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Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Träger für eine Kopfstütze und eine Kopfstütze mit einem Kopfstützenkörper und einem solchen Träger.
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Verstellbare Kopfstützen sind allgemein bekannt. Kopfstützen sind beispielsweise in der Höhe oder in der Neigung verstellbar. Dazu umfassen die Kopfstützen üblicherweise einen Polsterträger mit einem daran befestigbaren Polster zur Auflage des Kopfes und zwei Tragstangen oder einen Tragbügel zur Befestigung an einer Lehne eines Sitzes.
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Beispielsweise ist aus der
DE 102 02 598 B4 eine Kopfstütze mit einem Grundträger und einem gelenkig am Grundträger angebrachten und relativ zu diesem beweglichen Prallelement bekannt. Das Prallelement ist manuell zwischen verschiedenen Einstellungen bewegbar.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Träger sowie einen Verstellmechanismus für eine Kopfstütze anzugeben, welcher einfach aufgebaut und komfortabel verstellbar ist sowie einen geringen Verstellraum aufweist. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kopfstütze anzugeben, die wenige Teile aufweist und komfortabel verstellbar ist.
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Die Aufgabe hinsichtlich des Trägers für die Kopfstütze wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Kopfstützenanordnung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst.
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Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Träger für eine Kopfstütze umfasst einen einteiligen Biegegelenkträger zur Ausbildung von zwei Trägerbereichen. Insbesondere ist der Biegegelenkträger ein einteiliges Trägerelement zur Aufnahme eines Kopfstützenkörpers und zur Aufnahme in einer Sitzlehne. Der einteilige Biegegelenkträger umfasst einen ersten Trägerbereich, insbesondere Gelenkbereich, welcher in einer Sitzlehne anordenbar ist. Weiterhin umfasst der einteilige Biegegelenkträger einen zweiten Trägerbereich, insbesondere Gelenkbereich, welcher zur Aufnahme eines Kopfstützenkörpers ausgebildet ist.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, eine Reduktion von Bauteilen und Trägereinzelteilen zu ermöglichen, ohne eine Tragfestigkeit, Robustheit, eine Integrität und einen Komfort für einen Nutzer zu verringern. Insbesondere sind durch Ausbildung des einteiligen Biegegelenkträgers komplizierte und aufwändige Montageverfahren verringert. Eine Stückliste kann somit verkürzt werden. Insbesondere sind Materialkosten und Montagekosten reduziert. Des Weiteren ist eine einfache Modulbauweise durch Verwendung eines einteilig ausgebildeten Biegegelenkträgers und anschließender Anbringung des Kopfstützenkörpers sowie eine lehnenseitige Anordnung ermöglicht.
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Darüber hinaus ist der einteilige Biegegelenkträger bauraumoptimiert ausgebildet. Durch Entfall von mehreren einzelnen Bauteilen zur Ausbildung beispielsweise eines Kopfstützenverstellmechanismus oder des Trägers kann mehr Bauraum innerhalb der Kopfstütze und der Sitzlehne geschaffen werden. Dies führt insbesondere zu einer so genannten Packageoptimierung, wobei ein Bauraum innerhalb der Kopfstütze und der Sitzlehne maximiert werden kann. Der Biegegelenkträger umfasst einen integrierten und einteilig mit diesem ausgebildeten Verstellmechanismus. Dadurch sind der erste Trägerbereich sowie der zweite Trägerbereich insbesondere schmal ausgebildet. Der maximierte Bauraum ist beispielsweise zur Integration von Komponenten, wie Audio-, Video-, Klimakomponenten, Stauraummöglichkeiten und weiteren Funktionen nutzbar. Insbesondere können Komponenten, die in herkömmlichen Fahrzeugen im Armaturenbrett bzw. in der Instrumententafel integriert sind, in die Kopfstütze und/oder in die Sitzlehne eingebaut werden. Insbesondere ist der Biegegelenkträger als tragende Struktur ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung ist der einteilige Biegegelenkträger aus einer Mehrzahl von Koppelgliedern gebildet, wobei zwischen zwei Koppelgliedern jeweils ein Biegegelenk angeordnet ist. Zum Beispiel umfasst der Biegegelenkträger fünf Koppelglieder und vier Biegegelenke. Darüber hinaus ist es möglich, den einteiligen Biegegelenkträger aus zwei, drei, vier oder mehr als fünf Koppelgliedern auszubilden. Alle Koppelglieder sind jeweils über ein Biegegelenk miteinander verbunden. Insbesondere sind die Koppelglieder und die Biegegelenke einteilig ausgebildet. Die Koppelglieder sind über die Biegegelenke derart zueinander ausgerichtet, dass der Biegegelenkträger eine kinematische Kette bildet.
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Zum besseren Verständnis: In einem gefertigten aber noch nicht zum Träger geformten Zustand des Biegegelenkträgers sind die Koppelglieder im Wesentlichen nebeneinander, beispielsweise in Draufsicht oder Seitenansicht des Biegegelenkträgers, angeordnet. Der Biegegelenkträger bildet also eine Kette von nebeneinander angeordneten Koppelgliedern, wobei durch Biegung der Biegegelenke oder Drehgelenkelemente die jeweiligen Koppelglieder zueinander ausgerichtet werden können, um den Träger zu formen. Der Biegegelenkträger umfasst ein an einem Ende der Kette endseitig, insbesondere stirnseitig, angeordnetes Koppelglied und ein am anderen Ende der Kette endseitig, insbesondere stirnseitig, angeordnetes Koppelglied. Die endseitig angeordneten Koppelglieder sind zueinander beabstandet und an gegenüberliegenden Enden der Kette angeordnet, wobei beide endseitig angeordnete Koppelglieder nachfolgend auch als endseitige Koppelglieder bezeichnet werden. Des Weiteren umfasst der Biegegelenkträger ein zentriert angeordnetes Koppelglied, welches nachfolgend als zentrales Koppelglied bezeichnet wird, und jeweils ein Koppelglied, welches zwischen dem zentralen Koppelglied und einem der endseitigen Koppelglieder angeordnet ist. Die jeweils zwischen dem zentralen Koppelglied und einem der endseitigen Koppelglieder angeordneten Koppelglieder werden nachfolgend als zwischenliegende Koppelglieder bezeichnet. Somit ergeben sich insgesamt fünf Koppelglieder. Die endseitigen Koppelglieder sind dabei jeweils an einer ihrer Seiten freistehend.
