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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kopfstützenmechanismus für Fahrzeugsitze.
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Verschiedene
Kopfstützeneinstell-
und Rückhaltemechanismen
wurden zum Einsatz bei Fahrzeuginsassensitzen konstruiert. Viele
dieser Mechanismen ermöglichen
es dem Fahrzeuginsassen, von Hand die Position der Kopfstütze einzustellen, zur
Anpassung an die körperlichen
Eigenschaften eines bestimmten Fahrzeuginsassen. Bei diesen Mechanismen
ist es erforderlich, dass der Fahrzeuginsasse die Hebe- oder Absenkkraft
zur Verfügung stellt.
Zwar wurden diese Mechanismen wirksam in Fahrzeugen eingesetzt,
jedoch würden
bestimmte Luxusfahrzeugmärkte
von einem motorgetriebenen Kopfstützeneinstellmechanismus profitieren.
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Es
sind ebenfalls motorbetriebene Kopfstützenmechanismen vorhanden.
Jedoch lassen sich auf dem Gebiet der Erfindung Verbesserungen vornehmen.
So sind beispielsweise einige der bekannten Vorrichtungen relativ
teuer und kompliziert, da sie eine große Anzahl an Bauteilen aufweisen.
Zusätzlich
wäre es
wünschenswert,
leicht vorhandene, von Hand einstellbare Kopfstützenanbringungssysteme abändern zu
können,
um einen motorgetriebenen Kopfstützenmechanismus
vorzusehen.
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Ein
Kraftfahrzeugsitz mit einer klappbaren Rückenlehne unter einer höhenverstellbaren
Kopfstütze
ist in der
DE 100
08 524 A1 beschrieben.
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Ein
Kopfstützenmechanismus
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus der
DE 199 47 621 A1 bekannt. Beschrieben wird
dort ein aktives Kopfstützensystem,
bei dem die Kopfstütze
innerhalb der Sitzrückenlehne
in einem Hülsenelement
aufgenommen ist Bei einem Heckaufprall des Fahrzeuges wird ein Mechanismus
ausgelöst,
der das Hülsenelement
nach oben bewegt, um die Kopfstütze
schnell aus dem Sitz herauszufahren und sie in eine Position in
der Nähe
des Kopfes des Fahrzeuginsassen zu bringen. In einer Variante dieses
Kopfstützensystems soll
nach dem Entfernen der Kopfstütze
verhindert werden, dass das Hülsenelement
bei einem Heckaufprall des Fahrzeuges aus der Sitzrückenlehne
herausgeschleudert wird. Diese Aufgabe wird durch einen Blockierhebel
erfüllt,
der das Hülsenelement
relativ zum Sitz festlegt, d. h. das Hülsenelement mit der Sitzrückenlehne
fest in Eingriff bringt, sobald die Kopfstütze entfernt ist. Nachteilig
an dem herkömmlichen
Kopfstützensystem
ist, dass es auf ungewünschte
Weise rattern, quietschen oder klappern kann, was es für Anwendungen
in höherwertigen Fahrzeugen
ungeeignet macht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, den bekannten Kopfstützenmechanismus
mit konstruktiv möglichst
einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, dass er auch Anforderungen
in qualitativ höherwertigen
Fahrzeugen gerecht wird und dennoch möglichst leicht herzustellen
und zusammenzubauen ist.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch einen Kopfstützenmechanismus
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist ein Kopfstützenmechanismus
einen Pfeiler auf, der von einem Kopfstützenkissen ausgeht, eine rohrförmige Buchse,
die so ausgebildet ist, dass sie mit einem Fahrzeuginsassensitz
gekuppelt werden kann, eine Gleitstückanordnung, und ein Betätigungsglied.
Die Gleitstückanordnung
ist beweglich innerhalb der Buchse angeordnet, und weist einen Block
auf, der selektiv zwischen einer Position im Eingriff mit der Buchse
und einer Position außer
Eingriff mit der Buchse bewegt werden kann. Der Pfeiler des Kopfstützenkissens
ist mit der Gleitstückanordnung
so gekuppelt, dass die Bewegung der Gleitstückanordnung das Kopfstützenkissen
zur Bewegung veranlaßt.
Das Betätigungsglied
ist mit der Gleitstückanordnung
so gekuppelt, dass selektiv das Gleitstück bewegt wird, und das Kopfstützenkissen
an einem gewünschten
Ort angeordnet wird. Der Block gelangt in Eingriff mit der Buchse,
wenn der Pfeiler nicht mehr mit der Gleitstückanordnung verbunden ist,
um die Bewegung der Gleitstückanordnung
in Bezug auf die Buchse zu begrenzen.
