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Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für eine Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes. Die Kopfstütze weist einen Grundkörper und einen den Grundkörper umgebenden Schaumkörper auf, wobei der Schaumkörper der Kopfstütze in der üblichen Einbaulage der Kopfstütze eine Anlagefläche für den Hinterkopf des Kopfes einer den Fahrzeugsitz benutzenden Person aufweist.
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Der Aufbau einer Kopfstütze spielt in bekannter Weise eine maßgebliche Rolle bei der erwünschten Schutzwirkung, insbesondere bei der Vermeidung von Halswirbelsäulenverletzungen sowie dem Risiko eines auftretenden Schleudertraumas.
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Bekannt sind Kopfstützen, die einen Kopfkasten mit unterschiedlichen Geometrien aufweisen. Diese Kopfstützen erfüllen die weltweit verschiedenen Anforderungen für den Lastfall „Whiplash“ (langsamer Heckaufprall). Diese Anforderungen wurden in den letzten Jahren teilweise stark verschärft. Die Anforderungen von Whiplash-Lastfällen an Kopfstützen sind in den verschiedenen Bewertungsverfahren E-NCAP, im IIHS/C-IASI/Latin-NCAP, im FMVSS202a, im C-NCAP und J-NCAP über die Erfüllung beziehungsweise Einhaltung von Sicherheitsaspekten von Kopfstützen definiert.
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Kopfstützen der bisherigen Generationen weisen in einigen Ausführungen im Zentrum eine Vertiefung in X-Richtung, die der Bewegungsrichtung des Kopfes im Whiplash-Lastfall entspricht, auf. Diese Vertiefung wurde für den Whiplash entwickelt, um bei einer mittigen Trefferlage des Kopfes auf die Kopfstütze ideal den Kopf zu verzögern. Durch die neuen, verschärften Anforderungen, die auch durch die Berücksichtigung von sich verändernden Sitzeinstellungen entstehen, sind andere Impulse und Trefferlagen zu berücksichtigen. Mit anderen Worten, der Dummykopf, der stellvertretend für den Kopf einer Person im Crashtest, zur Untersuchung des Whiplash-Lastfalls begutachtet wird, trifft jetzt beispielsweise nicht mehr genau mittig in die bestehende Vertiefung. Das heißt zusammenfassend, bei den bisherigen Kopfstützen werden zur Erfüllung der Anforderungen verschiedene Trefferlagen des Dummykopfes auf die Kopfstütze unzureichend berücksichtigt. Dem Fachmann auf diesem Gebiet ist es bekannt, dass die Trefferlage des Kopfes auf der Kopfstütze im Whiplash-Lastfall bei der Whiplash-Performance der Kopfstütze eine große Rolle spielt.
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Es wird somit eine neuartige Kopfstütze gesucht, welche die gültigen Anforderungen hinsichtlich der Whiplash-Performance auf einem hinsichtlich des optimalen Schutzes der Kopfstütze für den Kopf eines Insassen über alle weltweit gültigen Whiplash-Lastfälle an Kopfstützen erfüllt.
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Der Erfindung liegt zusammengefasst die Aufgabe zugrunde eine Kopfstütze zu schaffen, welche die gesetzlichen Anforderungen, die im Zusammenhang mit Whiplash-Lastfällen, die in den dafür geltenden Bewertungsverfahren für Kopfstützen definiert sind, zu erfüllen.
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Der Stand der Technik bietet einen Ansatzpunkt, der darin besteht, die Kontur der Kopfstützen auf bestimmte Art und Weise auszubilden.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 000 426 A1 offenbart, eine Kopfstütze, deren Grundkörper auf einer der Anlagefläche zugewandten Seite eine Vertiefung aufweist, welche eine vertikal verlaufende Wölbung und eine horizontal verlaufende Wölbung aufweist. Die vertikal verlaufende Wölbung im Zusammenhang mit der Rampe gewährleistet, dass die Bewegung des Kopfes bezüglich des Grundkörpers beim Unfallgeschehen und damit bezüglich der Kopfstütze nach oben begrenzt ist, während die horizontal verlaufende Wölbung im Grundkörper beim Unfallgeschehen den Kopf zu beiden Seiten führt beziehungsweise so positioniert, dass der Kopf sich nicht bezüglich der Kopfstütze zur Seite wegbewegen kann. Es wird somit verhindert, dass beim Unfallgeschehen ein Moment in den Kopf eingeleitet wird, dass zu einer Drehung des Kopfes, und somit zu einer Bewegung des Kopfes um eine im Wesentlichen vertikale Achse führt.
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Die Kontur des Grundkörpers der Kopfstütze in vorteilhafter Weise hinsichtlich einer verbesserten Whiplash-Performance auf verschiedene Art und Weise auszugestalten, geht auch aus den Druckschriften
DE 10 2008 029 617 A1 ,
US 2013/0278027 A1 und
DE 10 2015 207 528 A1 hervor.
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Von diesem Stand der Technik ausgehend, wird nachfolgend die erfindungsgemäße Kopfstütze hinsichtlich ihrer Merkmale beschrieben und anhand der Figuren näher erläutert.