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In einem zum Träger geformten Zustand des Biegegelenkträgers ist das zentrale Koppelglied ausgebildet, die Trägerbereiche miteinander durchgängig zu verbinden. Das zentrale Koppelglied ist beispielsweise als Verbindungs-Koppelglied ausgebildet, welches den ersten und den zweiten Trägerbereich einstückig miteinander verbindet. Dabei ist das zentrale Koppelglied sowohl Teil des ersten Trägerbereichs als auch des zweiten Trägerbereichs, wobei das zentrale Koppelglied lehnenseitig angeordnet ist und gleichzeitig eine tragende Struktur für den Kopfstützenkörper bildet. Insbesondere weist das zentrale Koppelglied die größte Länge im Vergleich zu der jeweiligen Länge der anderen Koppelglieder auf.
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In einem zum Träger geformten Zustand des Biegegelenkträgers sind die endseitigen Koppelglieder im Bereich des zentralen Koppelglieds zusammengeführt und gelenkig miteinander gekoppelt. Insbesondere werden die freistehenden Seiten der endseitigen Koppelglieder zusammengeführt und gelenkig miteinander verbunden. Dieser Bereich des zentralen Koppelglieds wird nachfolgend als Anbindungsbereich weitergeführt. Beispielsweise sind die endseitigen Koppelglieder über ein Befestigungselement, beispielsweise in Form eines Bolzens oder Stiftes, miteinander gelenkig verbunden und an dem zentralen Koppelglied beweglich befestigt.
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Beispielsweise weist das zentrale Koppelglied im Bereich der zusammengeführten endseitigen Koppelglieder zumindest eine Kulissenführung in Form eines Langlochs auf. Beispielsweise ist im Anbindungsbereich ein Drehschubgelenk ausgebildet. Das Befestigungselement ist ausgebildet, entlang der Kulissenführung, insbesondere des Langlochs, eine Schubbewegung auszuführen und dadurch eine Drehbewegung um eine durch das Befestigungselement vorgegebene Drehachse der endseitigen Koppelglieder einzuleiten. Insbesondere wird dadurch eine X-Verstellung und eine Neigungsverstellung des Biegegelenkträgers und somit der Kopfstütze eingeleitet. Beispielsweise ist im Anbindungsbereich eine Verstellvorrichtung, wie eine Rastsperre, zur schrittweisen Verstellung der Kopfstütze angeordnet. Zum Beispiel umfasst die Verstellvorrichtung eine Schrittschaltmechanik oder ein Ratschengesperre.
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Insbesondere umfasst der Biegegelenkträger ein als Gestell ausgebildetes Koppelglied, welches lehnenseitig fest angeordnet ist. Alle weiteren Koppelglieder sind relativ beweglich zueinander und zum als Gestell ausgebildeten Koppelglied ausgebildet. Zum Beispiel bildet eines der zwischenliegenden Koppelglieder, das zwischen dem zentralen Koppelglied und einem der endseitigen Koppelglieder angeordnet ist, ein Gestell des Biegegelenkträgers.
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In einer Weiterbildung ist die Verstellung elektrisch angetrieben. Beispielsweise ist eine Antriebseinheit in dem Biegegelenkträger angeordnet. Die Antriebseinheit ist mit einem Ende mit einem der endseitigen Koppelglieder verbunden und mit einem anderen Ende mit einem der als Gestell ausgebildeten zwischenliegenden Koppelglieder verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist die Antriebseinheit mit dem endseitigen Koppelglied und der Sitzlehne, wie beispielsweise einem Lehnenrahmen, gekoppelt. Zum Beispiel ist die Antriebseinheit ein Zylinderantrieb, wie ein hydraulisch betriebener Zylinder, oder eine andere elektrische oder elektromechanische Antriebseinheit. Durch Bewegung des endseitigen Koppelglieds wird eine Verstellung der weiteren mit diesem bewegungsgekoppelten Koppelglieder eingeleitet. Die Biegegelenke müssen jeweils nur geringe Winkelbewegungen ausführen.
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Zur Höhenverstellung des Biegegelenkträgers ist beispielsweise im ersten Trägerbereich eine Verstellvorrichtung, insbesondere eine Antriebseinheit, wie beispielsweise ein Zylinderantrieb, angeordnet. Die Verstellvorrichtung ist beispielsweise lehnenseitig befestigt und mit dem als Gestell ausgebildeten zwischenliegenden Koppelglied verbunden. Über Verschiebung des als Gestell ausgebildeten zwischenliegenden Koppelglieds in Hochrichtung, insbesondere in Z-Richtung, ist der Biegegelenkträger höhenverstellbar.
