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Die Erfindung betrifft eine Kopfstützenanordnung
für einen
Kraftfahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine derartige Kopfstützenanordnung
umfasst ein Lehnengestell für
eine Rückenlehne
des Kraftfahrzeugsitzes, das sich entlang einer Lehnenlängsrichtung
erstreckt; eine Oberkante des Lehnengestells, die das Lehnengestell
in einer aufrechten Funktionsposition in Lehnenlängsrichtung nach oben begrenzt;
eine am Lehnengestell in Lehnenlängsrichtung
oberhalb der Oberkante des Lehnengestells angeordnete (höhenverstellbare)
Kopfstütze
mit einem Kopfstützenkörper; ggf.
eine Einrichtung zum Einstellen der Höhe der Kopfstütze durch
Verschieben des Kopfstützenkörpers entlang
der Lehnenlängsrichtung;
sowie zusätzlich
eine Einrichtung zum Verschwenken der Kopfstütze in einem Crash-Fall, um den
Kopfstützenkörper in
Richtung auf den Kopf eines auf dem entsprechenden Kraftfahrzeugsitz
befindlichen Fahrzeuginsassen zu bewegen.
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Durch die mittels einer Schwenkbewegung erzeugte
Verlagerung der Kopfstütze
in einem Crash-Fall nach vorne und nach oben soll eine verbesserte
Abstützung
des Kopfes und Nackenbereiches des Fahrzeuginsassen in einem Crash-Fall
erreicht werden.
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Unter der aufrechten Funktionsposition
des Lehnengestells wird vorliegend eine Position des Lehnengestells
verstanden, in der sich dieses – bezogen
auf den in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des entsprechenden
Fahrzeugsitzes – im
Wesentlichen entlang der vertikalen Fahrzeugachse erstreckt.
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Unter der Lehnenlängsrichtung des Lehnengestells
wird diejenige Richtung verstanden, entlang der sich die Wirbelsäule eines
auf dem entsprechenden Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen
erstreckt. Befindet sich das Lehnengestell in seiner aufrechten
Funktionsposition, so verläuft
die Lehnenlängsrichtung
im Wesentlichen entlang der vertikalen Fahrzeugachse.
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Eine Kopfstützenanordnung der eingangs genannten
Art ist aus der
DE
100 51 344 C1 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung schwenkt
die Kopfstütze
um eine fiktive (virtuelle) horizontale Achse, die während der
Schwenkbewegung von einer Position, in der sie sich vor der Kopfstütze befindet,
nach unten in eine Position wandert, in der sie sich vor dem Lehnengestell
befindet. Demnach verläuft
die Schwenkachse der Kopfstütze
bei der bekannten Anordnung zu Beginn der Schwenkbewegung in einer horizontalen
Ebene, die die Kopfstütze
schneidet, und am Ende der Schwenkbewegung in einer horizontalen
Ebene, die die Rückenlehne
des entsprechenden Kraftfahrzeugsitzes in einem Bereich schneidet,
der zum Abstützen
des Rückens
eines Fahrzeuginsassen dient.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine
Kopfstützenanordnung
der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.
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Dieses Problem wird durch die Schaffung
einer Kopfstützenanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Danach liegt die Schwenkachse, um
die die Kopfstütze
in einem Crash-Fall verschwenkt wird, während der gesamten Schwenkbewegung
der Kopfstütze – in Lehnenlängsrichtung
betrachtet – oberhalb
der Oberkante des Lehnengestells oder zumindest auf gleicher Höhe wie die
Oberkante des Lehnengestells.
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Dadurch, dass sich die Schwenkachse
der Kopfstütze
während
der Schwenkbewegung oberhalb der Oberkante des Lehnengestells in
horizontaler Richtung (senkrecht zur Lehnenlängsrichtung bzw. zur vertikalen
Fahrzeugachse) erstreckt, lässt sich
erreichen, dass die Schwenkbewegung der Kopfstütze nicht durch eine Kollision
der Kopfstütze mit
dem Sitzpolster beeinflusst werden kann. Die Kopfstütze bewegt
sich daher in einem Crash-Fall definiert und zuverlässig entlang
einer vorgegebenen Bahn, die ein optimales Abstützen des Kopfes eines zu schützenden
Fahrzeuginsassen ermöglicht.
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Als eine sich oberhalb der Oberkante
des Lehnengestells erstreckende Achse bildet die Schwenkachse der
Kopfstütze
eine virtuelle (fiktive) Achse, die außerhalb der Lagerstellen liegt, über die die
Kopfstütze
am Lehnengestell schwenkbar angeordnet ist. Auch im Rahmen der vorliegenden
Erfindung kann eine Bewegung der Schwenkachse während des crash-bedingten Verschwenkens
der Kopfstütze
erfolgen. Die Schwenkachse verbleibt dabei jedoch stets oberhalb
der Oberkante des Lehnengestells.
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Die Schwenkbewegung erfolgt derart,
dass der Kopfstützenkörper einerseits
in Lehnenlängsrichtung
nach oben und andererseits quer zur Lehnenlängsrichtung nach vorne bewegt
wird, um den Kopf eines Fahrzeuginsassen in einen Crash-Fall abzustützen.
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Die Einrichtung zur Einstellung der
Höhe der Kopfstütze in Lehnenlängsrichtung
weist mindestens eine Führungsstange,
vorzugsweise zwei Führungsstangen
auf, die in Lehnenlängsrichtung
verschieblich gelagert sind und an denen der Kopfstützenkörper festgelegt
ist. Die Führungsstangen
können
insbesondere an einer am Lehnengestell vorgesehenen Grundplatte
längsverschieblich
geführt
sein.