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Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, die insbesondere für eine Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes vorgesehen ist, wobei die Kopfstütze einen Grundkörper und einen den Grundkörper umgebenden Schaumkörper aufweist, wobei der Schaumkörper der Kopfstütze in der üblichen Einbaulage der Kopfstütze, in der eine Anlagefläche für den Hinterkopf des Kopfes einer den Fahrzeugsitz benutzenden Person aufweist. In dieser Einbaulage schützt die nachfolgend erläuterte erfindungsgemäße Kopfstütze den Aufsitzenden beziehungsweise den Fahrzeuginsassen in einem etwaigen Crash-Fall, bei dem insbesondere ein Whiplash-Lastfalls eintritt, vor Verletzungen im Nackenbereich, die bei einem Heckaufprall auf das Fahrzeug des Fahrzeuginsassen hervorgerufen werden können.
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Erfindungsgemäß handelt es sich um eine passive Sicherheitslösung durch eine spezifische Ausgestaltung der Kopfstütze, die mit sogenannten aktiven Kopfstützen kombiniert werden kann.
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Aktive Kopfstützen neigen sich beim Aufprall nach vorne, wodurch der Kopf eines Insassen an die Anlagefläche der Kopfstütze durch aktiv gesteuerte Systeme Millisekundenbereich heran geführt wird, um den Kopfabstand zwischen Kopf und Kopfstütze zu minimeren.
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Erfindungsgemäß ist eine Kopfstütze vorgesehen, bei der eine der Anlagefläche des Schaumkörpers zugewandte vordere Fläche des Grundkörpers durch zwei nebeneinander liegende Stege ausgebildet ist, deren Längsachsen sich in vertikaler Richtung erstrecken, wobei zwischen den Stegen ein Spalt ausgebildet ist, dessen Mittelachse sich im gleichen Abstand zu den Längsachsen der Stege ebenfalls in vertikaler Richtung erstreckt, wobei die vertikale Mittelachse des Spaltes mit der vertikalen Mittelachse der Kopfstütze übereinstimmt.
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Der Grundkörper ist steif ausgebildet. Der Grundkörper ist bevorzugt, jedoch nicht zwingend einteilig ausgebildet. Der Grundkörper besteht bevorzugt aus einem Kunststoff, er ist insbesondere als ein Kunststoffspritzgussteil ausgebildet.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die vorderen Flächen der Stege in einer Ausführungsform als ebene Anlageflächen ausgebildet.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die vorderen Flächen der Stege als konturierte Anlageflächen ausgebildet, wobei die Stege vertikal in z-Richtung verlaufende konkave Wölbungen aufweisen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, sind die vorderen Flächen der Stege in einer weiteren Ausführungsform als konturierte Anlageflächen ausgebildet, wobei die Stege horizontal in y-Richtung verlaufende konkave Wölbungen aufweisen.
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Werden die Ausführungsformen mit den konkaven Wölbungen kombiniert ausgeführt, ergibt sich gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Kopfstützen-Kontur im Bereich der Stege, bei der die vorderen Flächen der Stege erfindungsgemäß konturierte, geschüsselte Anlageflächen aufweisen, wobei die Stege als konturierte Anlageflächen sowohl vertikal in z-Richtung verlaufende konkave Wölbungen als auch horizontal in y-Richtung verlaufende konkave Wölbungen aufweisen.
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Die erfindungsgemäßen Effekte, die durch die spezifische Konturierung der Stege erreicht werden, sind in der Beschreibung näher erläutert.
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Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in vertikaler Richtung gesehen direkt unterhalb der Stege, im Anschluss an die Stege ein quer zu den Längsachsen der Stege verlaufender Nackenbalken angeordnet ist, dessen Längsachse in y-Richtung quer zu den Längsachsen der Stege verläuft.
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Bevorzugt ist die vordere Fläche des Nackenbalkens in einer Ausführungsform des Nackenbalkens als ebene Anlagefläche ausgebildet.
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In einer anderen Ausführungsform des Nackenbalkens ist bevorzugt vorgesehen, dass die vordere Fläche des Nackenbalkens als konturierte Anlageflächen ausgebildet ist, wobei der Nackenbalken eine horizontal in y-Richtung verlaufende konkave Wölbung aufweist. Diese Ausführungsform des Nackenbalkens wird insbesondere dann gewählt, wenn auch die Stege horizontal in y-Richtung verlaufende konkave Wölbungen aufweisen.
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Die Anlageflächen des Nackenbalkens und der Stege bilden eine gemeinsame Anlagefläche an der Vorderseite der Kopfstütze, die erfindungsgemäß in einer gemeinsamen Ebene (mit oder ohne konturierte Anlageflächen) liegend angeordnet sind.
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Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anlageflächen des Nackenbalkens und der Stege im Bereich ihres Zusammentreffens flächig, insbesondere vorsprungsfrei, stufenfrei beziehungsweise kantenfrei ineinander übergehen.