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Beispielsweise ist der Biegegelenkträger ein einteiliges Blechbiegeteil. Die Biegegelenke sind beispielsweise durch Materialverdünnung zwischen den jeweiligen Koppelgliedern ausgebildet. Die Koppelglieder sind insbesondere in Form von Blechprofilelementen ausgebildet. Beispielsweise ist das Blechbiegeteil mittels eines bekannten Fertigungsverfahrens, wie beispielsweise Umformen, und optional mittels weiterer Trennverfahren hergestellt bzw. herstellbar. Alternativ ist der Biegegelenkträger ein einteiliges Kunststoffteil. Beispielsweise ist das Kunststoffteil mittels eines so genannten 1-Komponenten- oder 2-Komponentenverfahrens hergestellt bzw. herstellbar. Beispielsweise sind die Koppelglieder aus einem harten Material, insbesondere einem harten Kunststoff, gebildet. Die Biegegelenke sind insbesondere aus einem weichen Material, insbesondere einem weichen Kunststoff, wie Synthesekautschuk, beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, gebildet. Zum Beispiel ist das Trägerelement ein Kunststoffspritzgussteil. Beispielsweise ist das Spritzgussteil mittels Mehrkomponenten-Spritzgießens herstellbar. Auch andere Fertigungsverfahren, insbesondere Urformverfahren, zur Ausbildung der Koppelglieder und mit diesen einteilig verbundenen Biegegelenken sind verwendbar. Der als Blechbiegeteil oder als Kunststoffteil ausgebildete Biegegelenkträger wird jeweils an den vorgesehenen Biegegelenken zur Ausrichtung der Koppelglieder gebogen. Eine erste Anzahl der Koppelglieder sind derart zueinander ausgerichtet, dass diese den ersten Trägerbereich bilden. Eine zweite Anzahl der Koppelglieder sind derart zueinander ausgerichtet, dass diese den zweiten Trägerbereich bilden. Insbesondere sind die Koppelglieder derart zueinander ausgerichtet und die Biegegelenke derart ausgebildet, dass eine Lastverteilung über den Anbindungsbereich sichergestellt ist. Die Biegegelenke sind weiterhin bis zu einem vorgegebenen Biegungsgrad flexibel.
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In einer möglichen Weiterbildung ist der einteilige Biegegelenkträger als ein Mehrwege-Gelenkträger ausgebildet. Der einteilige Biegegelenkträger ist ausgebildet, in zumindest zwei Freiheitsgraden verstellt zu werden. Insbesondere umfasst der einteilige Biegegelenkträger ein Mehrgelenkgetriebe. Die Biegegelenke sind ausgebildet, jeweils in einem Freiheitsgrad verstellt zu werden. Mit anderen Worten: Der Mehrwege-Gelenkträger weist ein integriertes Mehrgelenkgetriebe auf, dessen Gelenke als Biegegelenke ausgebildet sind. Der Mehrwege-Gelenkträger ist dabei Trägerelement der Kopfstütze und Getriebe zum Verstellen der Kopfstütze in mindestens zwei oder mehr Freiheitsgraden in einem. Beispielsweise ist der Biegegelenkträger in Längsausrichtung sowie in Neigungsrichtung zum Nutzer hin oder vom Nutzer weg beweglich ausgebildet. Insbesondere sind die Koppelglieder beweglich miteinander über die jeweiligen Biegegelenke verbunden. Eine Verstellung des Biegegelenkträgers verläuft gleichmäßig.
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Die Koppelglieder sind bewegungsgekoppelt, insbesondere gelenkig miteinander gekoppelt.
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Eine Kinematik der Kopfstütze ist durch die Koppelglieder und Biegegelenke gebildet, die nur geringe Winkelbewegungen machen. Hierdurch können alle Koppelglieder und die Biegegelenke zusammen als ein Teil hergestellt werden. Die Koppelglieder sind gleichzeitig Träger- und insbesondere Stützelemente der Kopfstütze. Insbesondere ist ein Verstellmechanismus des Biegegelenkträgers als ein Mehrgelenkgetriebe ausgebildet, dessen Gelenke als Biegegelenke ausgebildet sind. Das Mehrgelenkgetriebe ist, wie oben beschrieben, aus Koppelgliedern und Biegegelenken gebildet. Die Kopfstütze folgt insbesondere bei einer X-Verstellung der Bewegung des Kopfes inklusive einer Neigung. Die Koppelglieder sind in ihren Bewegungen zwangsläufig.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Anzahl von Koppelgliedern mit Versteifungselementen, wie Stahleinlegern oder anderen Versteifungselementen, versehen und verstärkt. Beispielsweise werden solche Versteifungselemente eingesetzt, wenn eine Höhenverstellung der Kopfstütze, insbesondere in Z-Richtung des Sitzes, zusätzlich zur bereits vorgesehenen Längsverstellung, insbesondere in X-Richtung des Sitzes, integriert werden soll. Der einteilige Biegegelenkträger ist beispielsweise zur Ausbildung einer 4-Wege Kopfstütze vorgesehen. Durch Ausbildung der Biegegelenke ist eine Längsverstellung, d. h. in Richtung eines Kopfes oder in entgegengesetzter Richtung des Kopfes bereits integriert. Auf Versteifungselemente kann verzichtet werden, wenn der Biegegelenkträger nur in Längsausrichtung verstellt werden soll.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kopfstütze, die einen Kopfstützenkörper und einen als Biegegelenkträger ausgebildeten einteiligen Träger umfasst, der einteilig mit dem Verstellmechanismus ausgebildet ist.