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Daher
stellt die vorliegende Erfindung eine kostengünstige, motorbetriebene Kopfstütze zur
Verfügung,
die einfach hergestellt und zusammengebaut werden kann. Zusätzlich kann
die motorbetriebene Kopfstütze
gemäß der vorliegenden
Erfindung zusammen mit einem sich selbst ausrichtenden Kopfstützensystem
eingesetzt werden, wobei nur geringfügige Abänderungen bei dem sich selbst
ausrichtenden Kopfstützensystem
erforderlich sind.
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Weitere
Einsatzbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden,
detaillierten Beschreibung deutlich. Es wird darauf hingewiesen,
dass zwar die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele
die bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung betreffen, jedoch nur als Erläuterung zu verstehen sind,
und nicht den Umfang der Erfindung einschränken sollen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht der Gelenkverbindung des Kopfstützenmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung eines Abschnitts eines
Fahrzeuginsassensitzes, der mit dem Kopfstützenmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung versehen ist;
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3 eine
Seitenansicht in Explosionsdarstellung eines Abschnitts eines Fahrzeuginsassensitzes,
der mit dem Kopfstützenmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung versehen ist;
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4 eine
Aufsicht auf einen Abschnitt eines Sitzrahmens zum Einsatz zusammen
mit dem Kopfstützenmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 eine
Teilquerschnittsansicht des in 3 gezeigten
Rahmens;
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6 eine
perspektivische Teilansicht in Explosionsdarstellung des Kopfstützenmechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7 eine
Teilquerschnittsseitenansicht des Kopfstützenmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei die Gleitstückanordnung
im ausgerückten
Zustand dargestellt ist;
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8 eine
Teilquerschnittsseitenansicht des Kopfstützenmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei die Gleitstückanordnung
im eingerückten
Zustand dargestellt ist; und
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9 eine
perspektivische Teilansicht eines Blocks des Kopfstützenmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die
nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ist nur als beispielhaft
zu verstehen, und soll keinesfalls die Erfindung, deren Anwendung,
oder Verwendungszwecke einschränken.
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In
den 1 bis 3 ist ein Kopfstützenmechanismus 10 zusammen
mit einem beispielhaften Selbstausrichtungsmechanismus einer Sitzanordnung 14 dargestellt,
die vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Die Sitzanordnung 14 weist
eine Kopfstützenanordnung 16 auf,
die mit einem Kopfstützenkissen 18 und
zwei Pfeilern 20 versehen ist, die von dort aus nach unten
verlaufen. Eine ringförmige
Nut 22 ist in der Nähe
des distalen Endes jedes Pfeilers 20 vorgesehen. Die Sitzanordnung 14 weist
weiterhin eine Sitzrücklehne 24 auf,
die schwenkbar mit einer Sitzfläche 26 gekuppelt
ist.
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In
den 4 und 5 ist ein Rahmen 28 innerhalb
der Sitzrücklehne 24 angeordnet.
Der Rahmen 28 weist ein oberes Querteil 30 und
ein unteres Querteil 32 auf, die zwei Seitenteile 34 miteinander verbinden.
Zwei rohrförmige
Halterungen 36 erstrecken sich durch das Querteil 30.
Jede Halterung 36 weist zwei bogenförmige Schlitze 38 auf,
die sich durch sie erstrecken.
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Der
Sebstausrichtungsmechanismus weist zwei Führungsmuffen 40 auf,
eine Strebe 42, eine Lasche 44, und eine Platte 46.
Die Führungsmuffen 40 sind
im wesentlichen rohrförmige
Teile, die leicht gekrümmt
sind. Jede Führungsmuffe 40 weist
zwei in Radialrichtung verlaufende Nocken 47 und eine rechteckige Öffnung 48 auf.
Die Nocken 47 sind innerhalb von Schlitzen 38 der
Halterungen 36 angeordnet. Eine der Führungsmuffen 40 nimmt
den Kopfstützenmechanismus 10 auf.
Nur ein Kopfstützenmechanismus 10 ist
gekuppelt mit der Sitzanordnung 14 dargestellt. Es wird
darauf hingewiesen, dass ein entsprechender Mechanismus innerhalb
der anderen Führungsmuffe
angebracht sein kann, falls dies erforderlich ist. Die Pfeiler 20 der
Kopfstützenanordnung 16 sind
beweglich innerhalb der Führungsmuffen 40 angeordnet.
