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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verstellbare Kopfstützenanordnung für einen Kraftfahrzeugsitz.
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Kopfstützen sind in Kraftfahrzeugen ein wesentlicher Bestandteil des passiven Sicherheitssystems und dienen der Verminderung von Krafteinwirkungen auf die Halswirbelsäule bei plötzlicher Veränderung der Fahrzeugbewegung, insbesondere bei einem Verkehrsunfall. Zusätzlich zur Verbesserung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen dienen Kopfstützen auch der Erhöhung des Komforts.
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Damit die Kopfstützen diese Funktionen übernehmen und hinsichtlich ihrer Position individuell an unterschiedliche Fahrzeuginsassen angepasst werden können, sind sie in der Regel einstellbar vorgesehen. Hinsichtlich der Einstellmöglichkeiten sind eine Vielzahl von Ausführungsformen und Varianten bekannt.
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Üblicherweise sind die Kopfstützen zumindest höhenverstellbar ausgeführt und mechanisch in unterschiedlichen Positionen verrastbar gehalten. Hierzu weisen die Kopfstützen Tragstangen mit Raststellen sowie eine gepolsterte Tragstruktur auf, die in entsprechenden Aufnahmen des Kraftfahrzeugsitzes gehalten sind.
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Weiterhin lassen sich bekannte Kopfstützen häufig zusätzlich hinsichtlich ihrer Neigung einstellen. Bekannt sind auch Ausführungsvarianten die eine kombinierte Einstellung in der Höhe und in der Länge/Tiefe, d.h. Abstand der gepolsterten Tragstruktur in x- Richtung in Bezug auf den Kopf des Fahrzeuginsassen, aufweisen. Eine Kopfstütze mit einer derartigen kombinierten Einstellmöglichkeit ist aus der
DE 11 2014 000 095 T5 bekannt.
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Aus der
DE 10 2010 013 857 A1 ist eine relativ zu einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes nach Betätigung einer Handhabe und dem Lösen einer Sperreinrichtung verstellbare Kopfstütze bekannt. Die Verstellmöglichkeit umfasst dabei sowohl eine Einstellmöglichkeit hinsichtlich der Höhe und Länge als auch hinsichtlich der Neigung.
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Bei den mechanisch einstellbaren Kopfstützen ist es insbesondere wesentlich, dass die Bedienung und Einstellbarkeit für einen Fahrzeuginsassen schnell, einfach und mit geringem Kraftaufwand möglich ist und dass eine optimale, individuelle Anpassung an unterschiedliche Insassen erreicht werden kann. Des Weiteren soll die Herstellung und Montage der Kopfstützen einfach und kostengünstig sein.
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Bekannte Kopfstützenanordnungen die sowohl eine Höhenverstellung als auch eine Längenverstellung aufweisen und die hinsichtlich der Bedienung einfach sind, sind häufig mit einer Verstellmechanik ausgeführt, die eine Vielzahl von Bauteilen, insbesondere Zahnradkomponenten aufweist. Dies erfordert einen hohen Montage- und Kostenaufwand.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Kopfstützenanordnung für ein Kraftfahrzeug derart weiterzubilden, dass diese sicher, einfach und schnell an in eine für den Fahrzeuginsassen optimale Position verstellbar und hinsichtlich der Herstellung und Montage einfach aufgebaut und kostengünstig realisierbar ist.
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Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen.
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Durch die im Anspruch 1 angegebene Kopfstützenanordnung kann über eine einfache Betätigung eines Betätigungsknopfes ein Lösen der Arretierung und eine Einstellung hinsichtlich der Höhe (z-Richtung) sowie der Länge (x- Richtung) der Kopfstützenanordnung bewirkt werden. Der Fahrzeuginsasse kann einfach und schnell ein Verschieben der gepolsterten Tragstruktur in z- Richtung und in x-Richtung erreichen, wobei nach dem Einstellvorgang die Kopfstützenanordnung in dieser Position arretiert gehalten wird.
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Die Kopfstützenanordnung zeichnet sich insbesondere weiterhin dadurch aus, dass sie wenige Einzelteile aufweist, so dass die Herstellung sehr kostengünstig und die Montage schnell ausführbar ist. Aufgrund der reduzierten Anzahl an Bauteilen kann die Kopfstützenanordnung hinsichtlich des Gewichts sehr leicht ausgeführt werden.