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In einer Weiterbildung umfasst der einteilige Biegegelenkträger eine Mehrzahl von Biegegelenken, die ausgebildet sind, jeweils eine vorgegebene Winkelbewegung zur Verstellung des Biegegelenkträgers in zumindest zwei Freiheitsgraden auszuführen. Als Biegegelenke sind auch Drehgelenkelemente einsetzbar.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass ein solcher einteiliger Biegegelenkträger oder ein solcher integrierter Verstellmechanismus mit Biegegelenken, zum Beispiel stoffförmige Rotationsgelenke, flexible Biegegelenke, insbesondere Kunststoffbiegegelenke oder Blattfedergelenke, eine komfortable Mehrwegeverstellung der Kopfstütze ermöglicht, einen eingeschränkten Verstellwinkel aufweist, wartungsfrei ist, keiner Schmierung bedarf sowie dessen Montage vereinfacht und bauraumoptimiert ist. Insbesondere durch die komfortable Verstellung mit geringen Winkelbewegungen stärkt der Biegegelenkträger den Hals eines Nutzers der Kopfstütze. Ein solcher Biegegelenkträger mit integriertem Mehrgelenkgetriebe ist insbesondere im lehnenseitigen Trägerbereich besonders schmal und dünn.
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Insbesondere ist der Biegegelenkträger eingerichtet, in mindestens zwei Freiheitsgraden verstellt zu werden. Mit anderen Worten: Der Biegegelenkträger ist eingerichtet, die Kopfstütze in mindestens zwei Freiheitgraden, wie beispielsweise in Längsausrichtung und in Neigung- bzw. Rotationsrichtung, zu verstellen. Insbesondere sind die Biegegelenke flexibel ausgebildet, insbesondere reversibel flexibel. Bei einer auf die Kopfstütze ausgeübten Kraft, beispielsweise durch Anlehnen des Nutzers oder bei einer Unfallsituation, gibt der Biegegelenkträger bis zu einem gewissen Grad nach, folgt dann einer Bewegung des Hinterkopfes und stützt diesen.
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Zudem ist durch den einfachen Verstellmechanismus als Mehrgelenkgetriebe kein Bauraumverlust und somit ein maximaler Bauraum zur Integration von unterschiedlichen Komponenten in der Kopfstütze und/oder in der Sitzlehne gegeben.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Biegegelenkträger mehrere Biegegelenke oder Drehgelenkelemente und mindestens ein Schubgelenkelement. Beispielsweise ist das Schubgelenkelement weitgehend in einem unteren Bereich, insbesondere im Wesentlichen unterhalb eines Mittelpunkts oder einer Mittelachse der Kopfstütze angeordnet. Dadurch wird eine Anordnung einer vergleichsweise hoch liegenden Antriebseinheit in der Kopfstütze vermieden und ein tiefer Schwerpunkt der Kopfstütze erzielt.
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Der Biegegelenkträger bildet in einem zum Träger geformten Zustand eine geschlossene, insbesondere ein geschlossen verzweigte, kinematische Kette. Der Biegegelenkträger ist beispielsweise ein einteilig ausgebildetes Kunststoffteil oder ein einteilig ausgebildetes Blechbiegeteil.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1A schematisch in Seitenansicht eine Ausführungsform eines Sitzes mit einer beweglichen Kopfstütze,
- 1B und 1C schematisch in Seitenansicht Ausführungsformen eines Trägers für die Kopfstütze, wobei der Träger einen einteiligen Biegelenkträger mit zwei Trägerbereichen umfasst,
- 1D schematisch eine Ausführungsform eines Spritzgusswerkzeugs zur Herstellung eines als Kunststoffteil ausgebildeten Biegegelenkträgers,
- 1E schematisch in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform des Trägers nach 1B,
- 2A und 2B schematisch in Seitenansicht Ausführungsformen einer Kopfstütze mit einem Träger, welcher in einer Sitzlehne gehalten ist,
- 2C schematisch eine Querschnittdarstellung des Trägers nach 2A und 2B,
- 2D schematisch eine Explosionsdarstellung des Trägers nach 2A und 2B,
- 3A und 3B schematisch in Seitenansicht vergrößerte Darstellungen eines zweiten Trägerbereichs des Trägers,
- 4 schematisch in Seitenansicht einer Ausführungsform des Trägers mit einer Anzahl von Antriebseinheiten, und
- 5 schematisch in Seitenansicht Verstellbewegungen des Trägers mit insbesondere kleinen Winkelbewegungen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1A zeigt schematisch in Seitenansicht einen Sitz S, insbesondere einen Fahrzeugsitz.
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Zum besseren Verständnis ist jeweils ein Koordinatensystem in den Figuren gezeigt, wobei das Koordinatensystem eine Längsachse X, eine Querachse Y und eine Vertikalachse Z in Bezug auf den Sitz S umfasst, wobei die Längsachse X einer Längsausrichtung, die Querachse Y einer Querausrichtung und die Vertikalachse Z einer Hochausrichtung des Sitzes S entspricht. Der Sitz S ist beispielsweise in einem nicht näher dargestellten Fahrzeug angeordnet.
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Der Sitz S umfasst eine Kopfstütze 1, welche beweglich an einer Sitzlehne 4 des Sitzes S angeordnet ist. Die Kopfstütze 1 umfasst einen Kopfstützenkörper 3 und einen Träger 2. Der Träger 2 ist ausgebildet, den Kopfstützenkörper 3 an der Sitzlehne 4 zu halten. Insbesondere ist der Träger 2 ausgebildet, den Kopfstützenkörper 3 beweglich an der Sitzlehne 4 zu halten. Der Kopfstützenkörper 3 ist beispielsweise ein Prall- und/oder Polsterelement.
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Der Träger 2 ist beispielsweise eingerichtet, den Kopfstützenkörper 3 zumindest in Längsausrichtung zu bewegen, wobei zusätzlich eine leichte Schwenkbewegung des Kopfstützenkörpers 3 erfolgt. Optional zusätzlich ist der Träger 2 eingerichtet, den Kopfstützenkörper 3 in Hochausrichtung zu bewegen. Insbesondere ist der Träger 2 derart ausgebildet, dass ein Komfort und eine Sicherheit für einen Nutzer des Sitzes S erhöht sind.