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Die Einrichtung zum crash-bedingten
Verschwenken der Kopfstütze
dient in diesem Fall zum Verschwenken der Führungsstangen, die bei ihrer Schwenkbewegung
den Kopfstützenkörper mitnehmen.
Die Einrichtung zum Verschwenken der Kopfstütze kann hierbei insbesondere
an der Grundplatte angreifen, an der die Führungsstangen der Kopfstütze längsverschieblich
geführt
sind und diese Grundplatte derart verschwenken, dass die gewünschte Schwenkbewegung
der Kopfstütze
erzeugt wird.
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Die Einrichtung zur Einstellung der
Höhe der Kopfstütze entlang
der Lehnenlängsrichtung
sowie die Einrichtung zum Verschwenken der Kopfstütze in einem
Crash-Fall können
zu einer Baueinheit zusammengefasst sein, die sich vorzugsweise
außerhalb des
Lehnengestells montieren und dann komplett vormontiert in das Lehnengestell
einbauen lässt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung verläuft
die Schwenkachse der Kopfstütze derart
oberhalb der Oberkante des Lehnengestells, dass sie die Führungsstangen
der Kopfstütze
schneidet. Sie liegt somit in der durch die Führungsstangen definierten Ebene.
Die Schwenkachse liegt dann also nicht nur in Lehnenlängsrichtung
oberhalb der Oberkante des Lehnengestells, sondern ist darüber hinaus
derart bezüglich
des Lehnengestells angeordnet, dass eine die Schwenkachse schneidende,
sich in Lehnenlängsrichtung
erstreckende Gerade durch die Oberkante des Lehnengestells hindurch
verläuft.
Die Schwenkachse liegt demnach in einer gedachten Verlängerung
des Lehnengestells über
seine Oberkante hinaus.
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Grundsätzlich kann die Schwenkachse
jedoch auch an anderen Stellen oberhalb der Oberkante der Rückenlehne
angeordnet sein, also insbesondere auch quer zur Lehnenlängsrichtung
von dem Lehnengestell beabstandet neben dem Lehnengestell (davor
oder dahinter).
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Zur Erzeugung der Schwenkbewegung
um die erfindungsgemäß oberhalb
der Oberkante des Lehnengestells gebildete Schwenkachse können zwei
am Lehnengestell in Lehnenlängsrichtung
hintereinander angeordnete Führungseinrichtungen
vorgesehen sein. Beide Führungseinrichtungen
liegen vorzugsweise unterhalb der Oberkante des Lehnengestells.
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Die beiden Führungseinrichtungen umfassen
vorzugsweise paarweise beidseits der Kopfstütze seitlich am Lehnengestell
vorgesehene Führungsmittel,
insbesondere in Form von Führungsbahnen, die
beispielsweise durch jeweils eine Führungskulisse gebildet werden
können,
in die die Kopfstütze
mit entsprechenden Führungselementen
eingreift, so dass durch Bewegung der Führungselemente entlang der
Führungskulissen
die Kopfstütze
in einem Crash-Fall verschwenkt werden kann.
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Die Führungseinrichtungen sind derart
aufeinander abgestimmt, dass beim Vorklappen der Rückenlehne
eine Schwenkbewegung um eine virtuelle Achse oberhalb der Oberkante
der Rückenlehne
erfolgt.
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Die in Lehnenlängsrichtung obere Führungsbahn,
d.h., die näher
bei der Oberkante des Lehnengestells gelegene Führungsbahn, erstreckt sich
im Wesentlichen entlang der Lehnenlängsrichtung oder ist nur geringfügig zu dieser
geneigt. Die in Lehnenlängsrichtung
untere Führungsbahn
weist demgegenüber
eine stärkere
Neigung auf, so dass durch Führung
je eines der Kopfstütze
zugeordneten Führungselementes
in den beiden Führungsbahnen
eine Schwenkbewegung erzeugt wird.
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Durch die Anordnung der oberen Führungsbahn
entlang der Lehnenlängsrichtung
wird erreicht, dass sich die Schwenkachse oberhalb der Oberkante des
Lehnengestells befindet. Die untere, zur Lehnenlängsrichtung stärker geneigte
Führungsbahn
ist von besonderer Bedeutung für
die Erzeugung der Schwenkbewegung um jene Achse.
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Die in Lehnenlängsrichtung betrachtet untere
(oder obere) Führungsbahn
oder beide Führungsbahnen
können
durch einen schwenkbar gelagerten Führungshebel ersetzt werden,
der mit einem Ende am Lehnengestell und mit dem anderen Ende an
einer Baugruppe der Kopfstütze
angelenkt ist.
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Prinzipiell können beide Führungseinrichtungen
jeweils wahlweise durch mindestens eine Führungsbahn oder mindestens
einen Führungshebel gebildet
werden, so dass beide Führungseinrichtungen
durch Führungsbahnen,
beide Führungseinrichtungen
durch Führungshebel
oder eine Führungseinrichtung
(die obere oder untere) durch Führungsbahnen
und die jeweils andere (untere oder obere) Führungseinrichtung durch Führungshebel
gebildet sein kann.
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Zur Freisetzung der Energie, die
für die
Erzeugung der Schwenkbewegung der Kopfstütze in einen Crash-Fall notwendig
ist, kann ein Energiespeicher vorgesehen sein, der vorzugsweise
chemische oder elastische Energie zur Verfügung stellt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Energiespeicher durch ein elastisches Mittel, insbesondere
in Form mindestens eines Federelementes, gebildet, das derart gegen
die Kopfstütze
vorgespannt ist, dass es die Tendenz hat, die Kopfstütze zu verschwenken,
wobei eine Verriegelungseinrichtung der Schwenkbewegung der Kopfstütze solange
entgegenwirkt, wie die Verriegelungseinrichtung nicht crash-bedingt
entriegelt worden ist.
