche können z.B. fest an dem Schieber oder einem zu dem Schieber relativbewegbaren Träger befestigt sein oder gemäß einer alternativen Ausführung beweglich in Führungen des Schiebers aufgenommen sein.
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Der Riegel ist z.B. von einem stabförmigen Element gebildet. Dieses kann gerade oder frei geformt ausgebildet sein. Gemäß einer Alternative ist der Riegel z.B. von einer Platte gebildet.
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Als Werkstoffe kommen für den Riegel z.B. Metall oder Kunststoff sowie Verbundwerkstoffe in Betracht. Der Riegel kann z.B. von einem Metalldraht oder einer Metallplatte gebildet sein.
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Weitere Vorteile ergeben sich anhand der Beschreibung von in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kopfstütze mit Tragstangen, die in einer Führungsvorrichtung gelagert sind,
- 2 eine Frontdarstellung der Kopfstütze gemäß 1,
- 3a eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie lila - lila in 1, wobei die Verriegelungsvorrichtung in der Riegelposition angeordnet ist,
- 3b in Anlehnung an 3a die Verriegelungsvorrichtung in der Löseposition,
- 3c in Anlehnung an 3a die Verriegelungsvorrichtung in der Riegelposition, wobei die Tragstange bezüglich dem Lager rotiert ist,
- 4a bis 4c eine zweite Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung,
- 5a bis 5c eine dritte Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung,
- 6a bis 6c eine vierte Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung, und
- 7a bis 7c eine fünfte Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung.
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Eine Kopfstütze insgesamt ist in den Fig. mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Gleiche Bezugszeichen in den unterschiedlichen Fig. bezeichnen entsprechende Teile, auch wenn kleine Buchstaben nachgestellt sind.
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Die Kopfstütze 10 umfasst einen Kopfkasten 11 mit einem Polster sowie Tragstangen 12. Der Kopfkasten 11 ist mit einer Kopfanlagefläche 13 versehen, welche als Widerlager für den Kopf eines nicht dargestellten Sitzinsassen dient. Jede Tragstange 12 ist in einer Führungsvorrichtung 14 gelagert. Mittels einer Verriegelungsvorrichtung 15 ist wenigstens eine der Tragstangen 12 derart in der Führungsvorrichtung 14 verriegelt, dass sie nicht relativ zu der Führungsvorrichtung 14 in Richtung z1 oder z2 bewegbar ist.
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Die Verriegelungsvorrichtung 15 umfasst wenigstens eine Aussparung 16, insbesondere eine Vielzahl von Aussparungen 16, die in der rohrförmigen Tragstange 12 ausgebildet ist, um den Kopfkasten in unterschiedlichen Höhenpositionen zu arretieren. Die Aussparung 16 ist z.B. durch Prägen oder Fräsen in die Tragstange 12 eingebracht und bildet eine sekantenartige Vertiefung bezüglich einer Außenfläche 18 der Tragstange 12. Ferner umfasst die Verriegelungsvorrichtung 15 einen Riegel 17 (siehe 3a), welcher mit der Führungsvorrichtung 14 verbunden ist.
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In 3a befindet sich der Riegel 17 in einer Grundposition. Der Riegel 17 umfasst einen Riegelbereich 22 sowie Lagerbereiche 23a und 23b mit welchen der Riegel 17 an dem Schieber 19 gehalten ist. Der Riegel 17 ist in einem Schieber 19 gelagert. Der Riegelbereich 22 übergreift eine Öffnung 30 des Schiebers 19, welche von der Tragstange 12 durchgriffen wird.
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Der Schieber 19 ist translatorisch in Richtung x1 und x2 verlagerbar. Aus der in 3a dargestellten Riegelposition kann der Schieber 19 in Richtung x1 in eine Löseposition gemäß 3b bewegt werden und aus der Löseposition ist der Schieber 19 in Richtung x2 in die Riegelposition zurückbewegbar. Zwei Druckfedern 20 belasten den Schieber 19 in Richtung x2 in die Riegelposition, in welcher der Riegel 17 in Eingriff mit einer Aussparung 16 steht.
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Zur Höhenverstellung des Kopfkastens 11 wird der Schieber 19 in Richtung x1 in die Löseposition bewegt, wobei der Riegel 17 außer Eingriff mit der Aussparung 16 gerät. Die Tragstange 12 kann dann in Richtung z1 oder in Richtung z2 bewegt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 16 derart ausgebildet, dass eine Bewegung der Tragstange 12 in Richtung z1 auch ohne eine Verstellung des Schiebers 19 in die Löseposition möglich ist. Eine etwa rechtwinklig zur Längsmittelachse der Tragstange 12 ausgebildete Riegelfläche 38 der Aussparung 16 verhindert in der Riegelposition eine Bewegung der Tragstange 12 in Richtung x2.