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1B zeigt in Seitenansicht eine Ausführungsform des Trägers 2 für die Kopfstütze 1, wobei der ganze Träger 2 aus einem einteiligen Biegelenkträger 2' gebildet ist. Der Biegegelenkträger 2' umfasst zwei Trägerbereiche 2.1, 2.2. Dabei zeigt 1B einen einteiligen zum Träger 2 geformten Biegegelenkträger 2', insbesondere zeigt 1B den Biegegelenkträger 2' in einem zum Träger 2 geformten Zustand Z1.
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1C zeigt in Seitenansicht eine Ausführungsform des Biegegelenkträgers 2' in einem gefertigten, aber noch nicht zum Träger 2 geformten Zustand Z2.
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Der einteilige Biegegelenkträger 2' umfasst einen ersten Trägerbereich 2.1, insbesondere einen unteren Trägerbereich 2.1, der zur Aufnahme in der Sitzlehne 4 ausgebildet ist. Weiterhin umfasst der einteilige Biegegelenkträger 2' einen zweiten Trägerbereich 2.2, insbesondere einen oberen Trägerbereich 2.2, der ausgebildet ist, den Kopfstützenkörper 3 aufzunehmen.
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Der einteilige Biegegelenkträger 2' ist aus einer Mehrzahl von Koppelgliedern K1 bis K5 gebildet. Die Koppelglieder K1 bis K5 sind derart zueinander ausgerichtet, dass der Biegegelenkträger 2' die zwei Trägerbereiche 2.1, 2.2 für die Kopfstütze 1 ausbildet. Des Weiteren umfasst der einteilige Biegegelenkträger 2' eine Mehrzahl von Biegegelenken G1 bis G4. Zwischen zwei Koppelgliedern K1 und K2, K2 und K3, K3 und K4, K4 und K5 ist jeweils ein Biegegelenk G1 bis G4 angeordnet. Die Biegegelenke G1 bis G4 sind flexibel ausgebildet.
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In einer alternativen, nicht näher dargestellten Ausführungsform des einteiligen Biegegelenkträgers 2' ist es möglich, den einteiligen Biegegelenkträger 2' aus zumindest zwei Koppelgliedern, wie beispielsweise aus den Koppelgliedern K3 und K4, zu bilden. In einer Weiterbildung ist der einteilige Biegegelenkträger 2' aus drei Koppelgliedern, wie beispielsweise aus den Koppelgliedern K3, K4 und K5 oder K1, K2 und K3, gebildet. Es ist zu verstehen, dass die Anzahl der Koppelglieder und der Biegegelenke je nach Ausgestaltung der Kopfstütze 1 und/oder der Sitzlehne 4 variieren kann.
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Der jeweilige Trägerbereich 2.1, 2.2 ist insbesondere ein Träger- und Gelenkbereich.
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Insbesondere ist der Biegegelenkträger 2' als Mehrgelenkgetriebe ausgebildet. Die Koppelglieder K1 bis K5 sind über die jeweiligen Biegegelenke G1 bis G4 gelenkig miteinander gekoppelt, insbesondere bewegungsgekoppelt. Durch eine Biegungsbewegung eines der Biegegelenke G1 bis G4 ist eine Bewegung der jeweiligen Koppelglieder K1 bis K5 einleitbar und umgekehrt. Bei einer Bewegung eines der Koppelglieder K1 bis K5 ist eine Biegung des jeweiligen Biegegelenks G1 bis G4 einleitbar. Das Mehrgelenkgetriebe ist eingerichtet, eine Bewegung und damit verbundene Kräfte zu übertragen und die Koppelglieder K1 bis K5 anzutreiben. Insbesondere umfasst der Biegegelenkträger 2' eine kinematische Kette. Mit anderen Worten: Die Koppelglieder K1 bis K5 sowie die Biegegelenke G1 bis G4 sind eingerichtet, eine kinematische Kette auszubilden. Insbesondere sind die Biegegelenke G1 bis G4 ausgebildet, jeweils in einem Freiheitsgrad F1 verstellt zu werden, wie in 1B gezeigt. In Bezug auf die Koppelglieder K1 bis K5 entspricht eine Bewegung der Biegegelenke G1 bis G4 beispielsweise einer Winkelschließbewegung, insbesondere Winkelverkleinerungsbewegung, sowie einer Winkelöffnungsbewegung, insbesondere Winkelvergrößerungsbewegung.
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Einteilig bedeutet, dass die Koppelglieder K1 bis K5 sowie die Biegegelenke G1 bis G4 in einem Herstellungsprozess hergestellt werden, wie in 1D gezeigt. Der Biegegelenkträger 2' wird nach dem Herstellungsprozess und in einem ungeformten Zustand Z2 als ein einteiliges in 1C gezeigtes Bauteil bereitgestellt, wobei durch Biegung der Biegegelenke G1 bis G4 und durch Ausrichtung der Koppelglieder K1 bis K5 zueinander der Biegegelenkträger 2' zum Träger 2 geformt wird. Insbesondere sind die Koppelglieder K1 bis K5 in dem gefertigten, aber nicht zum Träger 2 geformten Zustand Z2 nebeneinander in Form einer nicht geschlossenen Kette angeordnet. Die Koppelglieder K1 bis K5 sind als Stütz- und Trägerelemente der Kopfstütze 1 ausgebildet. Beispielsweise ist der Biegegelenkträger 2' ein Blechbiegeteil, wobei die Biegegelenke G1 bis G4 jeweils beispielsweise durch Materialverdünnung MD zwischen zwei angrenzenden Koppelgliedern K1 und K2, K2 und K3, K3 und K4, K4 und K5 gebildet sind. Alternativ ist der Biegegelenkträger 2' ein Kunststoffteil. Die Koppelglieder K1 bis K5 sind beispielsweise aus einem harten Material, insbesondere einem harten Kunststoff, gebildet. Die Biegegelenke G1 bis G4 sind insbesondere aus einem weichen, flexiblen Material, insbesondere einem weichen Kunststoff, zum Beispiel Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, gebildet.