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Die Stege und der Nackenbalken sind erfindungsgemäß bevorzugt innerhalb eines Kopfstützenrahmens angeordnet, der den Grundkörper der Kopfstütze stabilisierend umrandet.
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Mit anderen Worten, die Kopfstütze ist bevorzugt als einteiliges stabiles Modul ausgebildet, bei dem innerhalb des Kopfstützenrahmens, die den Schutz des Kopfes des Insassen vorgesehenen Komponenten (Stege und Nackenbalken) angeordnet sind.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird die Stabilität des Kopfstützen-Moduls auch noch dadurch erzeugt, indem zwischen den Seitenflächen der Stege und dem Kopfstützenrahmen und/oder zwischen den Innenflächen der Stege und einem Spaltboden des Spaltes im Spalt und/oder zwischen der Unterseite des Nackenbalkens und dem Kopfstützenrahmen Versteifungen angeordnet sind, wie in der Beschreibung näher erläutert und in den Figuren gezeigt ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 einen einteiligen Grundkörper einer Vorderseite der erfindungsgemäßen Kopfstütze in einer perspektivischen Ansicht;
- 2A eine Draufsicht auf einen Fahrzeugsitz mit einer erfindungsgemäßen Kopfstütze auf dem eine Person aufsitzt, wobei der Kopf und die Kopfstütze in einer x*/y*-Ebene geschnitten dargestellt ist, wobei die x*/y*-Ebene in einer z-Höhe liegt, in der zu einem Auftreffzeitpunkt eines Whiplash-Lastfalls der höchste Auftreffpunkt des Kopfes der Person an der Vorderseite der Kopfstütze vorliegt;
- 2B eine vergrößerte Darstellung des in der x*/y*-Ebene geschnitten Kopfbereiches der Person und der Kopfstütze gemäß 2A;
- 3A einen Schnitt A-A durch den Fahrzeugsitz und durch die Person und die erfindungsgemäße Kopfstütze gemäß 2B, wobei der Kopf und die Kopfstütze in derjenigen x/z-Ebene geschnitten dargestellt ist, in der die zentrale, mittige Längsachse Z gemäß 1 der Kopfstütze verläuft, wobei der Kopf zu dem Auftreffzeitpunkt des Whiplash-Lastfalls mit dem höchsten Auftreffpunkt des Kopfes der Person an der Vorderseite der Kopfstütze dargestellt ist;
- 3B eine vergrößerte Darstellung des Schnittes A - A, des in der x/z-Ebene geschnitten Kopfbereiches der Person und der Kopfstütze gemäß 3A.
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Für die Zwecke der Beschreibung soll eine horizontale Richtung de der Kopfstütze mit „x“ bezeichnet werden. Mit „y“ wird die Richtung in der Horizontalen orthogonal zur x-Richtung bezeichnet, und mit „z“ wird die Richtung in der Vertikalen der Kopfstütze orthogonal zur x-Richtung bezeichnet. Es ergeben sich somit gedachte horizontale x/y-Ebenen (x*/y*-Ebene, x'/y'-Ebene, welche die Kopfstütze in verschiedenen Ebenen schneiden. Der Schnitt A - A gemäß den 3A und 3B liegt in einer vertikalen x/z-Ebene, welche die horizontalen x/y-Ebenen (x*/y*-Ebene; x'/y'-Ebene) orthogonal schneidet. Innerhalb aller Figuren werden nachfolgend die gleichen Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet, wobei gegebenenfalls nicht in jeder Figur erneut alle bereits vorgestellten Bauteile anhand der Bezugszeichen nochmals erläutert werden.
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Die 1 zeigt einen einteiligen Grundkörper einer Vorderseite V einer beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellten erfindungsgemäßen Kopfstütze 100 in einer perspektivischen Ansicht.
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Der Grundkörper der Kopfstütze 100 weist erfindungsgemäß eine spezifische Geometrie beziehungsweise eine spezifische Außenkontur auf, die erfindungsgemäß entwickelt und festgelegt worden sind, um die Whiplash-Anforderungen gemäß der obigen Aufgabenstellung zu erfüllen. Die Grundkontur beziehungsweise der Grundkörper der Kopfstütze 100 erinnert an einen Kasten, so dass der Grundkörper auch als Kopfkasten bezeichnet wird.
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Vorgesehen ist, dass der Kopfkasten, der nachfolgend noch detailliert erläutert wird, für verschiedene Fahrzeugsitze zum Einsatz kommt, deren Packmaße unterschiedlich ist.
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Unter dem Packmaß werden die Maße eines Fahrzeugsitzes verstanden, die in einer Normalposition des Fahrzeugsitzes einer darauf aufsitzenden Person unterschiedliche Maße aufweisen, so dass beispielsweise ein aus den Auslegungsbedingungen von Fahrzeugsitzen bekannter H-Punkt der Person beim Aufsitzen auf dem Fahrzeugsitz gegenüber der Kopfstütze 100 unterschiedlich sein kann.
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Auf den H-Punkt und die Bedeutung des nicht einheitlichen H-Punktes von Fahrzeugsitzen mit unterschiedlichem Packmaß gegenüber der Kopfstütze 100 wird nachfolgend noch eingegangen.