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Die Längsrichtung entspricht der x-Richtung und definiert die Einstellbarkeit in der Länge. Die Querrichtung entspricht der y-Richtung. Die Hochrichtung entspricht der z-Richtung und definiert die Höheneinstellung in der Beschreibung und den zugeordneten Zeichnungen. Als Vorderseite wird in der nachfolgenden Beschreibung die zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs weisende Seite verstanden. Üblicherweise ist zumindest die zur Vorderseite weisende Seite der Kopfstütze mit einem Bezug versehen und gepolstert ausgeführt. Die Rückseite weist zum Heckbereich des Kraftfahrzeugs.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei auf die anhängenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Darin zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopfstützenanordnung eines Kraftfahrzeugsitzes in einer Explosionsdarstellung,
- 2a, b eine Detaildarstellung der Steuermechanik mit Klemmbacken zur Verrastung/Entrastung zwecks Einstellung der Länge / x- Richtung und Höhe / z-Richtung; und
- 3a, b, c eine weitere Detaildarstellung der Steuermechanik zur Verrastung/Entrastung zwecks Einstellung der Länge / x- Richtung und Höhe / z-Richtung.
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Die erfindungsgemäße Kopfstützenanordnung für einen Kraftfahrzeugsitz ist mit den Wesentlichen Bauteilen in der 1 in einer Explosionsdarstellung schematisch abgebildet und umfasst im Wesentlichen Kopfstützenstangen 3 mit Verrastelementen 51, einen Kopfstützenkasten umfassend ein vorderes Kopfstützenkastenelement 7 mit Kopfanlageteil, ein hinters Kopfstützenkastenelement 1 mit horizontalen Führungsstangen 11, einen Kopfstützenkastenträger 2 mit vertikalen Führungen 23 für die Kopfstützenstangen und horizontalen Führungen 22 für die horizontalen Führungsstangen sowie Backen 6 mit Verrastelementen, einem Betätigungselement, sowie einer Steuermechanik 4 zur Verrastung/ Entrastung der Backen und korrespondierenden Verrastelementen.
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Die Kopfstützenanordnung ist über die beiden parallel zueinander angeordneten Kopfstützenstangen 3 an einer Rückenlehne bzw. Rückenlehnenstruktur eines Kraftfahrzeugsitzes oder einer Sitzanlage zum Schutz des Kopfes eines Insassen angebunden. Zur individuellen Anpassung an unterschiedliche Insassen ist die Kopfstützenanordnung bzw. der Kopfstützenkasten mit Kopfanlageteil in Bezug auf die Rückenlehne in der Höhe d.h. in z- Richtung höheneinstellbar und in der Horizontalen hinsichtlich der Länge d.h. der x-Richtung einstellbar ausgeführt. Diese Einstellmöglichkeiten sind in den Figuren mit entsprechenden Doppelpfeilen PF1, PF2 dargestellt. In der Gebrauchsposition ist die Kopfstützenanordnung hinsichtlich der Höheneinstellung und der Längeneinstellung verriegelt / arretiert und kann nicht verstellt werden. Die Arretierung des Kopfstützenkastenträger 2 in x-und in z-Richtung in Bezug auf die Kopfstützenstangen 3 kann mittels der Steuermechanik 4, die über das Betätigungselement gekoppelt ist, aufgehoben werden.
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Zwecks Arretierung des Kopfstützenkastenträgers 2 in Bezug auf die Kopfstützenstangen 3 sowohl in der Höhe (z-Richtung) als auch in der Länge (x-Richtung) sind auf die nach oben weisende Endbereiche der Kopfstützenstangen 3 Verrastelemente 5 mit Raststruktur 51 aufgebracht. Wie es aus der Explosionsdarstellung der 1 ersichtlich ist, sind die Verrastelemente 5 als Hülsen ausgeführt, die jeweils auf einer Seite eine Rastfläche 51 aufweisen. Im zusammengefügten Zustand sind die Hülsen derart auf die oberen Endbereiche der Kopfstützenstangen 3 aufgeschoben, dass die Rastflächen 51/Raststruktur in y-Richtung nach innen zum Kopfstützenkastenträger ausgerichtet sind. Die Rastfläche 51 einer Hülse ist in der Detailansicht der 2b ersichtlich und umfasst einen länglichen rechteckigen Rastbereich mit einer Waffelstruktur, die aus einer Vielzahl in z als auch in x Richtung mit einer gleichen Teilung und Größe angeordneter Erhebungen 52 in Form von Pyramiden gebildet ist. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind in x-Richtung vier Pyramiden pro Reihe und in z Richtung zwanzig Pyramiden pro Reihe d.h. insgesamt achtzig Pyramiden angeordnet. Die Aufteilung der Pyramiden pro Reihe in x-und z-Richtung und Größe der Pyramiden ist derart ausgebildet, dass eine Höhen bzw. Längenverstellung in einem Raster von 2mm erfolgen kann. Die Rastfläche 51 kann in unterschiedlichen Ausführungen mit unterschiedlichen Erhebungen ausgestaltet sein.