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Die Verriegelungseinrichtung kann
ein primäres
Verriegelungselement umfassen, das unmittelbar auf eine Baugruppe
der Kopfstütze
einwirkt, um eine Schwenkbewegung der Kopfstütze zu verhindern sowie ein
sekundäres
Verriegelungselement, welches das primäre Verriegelungselement in
einer Position hält,
in der es ein Verschwenken der Kopfstütze verhindert, und welches
in einem Crash-Fall derart betätigt
wird, dass sich das primäre
Verriegelungselement in eine Position bewegen kann, in der es der
Schwenkbewegung der Kopfstütze
nicht mehr entgegenwirkt. Eine entsprechende Bewegung des primären Verriegelungselementes
lässt sich
dadurch erreichen, dass dieses mittels eines elastischen Elementes
derart beaufschlagt ist, dass es automatisch eine die Kopfstütze freigebende
Stellung einnimmt, wenn es nicht mehr durch das sekundäre Verriegelungselement
blockiert wird.
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Indem die beiden Verriegelungselemente über exzentrisch
bzw. keilförmig
ausgebildete Anschlagflächen
zusammenwirken, wird insbesondere eine spielfreie Verriegelung der
Rückenlehne
ermöglicht.
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Zum Entriegeln der Verriegelungseinrichtung,
die die Kopfstütze
gegen eine Schwenkbewegung sichert, solange kein Crash-Fall vorliegt,
können
unterschiedliche physikalische und technische Prinzipien vorgesehen
sein. Einerseits kann mittels eines Crash-Sensors in einem Crash-Fall
ein Signal erzeugt werden, das einen Aktor, z. B. in Form eines Elektromagneten,
eines Elektromotors oder einer pyrotechnischen Ladung, auslöst, der
wiederum die Entriegelung der Verriegelungseinrichtung bewirkt. Andererseits
können
unmittelbar der Druck des Körpers
eines Fahrzeuginsassen auf den Fahrzeugsitz (unter Verwendung einer
Aufprallplatte) oder die Aktivierung eines Gurtstraffers eines Sicherheitsgurtes verwendet
werden, um die Verriegelungseinrichtung zu entriegeln. Die entsprechenden
Kräfte
können beispielsweise über Zugmittel
(Seil) oder eine Hebelanordnung (Gestänge) von der Aufprallplatte
bzw. dem Gurtstraffer zu der Verriegelungseinrichtung übertragen
werden.
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Gemäß einer weiteren Variante kann
ein mit einem Hebelelement gekoppeltes Massenpendel vorgesehen sein,
das durch die in einem Crash-Fall auftretende negative Beschleunigung
ausgelenkt wird und hierdurch eine entsprechende Bewegung des zugeordneten
Hebelelementes auslöst,
welches wiederum auf die Verriegelungseinrichtung zur Entriegelung
einwirkt.
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Durch die Verriegelungseinrichtung
der Kopfstütze
und den zugeordneten Auslösemechanismus
zum Entriegeln der Verriegelungseinrichtung in einem Crash-Fall
soll sichergestellt werden, dass die Schwenkbewegung der Kopfstütze tatsächlich nur dann
stattfindet, wenn die hierfür
vorgesehenen crash-typischen Bedingungen am Fahrzeug vorliegen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung ist weiterhin eine Rückstellsperre vorgesehen, die
insbesondere an einer der Führungseinrichtungen
der Kopfstütze
ausgebildet sein kann und die einer Rückstellung der Kopfstütze nach
Abschluss einer crash-bedingten Schwenkbewegung entgegenwirkt. Hierdurch
wird erreicht, dass die Kopfstütze nach
Abschluss der Schwenkbewegung fortdauernd für das Abstützen des Kopfes eines Fahrzeuginsassen
zur Verfügung
steht und nicht etwa durch den Aufprall des Kopfes auf die Kopfstütze wieder
in ihre ursprüngliche
Position zurückkehrt.
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Dabei ist die Rückstellsperre vorzugsweise derart
ausgebildet, dass sie zur Verhinderung einer Rückstellung aktiviert ist, wenn
der Kopfstützenkörper in
Abstützrichtung
belastet wird, d.h. wenn die zum Abstützen des Kopfes eines auf dem
entsprechenden Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen vorgesehene,
dem Fahrzeuginsassen zugewandte Abstützfläche des Kopfstützenkörpers durch
den Kopf jenes Fahrzeuginsassen belastet wird (z.B. durch Aufprall
des Kopfes auf die Abstützfläche mit Wirkrichtung
entgegen der Fahrzeuglängsachse nach
hinten). Es handelt sich also um eine passive Rückstellsperre, die durch den
zu schützenden
Fahrzeuginsassen selbst beim Aufprall auf die Kopfstütze aktiviert
wird.
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Als Rückstellsperre können beispielsweise Formschlusselemente
in Form von Verzahnungselementen an den Führungsbahnen vorgesehen sein, mittels
derer die Kopfstützen
beim Verschwenken geführt
wird, wobei die Verzahnungselemente mit einem zugeordneten Verzahnungsbereich
des in der jeweiligen Führungsbahn
geführten
Führungselementes
der Kopfstütze
derart zusammenwirken, dass eine Bewegung der Kopfstütze entgegen
der zuvor abgeschlossenen Schwenkbewegung verhindert wird.