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Der Biegegelenkträger 2' umfasst zwei endseitige Koppelglieder K1 und K5. Weiterhin umfasst der Biegegelenkträger 2' ein zentrales Koppelglied K3. Des Weiteren umfasst der Biegegelenkträger 2' zwei zwischenliegende Koppelglieder K2 und K4, wobei jeweils eines der zwischenliegenden Koppelglieder K2 oder K4 zwischen dem zentralen Koppelglied K3 und einem der beiden endseitigen Koppelglieder K1 oder K5 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zwischenliegende Koppelglied K2 zwischen dem zentralen Koppelglied K3 und dem endseitigen Koppelglied K1 angeordnet. Das zwischenliegende Koppelglied K4 ist zwischen dem zentralen Koppelglied K3 und dem endseitigen Koppelglied K5 angeordnet. Das zentrale Koppelglied K3 bildet das längste Glied. Insbesondere ist das zentrale Koppelglied K3 als Verbindungs-Koppelglied ausgebildet und eingerichtet, den ersten Trägerbereich 2.1 mit dem zweiten Trägerbereich 2.2 miteinander durchgängig zu verbinden. Ein unterer Teil K3.1 des zentralen Koppelglieds K3 ist lehnenseitig in der Sitzlehne 4 angeordnet und ein oberer Teil K3.2 des zentralen Koppelglieds K3 ist kopfstützenseitig angeordnet. Im nicht zum Träger 2 geformten Zustand Z2 des Biegegelenkträgers 2' weisen die endseitigen Koppelglieder K1 und K5 jeweils eine freistehende Seite K1.1, K5.1 auf.
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Das zwischenliegende Koppelglied K4 ist als Gestell des Biegegelenkträgers 2' ausgebildet. Beispielsweise ist das zwischenliegende Koppelglied K4 fest, insbesondere in Längsausrichtung unbeweglich, in der Sitzlehne 4 angeordnet.
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Die endseitigen Koppelglieder K1 und K5 sind im zum Träger 2 geformten Zustand Z1 des Biegegelenkträgers 2' im Bereich des zentralen Koppelglieds K3 zusammengeführt und gelenkig miteinander gekoppelt. Dieser Bereich wird nachfolgend als Anbindungsbereich AB bezeichnet. Insbesondere ist der zum Träger 2 geformte Biegegelenkträger 2' eine geschlossene, insbesondere geschlossen verzweigte, kinematische Kette.
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Der Anbindungsbereich AB ist durch das zentrale Koppelglied K3 gebildet. Hierfür weist das zentrale Koppelglied K3 zumindest eine Kulissenführung 5, insbesondere in Form eines Langlochs, auf. Die beiden endseitigen Koppelglieder K1, K5 umfassen jeweils miteinander korrespondierende Durchgangsöffnungen D. Durch die Durchgangsöffnungen D und die Kulissenführung 5 wird ein Befestigungselement 6 geführt, insbesondere gesteckt. Das Befestigungselement 6 ist vorgesehen, die jeweiligen endseitigen Koppelglieder K1, K5 miteinander gelenkig zu koppeln. Das Befestigungselement 6 ist beispielsweise ein herkömmlicher Bolzen oder Stift. Das Befestigungselement 6 bildet dabei ein Drehgelenk und insbesondere ein Schubgelenk für die endseitigen Koppelglieder K1, K5. Insbesondere ist im Anbindungsbereich AB ein Drehschubgelenk G5 ausgebildet. Das Befestigungselement 6 ist in der Kulissenführung 5 beweglich geführt. Das Befestigungselement 6 koppelt die endseitigen Koppelglieder K1, K5 mechanisch miteinander, insbesondere dreh- und schubbeweglich. Das Drehschubgelenk G5 ist ausgebildet, in zwei Freiheitsgraden F1, F2 verstellt zu werden. Das Befestigungselement 6 ist ausgebildet, entlang der Kulissenführung 5, insbesondere des Langlochs, eine Schubbewegung auszuführen und dadurch eine Drehbewegung um eine durch das Befestigungselement 6 vorgegebene Drehachse der endseitigen Koppelglieder K1, K5 einzuleiten.
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Der Anbindungsbereich AB ist im Wesentlichen im zweiten Trägerbereich 2.2 ausgebildet. Insbesondere ist der Anbindungsbereich AB im Wesentlichen in einem unteren Bereich des zweiten Trägerbereichs 2.2 angeordnet. Insbesondere ist ein tiefer Schwerpunkt in der Kopfstütze 1 sichergestellt. Der Biegegelenkträger 2' ist als Mehrwege-Gelenkträger ausgebildet und umfasst ein Mehrgelenkgetriebe. Das Drehschubgelenk G5 ist vorgesehen, eine Verstellung der Biegegelenke G1 bis G4 einzuleiten.
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Auf den Biegegelenkträger 2', insbesondere auf den zweiten Trägerbereich 2.2 einwirkende Kräfte, insbesondere Lasten, (in Richtung des Pfeiles PF1) werden im Anbindungsbereich AB durch eine daraus resultierende gleichmäßige Bewegung, insbesondere Drehung, der endseitigen Koppelglieder K1, K5 verteilt. Diese Kraft- bzw. Lastverteilung ist durch den Pfeil PF2 gekennzeichnet.