Die Führungsmuffen 40 sind
in Haltern 49 der Strebe 42 aufgenommen.
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Die
Strebe 42 ist schwenkbar mit einem ersten Ende 50 der
Lasche 44 gekuppelt. Entsprechend ist ein zweites Ende 52 der
Lasche 44 schwenkbar mit der Platte 46 gekuppelt.
Eine Gruppe von Bohrungen 54 erstreckt sich durch die Lasche 44,
um das Gewicht der Lasche zu verringern. Die Platte 46 besteht
vorzugsweise aus einem elastischen Material, beispielsweise Federstahl
oder Kunststoff. Die Platte 46 wird ursprünglich als
gekrümmte
Platte ausgebildet, die konvex in Richtung des Sitzinsassen ist.
Die wirksame Länge
der Platte 46 kann durch den Einsatz von Druck geändert werden.
Die Platte 46 weist einen oberen Stift 56 auf,
der schwenkbar mit dem zweiten Ende 52 der Lasche 44 verbunden
ist, sowie einen unteren Stift 58, der schwenkbar mit dem
Querteil 32 des Rahmens 28 gekuppelt ist.
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Bei
einem Heckzusammenstoß bewegt
sich das Becken des Insassen zunächst
in die Sitzrücklehne.
Das Becken stellt im wesentlichen den Schwerpunkt des Insassen dar.
Drückt
sich das Becken in die Platte 46, wird die Krümmung der
Platte verringert, so dass die Platte 46 weniger gekrümmt wird,
oder flacher ausgebildet wird. Mit Abflachung der Platte 46 nimmt
deren wirksame Länge
zu. Insbesondere nimmt die Entfernung zwischen dem zweiten Ende 52 und
dem Querteil 32 zu, was dazu führt, dass die Lasche 44 nach
oben bewegt wird. Bei der Bewegung der Lasche 44 nach oben
wird die Kopfstützenanordnung 16 nach
oben bewegt, und verschwenkt sich nach vorn in eine Position 60,
die in 1 gestrichelt dargestellt ist.
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Gemäß den 6 bis 8 weist
der Kopfstützenmechanismus 10 eine
Abdeckung 62 auf, eine Buchse 64, eine Gleitstückanordnung 66,
eine Rückstellfeder 68,
und ein Betätigungsglied 70.
Der Kopfstützenmechanismus 10 ermöglicht ein
einfaches Anbringen und Abnehmen der Kopfstützenanordnung 16 an
bzw. von der Sitzanordnung 14. Das Betätigungsglied 70 ist
mit der Gleitstückanordnung 66 gekuppelt,
um es einem Sitzinsassen zu ermöglichen,
wahlweise das Kopfstützenkissen 18 in
eine gewünschte
Position zu bewegen. Weiterhin dient die Gleitstückanordnung 66 dazu,
dass sie automatisch mit der Buchse 64 gekuppelt wird,
sobald die Pfeiler 20 der Kopfstützenanordnung 16 von
dem Kopfstützenmechanismus 10 abgenommen
sind. Die gegenseitige Verbindung der Gleitstückanordnung 66 und der
Buchse 64 verhindert das Entstehen ungewünschter
Geräusche,
beispielsweise Rattern, Quietschen, oder Geräusche infolge des Aufeinanderprallens von
Bauteilen beim Abnehmen der Kopfstütze oder im Betrieb des Fahrzeugs.
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Die
Buchse 64 weist einen im wesentlichen hohlen, rohrförmigen Körper 72 und
einen in Radialrichtung verlaufenden Flansch 74 auf, der
an einem Ende des Körpers 72 angeordnet
ist. Lagerzapfen 75 sind am entgegengesetzten Ende des
Körpers 72 zur Aufnahme
eines Abschnitts der Rückstellfeder 68 vorgesehen.
Ein Finger 76 erstreckt sich in Radialrichtung vom Körper 72 aus,
und ist in einem Einschnappeingriff mit der Öffnung 48 angeordnet,
die durch die Führungsmuffe 40 verläuft. Die
Buchse 64 weist ebenfalls mehrere in Axialrichtung beabstandete
Schlitze 80 auf, die durch den Körper 72 verlaufen. Wie
nachstehend genauer erläutert
wird, gelangt die Gleitstückanordnung 66 selektiv
in Eingriff mit einem der Schlitze 80, um die Bewegung
der Gleitstückanordnung 66 zu
begrenzen, wenn die Kopfstützenanordnung 16 von
der Sitzanordnung 14 abgenommen wird.