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Der in 1 dargestellte Kopfkasten weist eine bestimmte Höhe auf, die sich in z-Richtung erstreckt. Die Breite des Kopfkastens erstreckt sich in y-Richtung, während sich die Tiefe des Kopfkastens in x-Richtung erstreckt.
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Der Kopfkasten weist eine rahmenartige Umrandung auf, die nachfolgend als Kopfstützenrahmen bezeichnet wird, und mit dem Bezugszeichen 101 versehen ist. Im Bereich des Kopfstützenrahmens 101 sind gegenüberliegend Vorderflächen- und Rückenflächen-Konturen und innerhalb des Kopfstützenkastens sind Bauräume vorgesehen, in denen beispielsweise ein Verstellmechanismus 102 zur Höhenverstellung des Kopfkastens der Kopfstütze 100 mit seinen Komponenten angeordnet ist.
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Der Verstellmechanismus 102 ist nicht Gegenstand dieser Erfindung. Grundsätzlich besteht über den Verstellmechanismus 102 die Möglichkeit, den Kopfkasten gegenüber den dargestellten Kopfstützen-Haltestangen 20 in z-Richtung zu verstellen, indem das in 1 gezeigte Betätigungselement betätigt wird, so dass der Kopfkasten gegenüber den Kopfstützen-Haltestangen 20 verriegelbar und höhenverstellbar ist.
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Die Kopfstützen-Haltestangen 20 werden in Kopfstützen-Führungsteilen 10 geführt, wobei die Kopfstützen-Führungsteile 10 in der Struktur einer Rückenlehne 3 (vergleiche die nachfolgenden 2A, 2B) angeordnet sind.
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Für die weiteren Erläuterungen wird davon ausgegangen, dass die Kopfstütze 100 an den Kopfstützen-Haltestangen 20 in einer Auslegungsposition angeordnet ist, das heißt insbesondere in der Mittellage der Kopfstütze 100 an den Kopfstützen-Haltestangen 20 angeordnet ist, bei der eine Höhenverstellung um jeweils einen halben Betrag des Gesamtbetrages in z-Richtung nach oben und nach unten möglich ist.
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Die für die Whiplash-Performance entwickelten konturierten Komponenten des Kopfkastens sind (vergleiche 1) insbesondere zwei vertikal verlaufende Stege 104, ein dazwischen liegender Spalt 105 und ein horizontal verlaufender Nackenbalken 103.
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Vorgesehen ist, dass zwischen den Stegen 104 ein vertikal verlaufender Spalt ausgebildet ist, der jedoch nicht zur Rückseite der Kopfstütze 100 hin offen ist, sondern als spaltartige Vertiefung mit einem Spaltboden 105.1 ausgebildet ist, die insbesondere in 2B deutlich wird.
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Die Stege 104 weisen jeweils eine Vorderfläche 104V auf. Die Vorderflächen 104V sind in einer Ausführungsform gerade ebene Flächen, die in der y/z-Ebene liegen und die Anlagefläche für den hinteren Bereich des Kopfes K einer Person P bilden.
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Durch die stegartige Ausbildung der Stege 104 weisen die Stege 104 jeweils Seitenflächen 104S auf, die zum Kopfstützenrahmen 101 hin angeordnet sind.
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Zudem weisen die Stege 104 Innenflächen 1041 auf, die den Spalt 105 zwischen den Stegen 104 ausbilden, wobei die Innenflächen 1041 in einer abgerundeten Kontur in den Spaltboden 105.1 übergehen. Die Seitenflächen 104S gehen ebenfalls in einer Art abgerundeten Kontur in den Kopfstützenrahmen 101 über, wie ebenfalls in 2B gut ersichtlich ist.
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Der Spalt 105 erstreckt sich gemäß 1 in z-Richtung, wobei die Mittelachse Z des Spaltes 105, die gleichzeitig der Mittelachse der Kopfstütze 100 in vertikaler Längserstreckung z bildet, mittig durch den vertikal angeordneten Spalt 105 verläuft.
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Die Länge des Spaltes 105 in vertikaler Richtung z wird durch die Unterseite des oberen Rahmenbereiches des Kopfstützenrahmens 101 und die Oberseite des Nackenbalkens 103 definiert. Der Nackenbalken 103 erstreckt sich in horizontaler Richtung y zwischen den seitlichen Rahmenbereichen des Kopfstützenrahmens 101 und bildet eine Anlagefläche für den Nacken einer auf dem Fahrzeugsitz 1 aufsitzenden Person.
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Die Anlagefläche des Nackenbalkens 103 liegt analog zu den Stegen 104 in der y/z-Ebene, wobei vorgesehen ist, das die Anlagefläche der Stege 104, das heißt die Vorderflächen 104V, in die Vorderfläche 103V des Nackenbalkens übergeht.
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Die Vorderfläche 103V des Nackenbalkens 103 ist in einer Ausführungsform ebenfalls eine gerade ebene Fläche, die in der y/z-Ebene liegt und die Anlagefläche für den Nackenbereich des Kopf-/Halsbereiches der Person P bildet.