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Der zweiteilig ausgeführte Kopfstützenkasten umfasst ein vorderes Kopfstützenkastenelement 7 mit Kopfanlageteil 71 sowie ein hinteres Kopfstützenkastenelement 1. Zumindest das Kopfanlageteil 71 ist mit einem Bezug und einem Polster versehenen. Wie es aus der 1 zu erkennen ist, ist die nach vorne gerichtete Seite V des vorderen Kopfstützenkastenelementes 7 leicht konkav ausgeführt. Vorderes Kopfstützenkastenelement 7 und hinteres Kopfstützenkastenelement 1 sind im Wesentlichen als rechteckig ausgeformte Gehäusehalbschalen, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial ausgeformt. Beide Halbschalen werden bei der Montage der Kopfstützenanordnung über randseitig umlaufende Rastverbindungsstellen gefügt. Im Gehäuseinneren nimmt der Kopfstützenkasten K die Steuermechanik 4, die Backen 6 sowie den oberen Endbereich der Kopfstützenstangen 3 mit Verrastelementen 5 und den Kopfstützenkastenträger 2 auf.
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Zwischen den Kopfstützenkastenelementen 1, 7 sind vier die beiden Halbschalen verbindende horizontale Führungsstangen 11 angeordnet. Die horizontalen Führungsstangen 11 sind als im Querschnitt rechteckige Stangen aus einem Hohlprofil ausgeführt und sind paarweise sowohl in y-Richtung parallel zueinander als auch in z-Richtung parallel zueinander angeordnet. Endseitig sind die horizontalen Führungsstangen 11 jeweils an der Innenseite des vorderen Kopfstützkastenelementes bzw. des hinteren Kopfstützkastenelementes angebunden, vorzugsweise verrastet gehalten. Bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform sind die horizontalen Führungselemente 11 einteilig mit dem hinteren Kopfstützkastenelement 1 verbunden und an dem vorderen Kopfstützenkastenelement 7 verrastet gehalten. In alternativen Ausführungsformen kann auch eine andere Anzahl von Führungselementen 11 angeordnet sein, die auch eine andere Querschnittsform aufweisen können. Die Verstellelemente 11 sind durch die horizontalen Führungen 22 im Kopfstützenkastenträger 2 geführt.
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Der Kopfstützenkastenträger 2 ist im Wesentlichen als rechteckiges plattenförmiges Grundelement 21 ausgeführt, welches in y-Richtung randseitig vertikale Führungen 23 für die Kopfstützenstangen 3 mit Verrastelementen 5 aufweist. Die Führungen 23 sind als in z-Richtung angeordnete Hülsen ausgeführt und weisen in Bezug auf die Kopfstützenstangen 3 mit Verrastelementen 5 jeweils entsprechende Durchgangsbohrungen auf, die eine verschiebliche Lagerung des Kopfstützenkastenträgers 2 in Bezug auf die Kopfstützenstangen 3 in z-Richtung ermöglichen. Des Weiteren sind die Führungen in z-Richtung in etwa mittig auf der in y-Richtung weisenden Seite mit einer Aussparung 26 versehen, so dass die Raststrukturen 51 der Verrastelemente 5 wie später noch näher erläutert mit korrespondierenden Raststrukturen 61 der Backen 6 in Eingriff gebracht werden können. In der Gebrauchsstellung ist diese verschiebliche Lagerung arretiert d.h. die Raststrukturen 51 und die korrespondierenden Raststrukturen 61 greifen formschlüssig ineinander wodurch eine Arretierung sowohl in z-Richtung als auch in x-Richtung erreicht wird. Die entsprechende Steuermechanik 4 zur Arretierung bzw. zum Lösen der Arretierung der Kopfstützenstangen 3 in einer eingestellten Höhenposition in Bezug auf den Kopfstützenkastenträger 2 wird anhand der 2 und 3 näher beschrieben.
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Des Weiteren weist der Kopfstützenkastenträger 2 vier horizontale Führungen 22 für die Lagerung der horizontalen Führungsstangen 11 auf. Die Führungen 22 sind als im Querschnitt im Wesentlichen rechteckige horizontal verlaufende Führungshülsen ausgeführt. Die Führungen 22 sind jeweils im Bereich der Ecken des plattenförmigen Grundelementes 21 ausgebildet.
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Mittig in Bezug auf das plattenförmige Grundelement 21 ist eine Lagerbohrung 24 eingebracht. Diese Lagerbohrung 24 ist eine Aufnahme zur drehbaren Lagerung um eine Achse A einer zentralen Welle 43 der Steuermechanik 4. Die Achse A verläuft in x-Richtung. Weiterhin sind in das plattenförmige Grundelement 21 beidseits des Rands Ausnehmungen 25 zur Lagerung der Backen 6 eingebracht. Die Backen 6 sind beidseits derart in den Ausnehmungen gelagert, dass sie in z- und in x-Richtung fixiert und in y- Richtung verschieblich sind. Die Verstellung der Backen in y-Richtung ist durch den Doppelpfeil PF3 dargestellt.