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Wird das Sicherheitssystem, das ein
Verschwenken der Kopfstütze
in einem Crash-Fall bewirkt, sehr empfindlich ausgelegt, so dass
es schon bei vergleichsweise kleinen Crash- Energien wirksam wird, dann ist es vorteilhaft,
wenn die Kopfstütze nach
einem Verschwenken wieder in ihre ursprüngliche Position zurückführbar ist,
z. B. durch einen auf die Kopfstütze
ausgeübten
Druck nach vorne (d.h. in Fahrtrichtung bezogen auf einen in ein
Kraftfahrzeug eingebauten Fahrzeugsitz), der die Rückstellsperre aufhebt.
Dies entspricht einer reversiblen Schwenkbewegung der Kopfstütze.
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Durch die beschriebene Einwirkung
auf die Kopfstütze
wird bei Verwendung von Verzahnungselementen bzw. -bereichen zur
Bildung einer Rückstellsperre
erreicht, dass die ineinander greifenden Verzahnungsbereiche außer Eingriff
geraten und somit eine Rückstellbewegung
der Kopfstütze
ermöglichen.
Die hierfür
erforderliche Ausübung
einer Druckkraft auf die Kopfstütze
nach vorne (in Fahrzeuglängsrichtung)
steht genau entgegengesetzt zu der Richtung, entlang der der Kopf
eines Fahrzeuginsassen in einem Crash-Fall auf seine Kopfstütze aufprallen
würde.
Hierdurch wird verhindert, dass eine Rückstellbewegung der Kopfstütze durch
den Aufprall des entsprechenden Fahrzeuginsassen auf seine Kopfstütze ausgelöst werden
könnte.
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In einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass bei einer Rückstellung
der Kopfstütze
in ihrer Ausgangsposition zugleich auch der zur Aktivierung der
Sicherheitsfunktion dienende Energiespeicher, z. B. ein Energiespeicher
zur Speicherung elastischer Energie (Federenergie), automatisch
wieder geladen wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Figuren deutlich werden.
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Es zeigen:
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1a eine
Explosionsdarstellung einer Kopfstützenanordnung mit einer bezüglich eines Lehnengestells
höhenverstellbaren
Kopfstütze,
die zusätzlich
in einem Crash-Fall verschwenkbar ist;
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1b die
Kopfstützenanordnung
aus 1a in perspektivischer
Darstellung;
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1c eine
Seitenansicht der Kopfstützenanordnung
aus den 1a und 1b;
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2a die
Kopfstützenanordnung
aus 1a nach dem Verschwenken
der Kopfstütze;
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2b eine
perspektivische Darstellung der Kopfstützenanordnung aus 1a nach dem Verschwenken
der Kopfstütze;
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2c eine
Seitenansicht der Kopfstützenanordnung
aus 1a nach dem Verschwenken
der Kopfstütze;
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3a eine
Einrichtung zum Verriegeln der Kopfstütze aus 1a in ihrer Ausgangsposition vor einem
Verschwenken;
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3b die
Verriegelungseinrichtung nach einer Entriegelung;
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4 eine
schematische Darstellung einer Schwenkbewegung der Kopfstütze aus
den 1a bis 2c;
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5a und 5b eine erste Abwandlung
der Kopfstützenanordnung
aus den 1a bis 2c vor bzw. nach dem Verschwenken
der Kopfstütze;
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6 eine
zweite Abwandlung der Kopfstützenanordnung
gemäß den 1a bis 2c;
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7a eine
dritte Abwandlung der Kopfstützenanordnung
aus den 1a bis 2c;
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7b ein
Detail aus 7a.
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Die 1a bis 1c zeigen zusammen mit 3a eine Kopfstützenanordnung
für einen
Kraftfahrzeugsitz mit einer Kopfstützenbaugruppe 1 (vorliegend
auch einfach Kopfstütze
genannt), die einen an zwei Führungsstangen 11, 12 in
Form von Führungsholmen
befestigten Kopfstützenkörper 10 aufweist.
Die beiden Führungsstangen 11, 12 sind längsverschieblich
aufgenommen in Führungshülsen 21, 22,
die an einer Grundplatte 20 eines Kopfstützenträgers 2 vorgesehen
sind und aus deren oberen Endabschnitten 21a, 22a die
Führungsstangen 11, 12 mit
dem Kopfstützenkörper 10 herausragen.
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Die Kopfstützenbaugruppe 1 ist über den Kopfstützenträger 2 an
einem Lehnengestell 5 eines Kraftfahrzeugsitzes festgelegt,
das zwei Lehnenseitenteile 51, 52 sowie einen
Lehnenkopf 50 umfasst. Der Lehnenkopf 50 bildet
den oberen Endabschnitt des Lehnengestells 5 und definiert
dessen Oberkante O. Das Lehnengestell 5 erstreckt
sich entlang einer Lehnenlängsrichtung
L, die im Wesentlichen der Erstreckungsrichtung der Wirbelsäule einer
auf dem entsprechenden Fahrzeugsitz befindlichen, sich an der Rückenlehne
anlehnenden Person entspricht. Bei einem in ein Kraftfahrzeug eingebauten
Fahrzeugsitz, dessen Rückenlehne
in eine aufrechte Stellung gebracht ist, verläuft die Lehnenlängsrichtung
L entlang der vertikalen Fahrzeugachse (z-Achse).