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Mit anderen Worten, zwischen den Anlageflächen 104V der Stege 104 und der Anlagefläche 103V des Nackenbalkens 103 sind keine Vorsprünge, Stufen oder Kanten ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anlagefläche des Nackenbalkens 103, das heißt seine zur Person P gerichtete Vorderfläche 103V, eine horizontal in y-Richtung verlaufende konkave Wölbung aufweist. Der tiefste Punkt dieser horizontal verlaufenden konkaven Wölbung befindet sich somit im Bereich der Z-Achse, welche den Nackenbalken 103 in vertikaler Richtung z schneidet.
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Analog dazu ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass auch die Anlageflächen, das heißt die Vorderflächen 104V der Stege 104, jeweils eine horizontal verlaufende konkave Wölbung aufweisen, so dass der tiefste Bereich der Stege 104 entlang einer Mittelachse der Stege 104 verlaufend ausgebildet ist.
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Dabei ist vorgesehen, dass die horizontal verlaufende konkave Wölbung des Nackenbalkens 103 und die horizontal verlaufenden konkaven Wölbungen der Stege 104 in dem Bereich, in dem sich die Stege 104 und der Nackenbalken 103 treffen, wiederum kantenfrei beziehungsweise vorsprungsfrei ineinander übergehen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zusätzlich vorgesehen, dass die Anlagefläche, das heißt die Vorderflächen 104V der Stege 104, zusätzlich jeweils eine vertikal verlaufende konkave Wölbung aufweisen, wobei der tiefste Bereich dieser vertikal verlaufenden konkaven Wölbung dann entlang der sich quer in y-Richtung durch die Stege 104 verlaufende Mittelachse ausgebildet sind.
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Mit anderen Worten, die Stege 104 sind in einer Kombination der Ausführungsformen in einer Ausführungsform sowohl vertikal verlaufend konkav gewölbt als auch horizontal verlaufend konkav gewölbt und sind somit in einer Art Schüssel ausgebildet, so dass von einer Schüsselung der Stege 104 gesprochen wird, deren tiefster Punkt an einer Stelle liegt, der dadurch definiert ist, dass er auf einer vertikalen Mittelachse der Stege 104 an derjenigen Stelle angeordnet ist, in der die Stege 104 durch die quer in y-Richtung verlaufende horizontale Mittelachse der Stege 104 geschnitten wird.
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Auch bei dieser Ausgestaltung, in der die Stege 104 gemäß der beschriebenen Ausführungsform geschüsselt ausgebildet sind, ist vorgesehen, dass zwischen dem Nackenbalken 103 und den Stegen 104, das heißt im Bereich ihres Zusammentreffens keinerlei Kanten oder Vorsprünge ausgebildet werden.
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Zur Vervollständigung wird ausgeführt, dass die Stabilität der Struktur des Kopfkastens durch Versteifungen 106, 107, 108 erhöht und damit verbessert wird, wobei stegartige Versteifungen innerhalb des Spaltbodens 105.1 (vergleiche 2B) und zwischen den Seitenflächen 104S und dem Kopfstützenrahmen 101 sowie zwischen der Unterseite des Nackenbalkens 103 und dem Kopfstützenrahmen 101 angeordnet sind.
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In 1 ist eine (obere) Schnittebene x*/y* verdeutlicht, in welcher der Kopfkasten der Kopfstütze 100 gemäß den 2A und 2B geschnitten dargestellt ist.
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Ferner ist eine weitere (untere) Schnittebene x'/y' dargestellt, die unterhalb der Schnittebene x*/y* angeordnet ist, und die in einem vertikale Abstand zH zu der Schnittebene x*/y* liegt.
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Der Abstand zH definiert den möglichen Maximalbetrag einer möglichen H-Punkt-Verschiebung von aufsitzenden Person P unterschiedlicher Größe, die auf Fahrzeugsitzen 1 mit unterschiedliche Packmaßen aufsitzen, wie nachfolgend anhand der weiteren Figuren noch detailliert erläutert wird.
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2A zeigt eine Draufsicht auf den Fahrzeugsitz 1 mit der erfindungsgemäßen Kopfstütze 100 auf dem die Person P aufsitzt, wobei der Kopf K und die Kopfstütze 100 in der x*/y*-Ebene geschnitten dargestellt ist, wobei die x*/y*-Ebene in einer z-Höhe liegt, in der beispielhaft zu einem Auftreffzeitpunkt nach dem Eintritt eines Whiplash-Lastfalls, der höchste Auftreffpunkt des Kopfes K der Person P an der Vorderseite V der Kopfstütze 100 vorliegt.
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Die 2B zeigt eine vergrößerte Darstellung des in der x*/y*-Ebene geschnitten Kopfbereiches der Person P und der Kopfstütze 100 gemäß 2A, wobei die 2A und 2B nachfolgend in einer Zusammenschau erläutert werden.