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Die Backen 6 sind im Wesentlichen als plattenförmige Elemente mit einer Raststruktur 61 ausgeführt. Die Raststruktur 61 ist als korrespondierende Struktur zu der Raststruktur 51 ausgeführt, so dass die beiden gegenüberliegenden Raststrukturen 51, 61 in der Gebrauchsstellung formschlüssig ineinander greifen und nach einer Betätigung und Verstellung über die Steuermechanik 4 die Backen 6 in y-Richtung nach innen verlagert werden und die Raststrukturen 51, 61 außer Eingriff sind. In dieser nachfolgend „Verstellposition“ genannten Position kann sowohl eine Einstellung der Kopfstützenkastens in der Höhe als auch in der Länge erfolgen.
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Zwecks Einstellung und Verstellung der Höhe und/oder Länge der Kopfstützenanordnung muss der Insasse einen seitlich an dem Kopfstützenkasten angeordneten Druckknopf drücken, der über ein Betätigungselement auf die Steuermechanik 4 wirkt, wodurch die obenstehend genannte Entriegelung in z-Richtung und in x-Richtung erreicht wird. Der Druckknopf ist vorzugsweise als federvorbelastete Druckknopfanordnung ausgeführt, wobei der Druckknopf nach Betätigung selbsttätig wieder in die Ausgangsposition zurückspringt. Die Druckknopfanordnung ist zeichnerisch nicht dargestellt, da sie dem Fachmann bekannt ist.
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Die Steuermechanik 4 umfasst wie eingangs bereits beschrieben die zentrale Welle 43 mit Achse A, zwei parallel auf der Welle 43 endseitig angeordnete Steuerleisten 44 sowie das Betätigungselement 42, welches auf einer Seite an der Welle 43 angebunden und an der anderen Endseite mit der Druckknopfanordnung gekoppelt ist. Die Steuerleisten 44 sind als längliche Elemente mittig mit einer Lagerbohrung versehen und über die Lagerbohrung auf der Welle 43 drehfest angebunden. Endseitig in den Steuerleisten ist jeweils Steuerkontur 41 eingebracht. Wie es aus der Detailansicht der 3c zu erkennen ist, liegt der Mittelpunkt B des Radius R jeder Steuerkontur 41 um einen Abstand e versetzt in z-Richtung zu dem Mittelpunkt der Achse A.
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Wie es weiterhin aus der 3b zu erkennen ist, sind die Backen 6 jeweils auf ihren Rückseiten mit Ösen ausgeführt, die zur Anbindung einer Übertragungsstange 8 pro Backe 6 dienen. Die Übertragungsstangen 8 sind parallel zur Achse A ausgerichtet. Die Übertragungsstangen 8 sind jeweils durch die Steuerkonturen auf der rechten Seite der Steuerleisten bzw. der linken Seite der Steuerleisten 44 geführt. Die rechte Seite entspricht dabei der rechten Seite in der Darstellung der 3b.
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Bei Betätigung des Druckknopfes wirkt dieser auf das Betätigungselement 42, welcher als Steuerhebel ausgeführt ist. Diese Einleitung einer Kraft über den Druckknopf bewirkt eine Verstellbewegung des Betätigungshebels 42 die durch den Pfeil PF4 angezeigt ist und aufgrund der mittigen Anbindung des Betätigungshebels 42 an der Welle 3 deren Verdrehung in Richtung des Pfeils PF5 und somit eine Verdrehung der Steuerelemente 44. Aufgrund dieser Verdrehbewegung der Steuerelemente 44 werden die Backen 6 aufgrund deren Anbindung über die Übertragungsstangen 8, die in der exzentrisch zu dem Mittelpunkt A angelegten Steuerkontur 41 zwangsgeführt sind, in y-Richtung aufeinander zu bewegt. Diese Verstellbewegung ist durch den Pfeil PF6 angezeigt.
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Durch die Verschiebung nach innen in y-Richtung werden die Rastkonturen 51/61 außer Eingriff gebracht und eine Entriegelung der Längseinstellung sowie Höheneinstellung wird gleichzeitig erreicht. In dieser entriegelten Situation kann der Kopfstützenkasten über die Führungsstangen 11 in x-Richtung verstellt werden und es kann gleichzeitig eine Höheneinstellung des Kopfstützenkastens in Bezug auf die Kopfstützenstangen erreicht werden.
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Nach erfolgter Einstellung in der entsprechenden Längen- / bzw. Höhenposition wird das Betätigungselement 42 selbsttätig wieder in die Ausgangsposition zurück verlagert, wodurch auch ein Zurück Verschwenken der Welle 43 und damit zwangsgeführten Verschiebung der Backen 6 in die Position erfolgt, in der die Raststrukturen 61 mit den gegenüberliegenden Raststrukturen 51 in Formschluss sind und verrasten.