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Wird der Schieber 19 nicht mehr betätigt, bewegt er sich aufgrund der Rückstellkraft der Druckfedern 20 automatisch in Richtung x2 entweder in die Riegelposition in Eingriff mit der Aussparung 16 oder zunächst soweit, bis der Riegel 17 in Kontakt mit der Außenfläche 18 der Tragstange 12 gerät. Wird dann der Kopfkasten 11 etwas in Richtung z1 oder z2 verlagert, bewegt sich der Schieber 19 in eine der benachbarten Kerben in die Riegelposition.
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Aufgrund von Unfällen kommt es häufig zu starken Belastungen des Fahrzeugsitzes oder des Kopfkastens 11, wobei eine Rotation der Tragstange relativ zu der Führungsvorrichtung 14 in Richtung u1 oder u2 auftreten kann. Mit der erfindungsgemäßen Lösung führt diese Rotation nicht dazu, dass sich der Riegel 17 außer Eingriff mit der Aussparung 16 bewegt.
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Gemäß dem in den 3a bis 3c dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Riegel 17 derart gelagert, dass sich ein Riegelbereich 22 des Riegels auch bei einer Relativrotation zwischen der Führungsvorrichtung 14 und der Tragstange 12 an eine Grundfläche 21 der Kerbe 16 anlegt. Der Riegel 17 ist um einen Mittelpunkt M drehbar an dem Schieber 19 gelagert. Die beidseitig des Riegelbereichs 22 ausgebildeten Lagerbereiche 23a und 23b, sind ringabschnittsförmig ausgebildet und in komplementären Aussparungen 39a und 39b des Schiebers 19 gelagert, die als Führungen dienen. Auf diese Weise kann sich der Riegel 17 um den Mittelpunkt M drehen.
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Wenn die Tragstange 12 relativ zu der Führungsvorrichtung 14 um den Winkel α gedreht wird (siehe 3c) kommt ein Endbereich 24 der Grundfläche 21 zuerst mit dem Riegelbereich 22 in Kontakt und aufgrund der Druckfedern 20 wirkt eine parallel zu den Druckfedern 20 gerichtete, in Richtung x1 wirkende Federkraft F auf den Riegel 17 ein. Ein Anteil der Kraft F belastet den Riegel 17 in Richtung u1 und verursacht ein Moment in Richtung u1. Das auf den Riegel wirkende Moment in Richtung u1 wird aufgehoben, wenn sich ein Kräftegleichgewicht eingestellt und der Riegelbereich 22 sich vollständig an die Grundfläche 21 angelegt hat, wie in 3c dargestellt.
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Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass bei einer Rotation der Tragstange 12 in Richtung u2 von dem Kontakt des Riegels 17 mit einem Endbereich 25 der Grundfläche 21 ein Moment in Richtung u2 verursacht werden würde, was jedoch nicht dargestellt ist. Auch in den folgenden Ausführungsbeispielen ist lediglich eine Rotation der Tragstange 12 in Richtung u1 beschrieben. Gleichwohl bleibt aber auch bei einer Rotation der Tragstange 12 in Richtung u2 der Eingriff zwischen Riegel 17 und Aussparung 16 erhalten.
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Die in den 4a bis 4c dargestellte Ausführungsform betreffend ein zweites Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass der Riegel 17 anders geformt ist und auf andere Art und Weise an dem Schieber 19 gelagert ist. Der Riegel 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel nach Art einer Klammer 36 ausgebildet, wobei die Lagerabschnitte 23a und 23b Zapfen 32 des Schiebers 19 umgreifen. Der Riegel 17 kann sich daher nur begrenzt in Richtung x1 bewegen. Die Lagerabschnitte 23a und 23b liegen an einer kreisabschnittsförmig ausgebildeten Fläche 26 mit dem Kreismittelpunkt M an. In 4a ist der Schieber 19 in der Riegelposition und der Riegel 17 in der Grundposition angeordnet.
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Eine von den Druckfedern 20 verursachte, von dem Endbereich 24 auf den Riegel 17 ausgeübte Kraft F erzeugt auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein Moment in Richtung u1 und verlagert den Riegel 17 in die in 4c dargestellte Position. In dieser Position liegt bezüglich der von den Druckfedern 20 auf den Riegel einwirkenden Kräfte ein Kräftegleichgewicht vor und der Riegelbereich 22 steht in Eingriff mit der Kerbe 16.