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1D zeigt schematisch ein Spritzgusswerkzeug 7 zur Herstellung eines als Kunststoffteil ausgebildeten Biegegelenkträgers 2'. Das Spritzgusswerkzeug 7 ist ein herkömmliches Formwerkzeug mit einer den Biegegelenkträger 2' formenden Spritzgussform 7.1. Beispielsweise ist das Spritzgusswerkzeug 7 ausgebildet, ein Kunststoffteil in einem 1-Komponenten- oder 2-Komponentenverfahren herzustellen. Zum Beispiel werden die Koppelglieder K1 bis K5 und die Biegegelenke G1 bis G4 aus einem Material, insbesondere Kunststoffmaterial, hergestellt. Im 2-Komponentenverfahren werden beispielsweise die Koppelglieder K1 bis K5 aus einem harten Material, insbesondere Hartkunststoff, in einem ersten Schritt und anschließend die Biegegelenke G1 bis G4 aus einem weichen Material, insbesondere Synthesekautschuk, zwischen den Koppelgliedern K1 bis K5 in einem weiteren Schritt in die Spritzgussform 7.1 gegossen. Nach Aushärtung wird das einteilig ausgebildete Kunststoffteil aus der Spritzgussform 7.1 genommen.
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1E zeigt schematisch in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform des Trägers 2, umfassend den einteiligen Biegelenkträger 2' mit zwei Trägerbereichen 2.1, 2.2, wobei der erste, insbesondere untere Trägerbereich 2.1 in einem Lehnenrahmen 4.1 der Sitzlehne 4 angeordnet und gehalten ist. Dabei ist das zwischenliegende Koppelglied K4 des ersten Trägerbereichs 2.1 in Längsausrichtung unbeweglich, aber in Hochausrichtung beweglich in dem Lehnenrahmen 4.1 angeordnet. Insbesondere ist der Träger 2 ausgebildet, eine Längsverstellung L des Kopfstützenkörpers 3 durch kinematisch abhängige Bewegungen des Biegegelenkträgers 2' auszuführen. Um die Längsverstellung L elektrisch betätigbar auszubilden, ist eine Antriebseinheit 8.1, beispielsweise ein Spindelantrieb oder ein Zylinderantrieb, vorgesehen. Optional zusätzlich ist zur Höhenverstellung H des Trägers 2 eine weitere Antriebseinheit 8.2 vorgesehen. Die Antriebseinheit 8.1 zur Längsverstellung L der Kopfstütze 1 greift zwischen dem zwischenliegenden Koppelglied K4 und dem endseitigen Koppelglied K5 ein. Die Antriebseinheit 8.2 zur Höhenverstellung H greift zwischen dem ersten Trägerbereich 2.1, beispielsweise im Bereich des Biegegelenks G3, und dem Lehnenrahmen 4.1 oder einem Unterbau der Sitzlehne 4 ein.
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2A und 2B zeigen jeweils schematisch in Seitenansicht eine Kopfstütze 1 mit einem Träger 2, der aus einem Biegegelenkträger 2' zur automatischen und/oder manuellen Längsverstellung L in mindestens zwei, in 2A gezeigten, Freiheitsgraden F3 und F4 ausgebildet ist. Der Freiheitsgrad F3 entspricht einer Bewegung, insbesondere Längsverstellung L, im Wesentlichen parallel zur Längsachse X und der Freiheitsgrad F4 entspricht einer Schwenk- oder Neigungsbewegung. Dabei folgt die Kopfstütze 1, insbesondere der Kopfstützenkörper 3 als Auflageelement für einen Kopf K mittels des Biegegelenkträgers 2' einer Kopfbewegung B eines Nutzers. Zusätzlich optional kann die Kopfstütze 1 vertikal in Hochrichtung in einem Freiheitsgrad F5 verstellt werden.
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Insbesondere zeigen die 2A und 2B jeweils die Kopfstütze 1 in einer Ruhe-oder Ausgangsposition P1. Des Weiteren ist in 2A die Kopfstütze 1 in einer in Längsausrichtung nach vorne bewegten Verstellposition P2 gezeigt.
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Der erste Trägerbereich 2.1 ist mittels einer Abdeckhülse 9 in dem Lehnenrahmen 4.1 gehalten. In einer möglichen Weiterbildung umfasst der Träger 2 eine weitere Abdeckhülse 10, in welche die Abdeckhülse 9 steckbar ist und welche in der Sitzlehne 4 anordenbar ist. Insbesondere ist die Abdeckhülse 10 fest in der Sitzlehne 4 angeordnet. Der erste Trägerbereich 2.1 ist in der Abdeckhülse 9 eingesetzt. Insbesondere ist das als Gestell ausgebildete zwischenliegende Koppelglied K4 des ersten Trägerbereichs 2.1 in der Abdeckhülse 9 fixiert. Zur Höhenverstellung H ist die Abdeckhülse 9 beweglich in der lehnenfesten Abdeckhülse 10 angeordnet. Beispielsweise weist der erste Trägerbereich 2.1, insbesondere das als Gestell ausgebildete zwischenliegende Koppelglied K4, Fixierelemente 11 auf. Die Abdeckhülse 9 weist im Inneren zu den Fixierelementen 11 korrespondierende Fixiergegenelemente auf. Beispielsweise sind die Fixierelemente 11 in Form von Versteifungselementen, insbesondere Versteifungsarmen oder -schwertern, ausgebildet. Die Fixierelemente 11 sind einteilig mit dem ersten Trägerbereich 2.1 ausgebildet. Die Fixiergegenelemente sind beispielsweise in Form von Taschen an einer Innenwandung der Abdeckhülse 9 ausgebildet. Die Fixierelemente 11 sind in den Fixiergegenelementen eingesteckt und arretiert.