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Die 2A zeigt den Fahrzeugsitz 1, umfassend ein Sitzteil 2 und die Rückenlehne 3, auf dem die Person aufsitzt, wobei die H-Punkt-Achse YH im Hüftbereich der Person P eingezeichnet ist.
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Der Kopf K und die Kopfstütze 100 sind, wie in 2B verdeutlicht wird, in einer Trefferlage dargestellt. Bei dieser Trefferlage trifft der Anlagebereich des Hinterkopfes des Kopfes K der Person P in einem höchsten (in vertikaler z-Richtung gesehen) liegenden Bereich auf die Kopfstütze 100 auf.
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Der Anlagebereich des Hinterkopfes des Kopfes K liegt somit in der Schnittebene x*/y*, in der die höchste Trefferlage des Kopfes K der Person P auf die Kopfstütze gerade noch möglich ist.
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Die 2B zeigt den geschnittenen Kopfkasten, der von einem Schaumkörper 110 aus Schaum umgeben ist, wobei der Schaumkörper 110 schließlich mit einem Bezug 111 versehen ist.
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Im Schnitt (2B) sind somit die Stege 104 und der zwischen den Stegen 104 liegende Spalt 105 sichtbar. Der unterhalb der Stege 104 in z-Richtung gesehen liegende Nackenbalken 103 ist in 2B nicht sichtbar. In dieser Schnittdarstellung gemäß 2B sind die leichten, horizontal verlaufenden konkaven Wölbungen der Stege 104 verdeutlicht.
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Die 3A zeigt einen Schnitt A-A durch den Fahrzeugsitz 1 und durch die Person P und die erfindungsgemäße Kopfstütze 100 gemäß 2B, wobei der Kopf K und die Kopfstütze 100 in derjenigen x/z-Ebene geschnitten dargestellt ist, in der die zentrale, mittige Längsachse Z gemäß 1 der Kopfstütze verläuft, wobei der Kopf K zu dem beispielhaften Auftreffzeitpunkt nach Eintritt eines Whiplash-Lastfalls mit dem höchsten Auftreffpunkt des Kopfes K der Person P an der Vorderseite V der Kopfstütze 100 dargestellt ist.
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Die 3B zeigt eine vergrößerte Darstellung des Schnittes A - A, des in der x/z-Ebene geschnitten Kopfbereiches der Person P und der Kopfstütze 100 gemäß 3A.
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Gemäß der Schnittlinie A-A gemäß 2B sind der Fahrzeugsitz 1 und die Person P sowie die Kopfstütze 100 in den 3A und 3B geschnitten dargestellt. Die Trefferlage des Hinterkopfes des Kopfes K der Person P an der Anlagefläche der Kopfstütze 100 befindet sich ebenfalls wie in den 2A und 2B in der Schnittebene x*/y*, das heißt in der in vertikaler Richtung gesehen höchsten möglichen Trefferlage. In 3A ist analog zu der Achse YH gemäß 2A der Hüftpunkt H der Person P im Schnitt A- A dargestellt.
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Anhand dieser 3A und 3B wird verdeutlicht, dass die Anlageflächen 103V, 104V der Stege 104 und des Nackenbalkens 103 ineinander übergehen, wobei insbesondere die Stege 104 in den 3A und3B erkennbar zumindest in vertikal verlaufender Richtung konkav gewölbt sind. Das Bezugszeichen 104 verweist in 3B auf die Stege, die in vertikal verlaufender Richtung konkav gewölbt ausgebildet sind.
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In 3B ist wiederum das Maß zH eingetragen, welches den Betrag einer möglichen H-Punkt-Verschiebung verdeutlicht, bei dem stets noch eine optimierte erfindungsgemäße Trefferlage des Hinterkopfes der Person P an den Anlageflächen 103V, 104V eintritt beziehungsweise sicher gestellt ist.
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Anhand der 1 bis 3B werden nachfolgend die erfindungsgemäßen Effekte in einer Zusammenschau der Figuren noch weiter erläutert.
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Zunächst wird noch einmal auf den H-Punkt, den Hüftpunkt H der Person P in 3A eingegangen.
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Durch Veränderung des Packmaßes des Fahrersitzes 1, das heißt durch unterschiedliche Höhen des Sitzteils Z von unterschiedlichen Fahrzeugsitzen 1 gegenüber der oben definierten Auslegungsposition der Kopfstütze 100, verändert sich der Hüftpunkt H der Person P.
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Eine andere Ursache, durch die sich der Hüftpunkt H verändert, liegt darin, dass die Personen P, die auf einem Fahrzeugsitz 1 aufsitzen, selbstverständlich unterschiedlich gebaut sein können, so dass sich auch hier von einer Person P zur anderen unterschiedliche Hüftpunkte H ergeben.
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In Abhängigkeit des jeweiligen Packmaßes des Fahrzeugsitzes 1 und/oder der Hüftpunktlage der Hüftpunkte H der unterschiedlichen Personen P, verschiebt sich in Bezug auf die definierte Auslegungsposition der Kopfstütze 100 gegenüber den Kopfstützen-Haltestangen 20 somit die Trefferlage des Hinterkopfes des Kopfes K der Person P in z-Richtung, so dass verschiedene sich in vertikaler Richtung erstreckende Trefferlagen des Kopfes K auf die Kopfstütze 100 die Folge sind, die erfindungsgemäß berücksichtigt werden.