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Das in den 5a bis 5c dargestellte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass der Riegel 17 die Form einer Platte 33 hat, welche im vorliegenden Beispiel etwa dreieckig geformt und in Grenzen einer Aussparung 34 bewegbar ist. Die Platte ist um eine Achse a schwenkbar gelagert und weist eine Kontaktfläche 27 für den Kontakt mit der Kerbe auf. Die Kontaktfläche 27 übergreift die Öffnung 30 des Schiebers 19, welche von der Tragstange 12 durchgriffen ist.
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Wird von dem Endbereich 24 bei einer Relativrotation der Tragstange 12 relativ zu der Führungsvorrichtung 14 in Richtung u1 von dem Endbereich 24 eine Kraft F auf die Kontaktfläche 27 ausgeübt, die ein Moment um die Achse a in Richtung u1 hervorruft, schwenkt der Riegel 17 in Richtung u1 um die Achse a, bis ein Kräftegleichgewicht entsteht. Das ist der Fall, wenn sich die Kontaktfläche 27 an die Grundfläche 21 angelegt hat. Auf diese Weise bleibt der Riegel 17 in Eingriff mit der Kerbe 16 (siehe 5c).
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Ein in den 6a bis 6c dargestelltes viertes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass ein grader, als Stab 35 ausgebildeter Riegel 17 an einem ringabschnittförmigen Träger 28 gelagert ist. Der Riegel 17 ist relativ zu dem Träger 28 unbewegbar. Die Lagerbereiche 23a und 23b sind in einer Bohrung 31 des Trägers 28 gehalten, während der Riegelbereich 22 die von der Tragstange 12 durchsetzte Öffnung 30 übergreift. Der Träger 28 ist in einer korrespondierenden Aussparung 29, welche eine Führung für den Träger 28 bildet, derart aufgenommen, dass er um einen Mittelpunkt M in begrenztem Umfang schwenkbar ist. Der Träger 28 gleitet dabei in der Aussparung 29.
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In 6a haben die Tragstange 12 und die Führungsvorrichtung 14 ihre unverformte Ausgangsposition. Der Schieber 19 befindet sich in der Riegelposition und der Riegel 17 ist in der Grundposition angeordnet. 6b zeigt den Riegel 17 in der Löseposition.
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Wird in der Riegelposition eine Kraft F von einem Endbereich 24 auf den Riegel 17 ausgeübt, wird die Kraft F auf den Träger 28 übertragen und erzeugt in dem Träger 28 ein Moment in Richtung u1. In 6c ist die Tragstange 12 bezüglich der Führungsvorrichtung 14 in Richtung u1 gedreht. Die von dem Endbereich 24 auf den Riegel 17 ausgeübte Kraft F hat den Träger 28 in Richtung u1 gedreht. Gemäß 6c hat sich ein Kräftegleichgewicht eingestellt. Der Riegel liegt an beiden Endbereichen 24 und 25 an und befindet sich in der Riegelposition in Eingriff mit der Kerbe 16.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 7a bis 7c ist der Riegel 17 relativ zu dem Schieber 19 unbewegbar gelagert. Der Riegel 17 ist als gebogene Stange 37 ausgebildet, wobei der Riegelbereich 22 in der Mitte zur Tragstange 12 hin vorgewölbt ist. Die Lagerbereiche 23a und 23b sind fest, unbeweglich in dem Schieber 19 gelagert. Der Riegelbereich 22 überspannt die Öffnung 30. In 7a befinden sich die die Tragstange 12 und die Führungsvorrichtung 14 in der unverformten Ausgangsposition. Der Riegel 17 befindet sich in der Riegelposition. In 7b befindet sich der Riegel 17 in der Löseposition.
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7c zeigt eine relativ zu der Führungsvorrichtung 14 in Richtung u1 rotierte Tragstange 12. Aufgrund der konvexen Form des Riegelbereichs 22 behält der Riegel 17 einen ausreichenden Eingriff in die Aussparung 16 so dass die Verriegelung der Tragstange 12 gewährleistet ist. Aufgrund der Form des Riegelbereichs 22 wird bei einer Rotation der Tragstange 12 eine ausreichende Überdeckung von dem Riegelbereich 22 und einer Riegelfläche 38 der Aussparung 16 beibehalten.