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Durch Verschiebung der Führungsstangen 11, 12 in
den zugeordneten Führungshülsen 21, 22, die
sich entlang der Lehnenlängsrichtung
L erstrecken, ist die Höhe
h des Kopfstützenkörpers 10 bezüglich der
Oberkante O des Lehnengestells 5, d.h., der Abstand
des Kopfstützenkörpers 10 von
der Oberkante O des Lehnengestells 5 einstellbar.
Hierfür
sind unterschiedliche manuelle bzw. fremdkraftbetätigte (elektrische)
Antriebe bekannt, die auf der Grundplatte 20 oder an der
Kopfstützenbaugruppe 1 angeordnet
sein können.
Auf die Darstellung eines Antriebs zur Einstellung der Höhe h des
Kopfstützenkörpers 10 wurde
hier verzichtet, da die vorliegende Erfindung unabhängig von
der Art des zur Einstellung der Höhe h des Kopfstützenkörpers 10 verwendeten Antriebs
ist.
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Zusätzlich zu einer Einrichtung
zur Einstellung der Höhe
des Kopfstützenkörpers 1 ist
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Einrichtung zum Verschwenken des Kopfstützenkörpers 10 in
einem Crash-Fall vorgesehen, mittels der eine Schwenkbewegung des
Kopfstützenkörpers 10 erzeugbar
ist, durch die dieser in einer Richtung nach oben entlang der Lehnenlängsachse
L sowie nach vorne in einer Richtung V senkrecht zur Lehnenlängsachse
L bewegbar ist. Durch eine solche Bewegung soll in einem Crash-Fall
der Kopfstützenkörper 10 nach
vorne gegen den Kopf und Nacken des auf dem entsprechenden Fahrzeugsitz
befindlichen Fahrzeuginsassen geführt werden und gleichzeitig
verhindert werden, dass der Fahrzeuginsasse mit seinem Kopf in den
Bereich zwischen der Oberkante des Kopfstützenkörpers 10 und dem Dachhimmel
gerät.
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Die Einrichtung zum Verschwenken
des Kopfstützenkörpers 10 greift
an der Grundplatte 20 des zu der Kopfstützenbaugruppe 1 gehörenden Kopfstützenträgers 2 an
und umfasst zwei parallel zueinander angeordnete, in Lehnenlängsrichtung
L erstreckte Zugfedern 31, 32, die jeweils mit
ihrem unteren Ende 31a bzw. 32a an einem Fortsatz 2a des Kopfstützenträgers 2 und
mit ihren oberen Enden 31b bzw. 32b am Lehnenkopf 50 eingehängt sind. Die
beiden Federelemente 31, 32 stehen derart unter Vorspannung,
dass sie die Tendenz haben, die Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 und
damit die Kopfstütze 1 insgesamt
entlang der Lehnenlängsrichtung
L anzuheben.
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Eine Bewegung der Kopfstütze 1 zusammen mit
dem Kopfstützenträger 2 unter
der Wirkung der vorgespannten Federelemente 31, 32 wird
jedoch durch eine Verriegelungseinrichtung 4 verhindert,
die an einem lehnengestellfesten Träger 40 angeordnet ist.
Diese Verriegelungseinrichtung 4 umfasst ein um eine Achse 43 schwenkbar
gelagertes primäres
Verriegelungselement 41 in Form eines Verriegelungshebels
mit einer Ausnehmung 41a, die im verriegelten Zustand der
Verriegelungseinrichtung 4 einen von der Grundplatte 20 des
Kopfstützenträgers 2 abstehenden
Fortsatz (Bolzen 45) umgreift. Hierdurch wird eine Bewegung
der Grundplatte 20 gegenüber dem lehnengestellfesten
Träger 40 der
Verriegelungseinrichtung 4 und somit eine Bewegung der Kopfstützenbaugruppe 1 insgesamt
gegenüber
dem Lehnengestell 5 verhindert. Das primäre Verriegelungselement 41 ist
mittels eines elastischen Elementes in Form einer Zugfeder 46,
die mit einem Ende 46a an dem Verriegelungselement 41 und
mit dem anderen Ende 46b an dem Träger 40 angreift, derart
elastisch vorgespannt, dass es die Tendenz hat, den Bolzen 45 freizugeben.
Dem wirkt jedoch ein um eine zweite Achse 44 schwenkbar
gelagertes sekundäres
Verriegelungselement 42 in Form eines weiteren Verriegelungshebels
entgegen, das mit einem Anschlag 42b gegen einen zugeordneten
Anschlag 41b des primären
Verriegelungselementes 41 drückt und daher eine Bewegung
des primären
Verriegelungselementes 41 unter der Wirkung des elastischen
Elementes 46 verhindert.
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Das sekundäre Verriegelungselement 42 weist
einen Angriffspunkt 42a für eine Betätigungseinrichtung auf, die
in einem Crash-Fall ausgelöst wird
und eine Schwenkbewegung des sekundären Verriegelungselementes 42 um
seine Schwenkachse 44 bewirkt. Hierzu kann beispielsweise
ein sensorgesteuerter Aktor in Form eines Elektromagneten (Hubmagneten),
eines Elektromotors oder einer pyrotechnischen Ladung dienen, oder
ein mit einem Betätigungshebel
gekoppeltes Massenpendel oder ein Koppelmechanismus, der das sekundäre Verriegelungselement 42 an
einen Gurtstraffer koppelt.
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Unabhängig von dem verwendeten physikalischen
und technischen Prinzip zum Betätigen
und Verschwenken des sekundären
Verriegelungselementes 42 ist von Bedeutung, dass die entsprechende
Bewegung des sekundären
Verriegelungselementes 42 in einem Crash-Fall zuverlässig ausgelöst wird und
dass das sekundäre
Verriegelungselement 42 ansonsten in einer Position gehalten
ist, in der es eine Bewegung des primären Verriegelungselementes 41 verhindert.