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2C zeigt eine Querschnittdarstellung des ersten Trägerbereichs 2.1. Insbesondere ist der Biegegelenkträger 2' achsensymmetrisch zur Symmetrieachse SA ausgebildet, insbesondere ist der Biegegelenkträger 2' spiegelsymmetrisch ausgebildet. Dabei weist das zentrale Koppelglied K3 zwei Kulissenführungen 5 auf. Die endseitigen Koppelglieder K1, K5 des ersten und zweiten Trägerbereichs 2.1, 2.2 weisen korrespondierend zu den Kulissenführungen 5 jeweils zwei in Richtung der Kulissenführungen 5 freistehende Seiten K1.1, K5.1 auf. Das Befestigungselement 6 ist durch beide Kulissenführungen 5 geführt.
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2D zeigt schematisch eine Explosionsdarstellung des Trägers 2 gemäß der 2A und 2B. Im Bereich des Drehschubgelenks G5 ist eine Verstellvorrichtung 12, insbesondere in Form einer Verriegelung, zum Feststellen der Kopfstütze 1 in eine der einstellbaren Positionen P1 bis Pn, wie in 3A, 3B und 5 gezeigt. Die Verstellvorrichtung 12 ist beispielsweise zur manuellen Verstellung der Kopfstütze 1 vorgesehen. Die Verstellvorrichtung 12 ist als eine Sperrklinke, Rastplatte mit Rastnasen oder Rastvorsprüngen 12.1 ausgebildet. Insbesondere ist die Verstellvorrichtung 12 beispielsweise ein herkömmliches Ratschengesperre, welches für Möbel eingesetzt wird.
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3A und 3B zeigen jeweils schematisch vergrößerte Darstellungen im Bereich des Drehschubgelenks G5 des Biegegelenkträgers 2', insbesondere des zweiten Trägerbereichs 2.2. 3B zeigt die geschlossene Kinematik des Mehrgelenkgetriebes und die Bewegungsschleife BS des Mehrgelenkgetriebes zur Verstellung und Verrastung der Kopfstütze 1 in einer der Positionen P1 bis Pn mittels der Verstellvorrichtung 12.
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4 zeigt schematisch die Antriebseinheiten 8.1, 8.2. Beispielsweise sind die Antriebseinheiten 8.1, 8.2 als Spindelantriebe, Zylinder- oder Schubantriebe ausgebildet. Die Antriebseinheit 8.2 zur elektrischen oder elektromechanischen Höhenverstellung H der Kopfstütze 1 ist beispielsweise innerhalb der Abdeckhülse 9 angeordnet. Mit einem unteren Ende der Antriebseinheit 8.2 ist diese gestellfest an der Sitzlehne 4 angeordnet. Mit einem anderen Ende der Antriebseinheit 8.2 ist diese mit dem ersten Trägerbereich 2.1 gekoppelt.
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5 zeigt die jeweilige Verstellbewegung der Koppelglieder K1 bis K5 und somit der Kopfstütze 1 in Abhängigkeit eines jeweiligen Verstellwinkels α bis δ der Biegegelenke G1 bis G4. Insbesondere sind Winkelbewegungen der Biegegelenke G1 bis G4 vergleichsweise klein. Ein Verstellwinkel ε des Drehschubgelenks G5 verändert sich in Abhängigkeit der Schubbewegung entlang der Kulissenführung 5. Der Verstellwinkel ε entspricht einer durch die endseitigen Koppelglieder K1, K5 zueinander ausgeführten Winkelbewegung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kopfstütze
- 2
- Träger
- 2'
- Biegegelenkträger
- 2.1
- Trägerbereich, insbesondere unterer Trägerbereich
- 2.2
- Trägerbereich, insbesondere oberer Trägerbereich
- 3
- Kopfstützenkörper
- 4
- Sitzlehne
- 4.1
- Lehnenrahmen
- 5
- Kulissenführung
- 6
- Befestigungselement
- 7
- Spritzgusswerkzeug
- 7.1
- Spritzgussform
- 8.1, 8.2
- Antriebseinheit
- 9, 10
- Abdeckhülse
- 11
- Fixierelement
- 12
- Verstellvorrichtung
- 12.1
- Rastvorsprung
- G5
- Drehschubgelenk
- AB
- Anbindungsbereich
- B
- Kopfbewegung
- BS
- Bewegungsschleife
- D
- Durchgangsöffnung
- F1 bis F5
- Freiheitsgrad
- G1 bis G4
- Biegegelenk
- G5
- Drehschubgelenk
- H
- Höhenverstellung
- K
- Kopf
- K1
- Koppelglied, insbesondere endseitiges Koppelglied
- K1.1
- freistehende Seite
- K2
- Koppelglied, insbesondere zwischenliegendes Koppelglied
- K3
- Koppelglied, insbesondere zentrales Koppelglied
- K3.1
- unterer Teil
- K3.2
- oberer Teil
- K4
- Koppelglied, insbesondere zwischenliegendes Koppelglied
- K5
- Koppelglied, insbesondere endseitiges Koppelglied
- K5.1
- freistehende Seite
- L
- Längsverstellung
- MD
- Materialverdünnung
- P1 bis Pn
- Position
- PF1, PF2
- Pfeil
- S
- Sitz
- SA
- Symmetrieachse
- Z1, Z2
- Zustand
- X
- Längsachse
- Y
- Querachse
- Z
- Vertikalachse
- α bis ε
- Verstellwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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