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Der
in Radialrichtung verlaufende Flansch 74 weist eine erste Öffnung 84 und
eine zweite Öffnung 86 auf,
die sich durch ihn erstrecken. Die erste Öffnung 84 weist solche
Abmessungen auf, dass sie den Pfeiler 20 der Kopfstützenanordnung 16 aufnimmt.
Die Öffnung 86 weist
im wesentlichen die Form eines Schlüssellochschlitzes auf. Vorzugsweise
besteht die Buchse 64 aus einem mittels Spritzguß ausgeformten
Polymer, beispielsweise PA6, oder einem anderen, geeigneten Material.
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Die
Gleitstückanordnung 66 weist
ein Gleitstück 88 und
einen Block 90 auf. Der Block 90 ist beweglich
innerhalb eines Hohlraums 92 des Gleitstücks 88 angeordnet.
Das Gleitstück 88 weist
ein Gehäuse 94 auf,
das mit einem Becher 96 und einem Vorsprung 98 versehen
ist. Der Becher 96 enthält mehrere flexible
Arme 100, die eine Tasche 102 ausbilden. Zumindest
einer der Arme 100 weist einen nach innen verlaufenden
Hakenvorsprung 104 auf. Wenn die Kopfstützenanordnung 16 an
der Sitzanordnung 14 angebracht wird, wird der Pfeiler 20 innerhalb
der Tasche 102 angeordnet. Der Hakenvorsprung 104 greift
im Schnappsitz in die Nut 22 ein. Der Vorsprung 98 enthält eine
durch ihn verlaufende Öffnung 106.
Die Öffnung 106 ist
mit einem Abschnitt eines Schlitzes 108 ausgerichtet, der
sich durch das Gehäuse 94 erstreckt.
Das Gleitstück 88 weist
einen Kragen 110 auf, der zwei gegabelte Schenkel 112 aufweist.
Jeder Schenkel 112 weist einen nach oben gedrehten Flansch 114 auf.
Die Rückstellfeder 88 weist
ein T-förmiges
Ende 116 auf, das mit dem Kragen 110 des Gleitstücks 88 gekuppelt
ist.
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9 zeigt
den Block 90, der einen im wesentlichen scheibenförmigen Körper 118 aufweist, bei
dem eine Zunge 120 in Radialrichtung nach außen von
dem Körper 180 verläuft. Ein
Steg 122 geht im Winkel vom Körper 118 so aus, dass
er eine mit dem Block 90 vereinigte Feder ausbildet. Der
Block 90 besteht aus einem elastischen Material, beispielsweise
aus durch Spritzguß formbarem
PA6. Der Steg 122 kann daher wiederholt verformt werden,
und in seine unverformte Form zurückkehren, sobald keine Belastung
mehr einwirkt. Der Block 90 weist weiterhin eine Öffnung 124 auf,
die sich durch den Körper 118 erstreckt.
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Das
Betätigungsglied 70 weist
einen Elektromotor 126 und einen Bowdenzug 128 auf.
Der Bowdenzug 128 weist eine Hülle 130 und einen
innerhalb der Hülle 130 verlaufenden
Draht 132 auf. Eine Mutter 134 (6)
ist mit dem distalen Ende des Drahtes 132 verbunden. Der
Draht 132 und die Mutter 134 sind durch das Gleitstück 88 und
die Öffnung 124 des Blocks 90 geführt. Ein
Abschnitt der Öffnung 86 des Flansches 74 weist solche
Abmessungen auf, dass die Mutter 134 dort hindurchgehen
kann. Die Mutter 134 wird an der einen Seite des in Radialrichtung
verlaufenden Flansches 74 durch Bewegen des Drahts 132 in
den engen Abschnitt der schlüssellochförmigen Öffnung 86 gehaltert,
nachdem die Mutter zuerst durch den großen Abschnitt hindurchgeführt wurde.
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Im
Betrieb arbeitet der Kopfstützenmechanismus 10 mit
dem Block 90 der Gleitstückanordnung 66 so
zusammen, dass entweder eine Position außer Eingriff oder eine Position
im Eingriff eingenommen wird. 7 zeigt
den Block 90 in einer Position außer Eingriff von der Buchse 64.
Der in 7 gezeigte Betriebszustand tritt auf, wenn die
Kopfstützenanordnung 16 mit
der Sitzanordnung 14 gekuppelt ist. Zu diesem Zeitpunkt
befindet sich der Pfeiler 20 innerhalb der Tasche 102,
wobei der Hakenvorsprung 104 in die Nut 22 eingreift.