Zur Erzielung der letztgenannten Funktion kann das sekundäre Verriegelungselement 42 beispielsweise
unter Verwendung eines weiteren, in den Figuren nicht dargestellten
elastischen Elementes in der in 3a dargestellten
Position fixiert werden, in der es eine Bewegung des primären Verriegelungselementes 41 um
seine Schwenkachse 43 verhindert. Die von dem entsprechend
elastischen Element aufgebrachte Kraft zur Fixierung des sekundären Verriegelungselementes 42 muss
von der Kraft überwindbar
sein, die beim Betätigen
des sekundären
Verriegelungselementes 42 durch einen Aktor, Gurtstraffer
oder dergleichen aufgebracht wird.
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Zur Erzielung einer definierten Schwenkbewegung
des Kopfstützenkörpers 10 nach
dem Entriegeln der Verriegelungseinrichtung 4 unter Wirkung der
Federelemente 31, 32 ist die Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 mittels
an den abgewinkelten Stirnseiten der Grundplatte 20 vorgesehenen
Führungselementen 23, 24 sowie 25, 26 in
zugeordneten Längsführungen
(Kulissenführungen) 33, 34 bzw. 35, 36 gestellfester
Führungsteile 53, 54 geführt.
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Die an je einer Längsseite 51, 52 des
Lehnengestells 5 angeordneten Führungsteile 53, 54 weisen
dabei jeweils zwei in den Längsrichtungen
L übereinander
angeordnete Führungskulissen 33 und 35 bzw. 34 und 36 auf.
Dabei sind die auf gleicher Höhe
entlang der Lehnenlängsrichtung
L angeordneten Führungskulissen 33, 34 bzw. 35, 36 des
einen Führungsteils 53 und
anderen Führungsteils 54 jeweils
identisch ausgebildet.
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Die in Lehnenlängsrichtung oberen Führungskulissen 33, 34 verlaufen
im Wesentlichen parallel zur Lehnenlängsrichtung L und sind nur
leicht bezüglich
dieser geneigt. Sie erstrecken sich somit auch im Wesentlichen parallel
zu den Führungsstangen 11, 12 im
Bereich ihres Austritts aus den oberen Endabschnitten 21a, 22a der
Führungshülsen 21, 22. Die
unteren Führungskulissen 35, 36 sind
demgegenüber
stärker
gegenüber
der Lehnenlängsrichtung L
geneigt, und zwar jeweils von vorne unten nach hinten oben.
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Durch das Zusammenwirken der in Lehnenlängsrichtung
L übereinander
angeordneten Führungskulissen 33, 35 bzw. 34, 36 an
beiden Längsseiten
des Lehnengestells 5 wird die gewünschte Schwenkbewegung des
Kopfstützenkörpers 1 erreicht,
wie nachfolgend näher
erläutert
werden wird.
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In einem Crash-Fall, insbesondere
bei einem Heck-Crash wird die der Grundplatte 2 zugeordnete Verriegelungseinrichtung 4 durch
Einwirkung auf das sekundäre
Verriegelungselement 42 mittels eines der voranstehend
beschriebenen Mechanismen entriegelt, wie in 3b dargestellt. Der besagte Mechanismus
wirkt auf die Angriffsstelle 42a des sekundären Verriegelungselementes 42 ein
und bewirkt so eine Schwenkbewegung des sekundären Verriegelungselementes 42 um
seine Schwenkachse 44, durch die die Stützfläche 42b des sekundären Verriegelungselementes 42 von
dem primären
Verriegelungselement 41 weg bewegt wird, so dass dieses unter
der Wirkung des zugeordneten elastischen Elementes 46 um
seine Achse 43 verschwenken kann. Hierbei gibt das primäre Verriegelungselement 41 den
Bolzen 45 frei, so dass einer Bewegung der Grundplatte 20 des
Kopfstützenträgers 2 unter
der Wirkung der an der Grundplatte 20 angreifenden Federelemente 31, 32 nichts
mehr entgegensteht.
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Die Bewegung des primären Verriegelungselementes 41 um
seine Achse 43 wird zudem durch einen Anschlag 42c des
sekundären
Verriegelungselementes 42 ausgelöst bzw. verstärkt, der
auf einen zugeordneten Anschlag 41c des primären Verriegelungselementes 41 einwirkt.
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Unter der Wirkung der in den vorgespannten Federelementen 31, 32 als
Energiespeicher gespeicherten elastischen Energie bewegt sich nun
die Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 nach oben. Dabei
wird aufgrund der Führung
der Grundplatte 20 mittels Führungselementen 23, 24; 25, 26 in
zugeordneten Führungskulissen 33, 34 bzw. 35, 36 eine Schwenkbewegung
vollzogen, die einer kombinierten Bewegung in Lehnenlängsrichtung
L nach oben sowie in einer Richtung V senkrecht hierzu nach vorne
entspricht. Diese Schwenkbewegung wird unmittelbar auf den über die
Führungsstangen 11, 12 am Kopfstützenträger 2 angeordneten
Kopfstützenkörper 10 übertragen.
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Die entsprechende Schwenkbewegung
S ist anhand 4 erkennbar,
in der der Kopfstützenkörper 10 zum
einen in seine Ausgangsposition vor Ausführung der Schwenkbewegung und
zum anderen in seiner Endposition nach Ausführung der Schwenkbewegung S
dargestellt ist.