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Erfindungsgemäß ist deswegen ein relativ großer Anlagebereich in vertikaler z-Richtung ausgebildet, der in vertikaler z-Richtung durch den Betrag zH definiert ist.
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Mit anderen Worten, zwischen der Oberseite des Nackenbalkens 103 und der Unterseite des Kopfstützenrahmens 101 wird ein relativ langer vertikaler Bereich ausgebildet, der bei einer Verschiebung des Hüftpunktes H nach unten ↓ -z-Richtung oder nach oben ↑ +z-Richtung stets noch eine Trefferlage im Bereich der Stege 104 ermöglicht. Das heißt, es ist in einem relativ großen Bereich eine Veränderung des Packmaßes des Fahrzeugsitzes 1 und eine Veränderung der Größe der aufsitzenden Personen P bei dieser Kopfstütze 100 sichergestellt, dass stets eine gute Whiplash-Performance vorliegt, da in jeder Trefferlage eine gleiche Wirkung auf den Hinterkopf des Kopfes K zum Schutz vor einem Whiplash, von der Anlagefläche 104V der Stege 104 ausgehend, erzielt wird. Die Kontur der Anlagefläche 104V der Stege 104 weist dabei eine Kontur auf, die einer der zuvor erläuterten Ausführungsformen entspricht, wobei sich die Kontur der Anlagefläche 104V der Stege 104 in dem relativ langen vertikalen Bereich, dessen Länge durch den Betrag zH definiert ist, erstreckt.
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In jeder Trefferlage trifft der Hinterkopf des Kopfes K der Person P in vorteilhafter und optimaler Weise zwischen den die spezifische Kontur gemäß mindestens einer der Ausführungsform aufweisenden Stegen 104 auf den Spalt 105. Nachdem der Hinterkopf des Kopfes K der Person P in einem Crashfall den Schaumkörper 110 verformt hat, trifft der Hinterkopf der Person somit („packmaßabhängig“ und/oder „personengrössenabhängig“ oder zusammengefasst „H-Punktabhängig“) in jeder sich in vertikaler Richtung verändernder Trefferlage auf den Spalt 105, der von dem Spalt 105 in der zentralen Lage entlang der Z-Achse zentriert wird. Dadurch wird ein Drehmoment des Nackens bzw. des Halses der Person P ausgehend von der Z-Achse Z nach links und rechts in y-Richtung zumindest verringert.
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Diese Wirkungsweise entfaltet sich in vorteilhafter Weise bereits durch die Ausgestaltung der Kopfstütze 100, unabhängig davon, ob die Stege 104 gewölbt ausgebildet sind oder nicht.
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In bevorzugter Ausgestaltung trägt die konkave Wölbung der Stege 104 in vorteilhafter Weise in horizontal verlaufender Richtung y zusätzlich dazu bei, im Crash-Fall, das heißt im Whiplash-Lastfall den Hinterkopf des Kopfes K der Person P auf der vertikalen Z-Achse der Kopfstütze 100 zu zentrieren.
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Hinzukommt in vorteilhafter Weise, dass nicht nur eine Zentrierung auf der Z-Achse stattfindet, wenn die Stege 104 auch in vertikal verlaufender Richtung konkav gewölbt sind.
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Je nach Trefferlage, in vertikaler Richtung z gesehen, tragen nämlich die vertikal konkav verlaufenden Wölbungen dazu bei, dass der Hinterkopf des Kopfes K der Person P durch die konkave Form der Stege 104 in vertikaler z-Richtung innerhalb der vertikalen z-Richtung zur Mitte der Kopfstütze 100 hin geschoben wird.
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Mit anderen Worten, der Hinterkopf des Kopfes K der Person P wird im Whiplash-Lastfalls stets je nach Ausführungsform der Kopfstütze 100 zu dem tiefsten Punkt der vertikalen und/oder horizontalen konkaven Wölbung der Stege hin verlagert, da der Hinterkopf des Kopfes K je nach vertikaler Trefferlage auf die konkaven Wölbung/en der Stege 104 trifft
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Mit noch anderen Worten, die vertikal konkav verlaufenden Wölbungen der Stege 104 verschieben den Hinterkopf des Kopfes K bei einer oberen Trefferlage, beispielsweise im Bereich der Schnittebene x*/y* nach unten ↓ -z, während die vertikal verlaufenden konkaven Wölbungen der Stege 104 bei einer tiefsten Trefferlage x'/y' den Hinterkopf des Kopfes K nach oben ↑ +z verschieben.
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Die horizontal konkav verlaufenden Wölbungen der Stege 104 verschieben den Hinterkopf des Kopfes K unabhängig von der vertikalen Trefferlage, im Bereich zwischen den Schnittebenen x*/y* und x'/y' stets in Richtung der vertikalen Z-Achse der Kopfstütze 100, wodurch der Kopf K der Person P im Whiplash-Lastfall vertikal zentriert wird.