Zum Positionieren der Kopfstützenanordnung 16 schickt
ein Fahrzeuginsasse elektrischen Strom an den Motor 126 über einen Schalter
(nicht gezeigt). Der Elektromotor 126 veranlaßt den Bowdenzug 128 dazu,
dass er ausfährt
oder sich zurückzieht,
gegen die von der Rückstellfeder 68 aufgebrachte
Kraft. Es wird darauf hingewiesen, dass der Bowdenzug 128 nicht
nur jener Kraft entgegenwirkt, die von der Rückstellfeder 68 aufgebracht wird,
sondern auch jener Kraft, die infolge der Masse der Kopfstützenanordnung 16 einwirkt.
Im Gleichgewicht ist der Draht 132 gespannt.
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Die
Spannung im Draht 132 reicht dazu aus, den Block 90 in
einer Position außer
Eingriff zu halten, durch Zusammendrücken des Steges 122.
Während
die Zunge 120 außer
Eingriff von der Buchse 64 ist, kann die Gleitstückanordnung 66 durch
den Elektromotor 126 zu jedem Ort innerhalb der Buchse 64 bewegt
werden, um das Kopfstützenkissen 18 zu
positionieren.
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8 zeigt
die Position außer
Eingriff der Gleitstückanordnung 66 und
des Blockes 90. Die Kopfstützenanordnung 16 wird
dadurch von der Sitzanordnung 14 abgenommen, dass eine
nach oben wirkende Kraft auf das Kopfstützenkissen 18 aufgebracht
wird, die dazu ausreicht, den Pfeiler 20 aus der Tasche 102 zu
ziehen, und die Vorspannkraft zu überwinden, die von den flexiblen
Armen 100 geliefert wird. Sobald die Kopfstützenanordnung 16 abgenommen
wurde, wirkt das Gewicht der Kopfstützenanordnung nicht mehr auf
die Gleitstückanordnung 66 ein.
Daher wird der Draht 132 lose. Die Kraft in Querrichtung
von dem Draht 132 auf dem Block 90 nimmt hierdurch
ab, so dass der Steg 122 eine Eingriffskraft auf die Zunge 120 ausüben kann.
Weiterhin wirkt die Rückstellfeder 68 so
auf die Gleitstückanordnung 66 ein,
dass diese sich nach unten bewegt, infolge des Kraft-Ungleichgewichts,
das durch das Abnehmen der Kopfstützenanordnung 16 hervorgerufen
wird. Die Gleitstückanordnung 66 kann
sich frei nach unten nur um eine geringe Entfernung entsprechend
dem Abstand zwischen den Schlitzen 80 bewegen. Wenn sich
die Gleitstückanordnung 66 nach
unten bewegt, gelangt die Zunge 120 in einen der Schlitze 80 hinein, und
erstreckt sich durch den Körper 72 der
Buchse 64. Die Gleitstückanordnung 66 ist
mit der Buchse 64 gekuppelt, und kann sich nicht länger frei
innerhalb der Buchse gleitbeweglich bewegen.
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Die
Kopfstützenanordnung 16 kann
mit der Sitzanordnung 14 einfach dadurch gekuppelt werden,
dass der Pfeiler 20 in der Tasche 102 angeordnet
wird. Diese Vorgang führt
zum Spannen des Drahtes 132, wodurch der Steg 122 zusammengedrückt wird,
und die Zunge 120 außer
Eingriff von dem Schlitz 80 gelangt.
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Der
Kopfstützenmechanismus 10 arbeitet wiederum
ebenso, wie dies voranstehend beschrieben wurde, wobei sich der
Block 90 in der Position außer Eingriff befindet.
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Vorzugsweise
sind die Buchse 64, das Gleitstück 88, der Block 90 und
die Abdeckung 62 jeweils aus einem durch Einspritzen ausformbaren
Polymer hergestellt, beispielsweise PA6. Die Verwendung eines durch
Einspritzen ausformbaren Polymers ermöglicht eine relativ komplizierte
Konstruktion der Bauteile, wie dies in den Figuren dargestellt ist.
Weiterhin erleichtert das durch Einspritzen formbare Polymer Schnappsitzverbindungen
und relativ glatte Gleitbewegungen der Bauteile in Bezug aufeinander. Allerdings
wird darauf hingewiesen, dass die Bauteile des Kopfstützenmechanismus
aus einer Anzahl von Materialien bestehen können, welche Polymerverbindungen,
Metalle oder Verbundwerkstoffe umfassen.