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Es ist deutlich erkennbar, dass die
Schwenkbewegung S eine Verlagerung des Kopfstützenkörpers 10 einerseits
der entlang der Lehnenlängsrichtung
L nach oben und andererseits senkrecht hierzu in einer Richtung
V nach vorne bewirkt, so dass sich der Kopfstützenkörper 10 hin zu dem
Kopf eines auf dem entsprechenden Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen
bewegt und dabei den Kopf insbesondere derart übergreift, dass dieser nicht über die Oberkante
des Kopfstützenkörpers 10 gelangen kann.
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Anhand 4 wird
ferner deutlich, dass die Schwenkbewegung S einer Bewegung um eine
virtuelle Achse A entspricht, die sich oberhalb der Oberkante O
des Lehnenkopfes 50 (vgl. 1a und 1b) horizontal, d. h. senkrecht
zur Lehnenlängsrichtung L,
erstreckt und dabei die Führungsstangen 11, 12 der
Kopfstützenbaugruppe
schneidet. Das am Lehnengestellt vorgesehene Lehnenpolster P weist oberhalb
der Oberkante O des Lehnenkopfes eine kanalförmige Ausnehmung K von solcher
Größe auf, dass
die Schwenkbewegung der Führungsstangen 11, 12 um
die Schwenkachse A durch das Polster P nicht behindert wird.
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4 zeigt
eine besonders vorteilhafte Lage der Schwenkachse A oberhalb der
Oberkante O des Lehnenkopfes, in der diese die Führungsstangen 11, 12 der
Kopfstütze 1 schneidet
und somit in der durch die Führungsstangen 11, 12 aufgespannten
Ebene bzw. unmittelbar oberhalb der Oberkante O des Lehnenkopfes
verläuft.
D. h., eine sich in Lehnenlängsrichtung
L erstreckende, die Schwenkachse A schneidende Gerade würde auch
die Oberkante O des Lehnenkopfes schneiden.
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Die Schwenkachse kann aber grundsätzlich auch
an anderer Stelle oberhalb der Oberkante O des Lehnenkopfes angeordnet
sein, beispielsweise senkrecht zur Lehnenlängsrichtung L von dem Lehnengestell
beabstandet vor oder hinter dem Lehnengestell. Entscheidend ist,
dass die Schwenkachse A in Lehnenlängsrichtung L auf einer Höhe liegt,
die mindestens der Höhe
der Oberkante O entspricht.
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Die 2a bis 2c zeigen die Kopfstützenanordnung
aus den 1a bis 1c nach Abschluss der Schwenkbewegung
der Kopfstütze 1.
Anhand der Figuren wird deutlich, dass die an der Kopfstützenbaugruppe 1,
genauer an der Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 vorgesehenen
Führungselemente 23, 24, 25, 26 in
der jeweils zugeordneten Führungskulisse 33, 34, 35, 36 von
einem unteren Ende (unterer Anschlag) zu einem oberen Ende (oberer
Anschlag) verschoben wurden, und zwar unter der Wirkung der an der
Grundplatte 20 angreifenden Federelemente 31, 32.
Dies hat zu der Schwenkbewegung der Kopfstütze 1 in die in den 2a bis 2c dargestellte Endposition geführt.
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Insbesondere anhand der 1c und 2c wird deutlich, dass sich die jeweilige
obere Führungskulisse 33, 34 im
zugeordneten Führungsteil 53, 54 im
Wesentlichen entlang der Lehnenlängsrichtung
L erstreckt, während
die jeweilige untere Führungskulisse 36, 37 zur
Lehnenlängsrichtung
L stark geneigt ist. Dies erzeugt die gewünschte Schwenkbewegung um eine
Achse A (vergl. 4) oberhalb
der Oberkante O des Lehnenkopfes.
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Ferner wird anhand der 1c und 2c am Beispiel einer der beiden oberen
Führungskulissen 33, 34 deutlich,
dass die Führungskulisse 34 an
einer Längsseite
mit einer Längsverzahnung 34a versehen ist,
der eine entsprechende Verzahnung 24a des in der Kulisse 34 geführten Führungselementes 24 zugeordnet
ist. Die Verzahnungen 24a, 34a sind derart als
Schrägverzahnungen
ausgebildet, dass sie zwar eine Bewegung des Führungselementes 24a in
Lehnenlängsrichtung
L nach oben zulassen, die zu einem Verschwenken der Kopfstütze 1 führt, jedoch nicht
eine Bewegung entlang der entgegengesetzten Richtung nach unten.
Hierdurch ist die Kopfstützenbaugruppe
insgesamt und somit insbesondere der Kopfstützenkörper 10 nach Ausführung der Schwenkbewegung
in seiner Endposition fixiert. Dadurch wird verhindert, dass bei
einem Aufprall des Kopfes des zu schützenden Fahrzeuginsassen auf den
Kopfstützenkörper 10 dieser
wieder in seine ursprüngliche
Position zurückbewegt
werden kann. Die ineinander greifenden Verzahnungsbereiche 24a, 34a dienen
somit als Rückstellsperre,
mit der eine Rückstellbewegung
der Kopfstütze
aus der durch Verschwenken erzeugten Endposition heraus vermieden
wird.