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Insgesamt trägt die Schüsselung der Stege 104, bei der sowohl vertikal als auch horizontal verlaufende konkave Wölbungen ausgebildet sind, dazu bei, den Hinterkopf mit seiner Gesamtanlagefläche je nach Trefferlage in die Schüssel hinein zu verlagern, wobei schon durch die Schüsselung eine Zentrierung des Kopfes K in vertikaler z-Richtung als auch horizontaler z-Richtung bewirkt wird, wobei in vorteilhafter Weise gleichzeitig eine Aufnahme und Zentrierung des Hinterkopfes des Kopfes K innerhalb des Spaltes 105 in x-Richtung bewirkt wird. Durch die Beschreibung wird deutlich, dass durch die erfindungsgemäße Lösung im Whiplash-Lastfalls eine Positionierung des Kopfes K im dreidimensionalen Raum x, y, z in einem großen vertikalen Trefferlagebereich an der Kopfstütze 100 möglich ist, die den Anforderungen der verschiedenen Bewertungsverfahren E-NCAP, im IIHS/C-IASI/Latin-NCAP, im FMVSS202a, im C-NCAP und J-NCAP entspricht.
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Das erfindungsgemäße Kopfstützenmodul zeichnet sich zusammenfassend dadurch aus, dass Hüftpunkt-Veränderungen und Packmaß-Veränderungen vorliegen können, ohne dass sich die Wirkungsweise der Kopfstütze 100 verschlechtert, da unterschiedliche Trefferlagen, die über einen großen vertikalen und auch horizontalen Bereich streuen, von der Stegen 104 und dem Spalt 105 dahingehend kompensiert werden, indem durch die mehrdimensionale Positionierung des Kopfes K im dreidimensionalen Raum x, y, z im Whiplash-Lastfalls eine Optimierung der Lage des Kopfes K an der Kopfstütze 100 bewirkt wird.
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Durch die relativ weit vorne in der Kopfstütze 100 liegenden Anlagebereichen der Stege 104, deren Anlageflächen 104V im Wesentlichen im Bereich der Anlagefläche 103V des Nackenbalkens 103 liegen, wird zudem ein sehr geringer Kopfstützenabstand zwischen der Vorderfläche 103V, 104V des Kopfkastens und der Auftrefffläche des Kopfes K der Person P auf die Kopfstütze 100 gewährleistet, wodurch die erfindungsgemäßen vorteilhaften Effekte nach Überwindung eines kurzes Verlagerungsweges des Kopfes K der Person P in vorteilhafter Weise unter Verringerung des sogenannte Peitschen-Effektes eintreten.
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Die Kopfstütze 100 erfüllt somit alle derzeit geltenden Whiplash-Anforderungen der verschiedenen Bewertungsverfahren unter Berücksichtigung von zum Einsatz kommenden verschiedenen Strukturen (Packmaße) unterschiedlicher Fahrzeugsitze 1 und den auf den Fahrzeugsitzen 1 aufsitzenden Personen P mit unterschiedlichen Körpermaßen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsitz
- 2
- Sitzteil
- 3
- Rückenlehne
- 10
- Kopfstützen-Führungsteil
- 20
- Kopfstützen-Haltestangen
- 100
- Kopfstütze
- 101
- Kopfstützenrahmen
- 102
- Verstellmechanismus
- 103
- Nackenbalken
- 103V
- Vorderfläche
- 104
- Stege
- 104V
- Vorderfläche
- 104S
- Seitenfläche
- 1041
- Innenfläche
- 105
- Spalt
- 105.1
- Spaltboden
- 106
- Versteifung (Spaltboden)
- 107
- Versteifung (Stege)
- 108
- Versteifung (Nackenbalken)
- 110
- Schaumkörper
- 111
- Bezug
- zH
- Betrag der möglichen H-Punkt-Verschiebung
- x*/y*
- Ebene der höchsten Trefferlage
- x'/y'
- Ebene der tiefsten Trefferlage
- A-A
- Schnittebene
- H
- Hüftpunkt
- K
- Kopf
- P
- Person
- YH
- Achse des Hüftpunktes
- Z
- Mittelachse des Spaltes der Kopfstütze
- x
- Richtung in der Horizontalen quer zur y-Richtung
- y
- Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung
- z
- Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung
- Z
- Mittelachse der Kopfstütze in vertikaler Längserstreckung der Kopfstütze
- ZH
- Höhendifferenz zwischen der höchsten und tiefsten vertikalen Auftrefflage
- x/y-Ebene
- horizontale Ebene
- x*/y*-Ebene
- horizontale Ebene in der höchsten vertikalen Auftrefflage des Kopfes
- x*/y*-Ebene
- horizontale Ebene in der tiefsten vertikalen Auftrefflage des Kopfes
- A - A
- Schnitt in der x/z-Ebene orthogonal zu den x/y-Ebenen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012000426 A1 [0008]
- DE 102008029617 A1 [0009]
- US 2013/0278027 A1 [0009]
- DE 102015207528 A1 [0009]