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Allerdings ist eine Rückstellbewegung
dann möglich,
wenn die beiden Verzahnungen 24a, 34a außer Eingriff
gebracht werden, zum Beispiel durch Ausübung einer Zug- oder Druckkraft
auf den Kopfstützenkörper 10 in
einer Richtung V senkrecht zur Lehnenlängsrichtung L nach vorne. Stehen
die Verzahnungen 24a, 34a außer Eingriff, so kann das Führungselement 24 in
der Führungskulisse 34 wieder nach
unten bewegt werden und die gesamte Kopfstützenbaugruppe bewegt sich in
ihre Ausgangsposition, wobei die Federelemente 31, 32 (vgl. 1a und 1b) wieder gespannt werden. Sie speichern
also wieder elastische Energie, um die Kopfstütze 1 im Bedarfsfall
erneut verschwenken zu können.
Es handelt sich hier also um eine reversible Sicherheitsvorrichtung.
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In den 5a und 5b ist eine Abwandlung der
Anordnung aus den 1a bis 1c bzw. 2a bis 2c vor
dem Verschwenken des Kopfstützenkörpers 10 (5a) sowie nach dem Verschwenken
des Kopfstützenkörpers 10 (5b) dargestellt.
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Der Unterschied zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
besteht darin, dass bei der vorliegenden Anordnung die Rückstellsperre
für den Kopfstützenkörper 10 nicht
in der jeweils oberen Führungskulisse 34 sondern
in der in Lehnenlängsrichtung
L darunter liegenden Führungskulisse 36 vorgesehen
ist. Diese weist daher an einer Längsseite eine Verzahnung 36a auf,
die mit einer zugeordneten Verzahnung 26a des zugehörigen Führungselementes 26 derart
zusammenwirkt, dass das Führungselement 26 in
der Führungskulisse 36 zwar
nach oben bewegt werden kann; nach Erreichen der oberen Endposition
(vgl. 5b) eine Rückkehr in die Ausgangsposition
(5a) jedoch nicht möglich ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Führungselement 26 mit
seiner Verzahnung 26a in die zugeordnete Verzahnung 36a der
Führungskulisse 36 eingreift.
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Auch hier soll wieder eine Rückstellbewegung
des Kopfstützenkörpers 10 dadurch
möglich sein,
dass dieser in einer Richtung V nach vorne mit einer Druck- bzw.
Zugkraft belastet wird. In diesem Zusammenhang ist von Bedeutung,
dass vorliegend die Verzahnung 36a auf der vorderen Längsseite
der Kulisse 36 vorgesehen ist, während bei dem in den 1a bis 2c dargestellten Ausführungsbeispiel die Verzahnung 34a auf
der hinteren Längsseite
der entsprechenden, oberen Kulisse 34 angeordnet ist. In
jedem Fall soll erreicht werden, dass durch Einwirkung einer Druck-
bzw. Zugkraft auf den Lehnenkörper 10 in
einer Richtung V nach vorne die entsprechenden Verzahnungen von
Führungselement
und Führungskulisse
außer
Eingriff gebracht werden können,
um eine Rückstellbewegung
der Kopfstützenbaugruppe 1 zu
ermöglichen.
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6 zeigt
eine Abwandlung der Kopfstützenanordnung
aus den 1a bis 1c hinsichtlich der Federelemente 31, 32,
die die zur Ausführung
der Schwenkbewegung der Kopfstütze
erforderliche Kraft erzeugen.
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Gemäß 6 sind die beiden Federelemente 31, 32 jeweils
im Bereich der Führungsteile 53, 54 angeordnet,
und zwar jeweils mit ihrem oberen Ende (von denen in 6 nur ein oberes Ende 32b erkennbar
ist) an einer Befestigungsstelle des entsprechenden Führungsteiles 53, 54 festgelegt
und mit Ihrem jeweiligen unteren Ende (von denen in 6 nur ein unteres Ende 32a erkennbar
ist) an dem in der jeweiligen unteren Führungskulisse 36 geführten Führungselement 26 festgelegt.
Somit sind die Federelemente 31, 32 mit ihren
oberen Enden jeweils gestellfest an einem der Führungsteile 53, 54 und
mit ihren unteren Enden über
jeweils ein Führungselement
an der Grundplatte 20 der Kopfstützenbaugruppe festgelegt.
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Die 7a und 7b zeigen eine weitere Abwandlung
der Kopfstützenanordnung
aus den 1a und 1c, wobei an den beiden Führungsteilen 53, 54 die
jeweilige untere Führungskulisse
durch einen Führungshebel
in Form eines Schwenkhebels 37 bzw. 38 ersetzt
ist. Die beiden Führungshebel 37, 38 sind
mit ihrem in Lehnenlängsrichtung
L oberen Ende 37a, 38a an dem jeweiligen Führungsteil 53 bzw. 54 angelenkt
und mit dem jeweiligen unteren Ende 37b, 38b an
einem abgewinkelten Abschnitt der Grundplatte 20.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird also die
Schwenkbewegung der Kopfstützenbaugruppe, insbesondere
des Kopfstützenkörpers 10,
durch eine Kombination der Bewegung von Führungselementen 23, 24 in
jeweils einer oberen Führungskulisse 33, 34 mit
einer Schwenkbewegung der unterhalb der Führungskulissen 33, 34 angeordneten
Führungshebel 37, 38 erzeugt.
Auch hier wird durch den Verlauf der oberen Führungskulissen 33, 34 im
Wesentlichen parallel zur Lehnenlängsrichtung L bzw. der Erstreckungsrichtung
der Führungsstangen 11, 12 im
Bereich ihres Austritts aus den Führungshülsen 21, 22 erreicht,
dass sich die Schwenkachse, um die der Kopfstützenkörper 10 Crash-bedingt
verschwenken kann, oberhalb der Oberkante des Lehnenkopfes des entsprechenden
Lehnengestells befindet.