DE112009001359T5

DE112009001359T5 - Mit einem aktiven Material betätigte Kopfstütze, die ein Gestängeausfahrsystem verwendet

Info

Publication number: DE112009001359T5
Application number: DE112009001359T
Authority: DE
Inventors: Paul W. Ypsilanti Alexander; Michael G. Romeo Carpenter; Leigh A. Brighton Berger; Dale M. Grosse Pointe Farms Drew; Michael E. Rochester Hills Kilpinen; Clayton J. Romeo Hayes; James A. Armada Smith
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-06-04
Also published as: WO2009149142A3; WO2009149142A2; DE112009001359B4

Abstract

Aktive Kopfstütze, die zur Verwendung mit einem Sitz und zum selektiven Stützen des Kopfes eines Insassen geeignet ist, wobei die Kopfstütze umfasst:
eine äußere Schale, die einen inneren Raum und eine äußere Fläche definiert, die ausgebildet ist, um mit dem Kopf des Insassen in Eingriff zu stehen;
einen Aktuator, der innerhalb des Raumes angeordnet und betreibbar ist, um den Abstand oder den Eingriff zwischen der Fläche und dem Kopf zu verstellen, wobei der Aktuator ein Gestängesystem umfasst, das zumindest einen selektiv ausfahrbaren Schwingarm aufweist, der verschwenkbar mit dem Sitz und der Schale gekoppelt ist, und ferner ein Element aus einem aktiven Material umfasst, das mit dem Arm antriebstechnisch gekoppelt ist, um so selektiv zu bewirken oder zu ermöglichen, dass der Arm verschwenkt, wenn das Element einem Aktivierungssignal ausgesetzt oder vor diesem abgeschottet ist; und
eine Leistungsquelle, die kommunikativ mit dem Aktuator gekoppelt und betreibbar ist, um das...

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenlegung betrifft verstellbare Kopfstützenanordnungen und im Spezielleren eine verstellbare Kopfstütze mit einem Aktuator mit einem aktiven Material und einem Gestängeausfahrsystem.
2. Erläuterung des Standes der Technik
Wie auf dem technischen Gebiet bekannt, werden Kopfstützenanordnungen, die zur Verwendung mit einer Sitzlehne geeignet sind, üblicherweise verwendet, um für einen Benutzer Komfort und Schutz bereitzustellen. Im Spezielleren, wenn ein Insasse richtig in dem zugeordneten Sitz positioniert ist, ist die Kopfstütze bevorzugt mit dem Kopf ausgerichtet und besitzt die Funktion, diesen zu stützen. In einer Automobileinrichtung kann die Kopfstütze z. B. die Funktion haben, den Kopf des Insassen während eines Unfalles zu schützen, indem sie die Auslenkung nach hinten und eine erreichbare Beschleunigung des Kopfes infolge des Aufpralles minimiert.
Es wurden unabhängig beeinflussbare (oder „aktive”) Kopfstützen entwickelt, die die absolute Positionierung ändern, um so selektiv den Zwischenabstand zwischen der Kopfstütze und dem Kopf zu reduzieren. In einer Automobileinrichtung kann die Beeinflussung z. B. bewerkstelligt werden, wenn ein Unfallereignis detektiert oder vorhergesagt wird. Herkömmliche aktive Kopfstützen verwenden typischerweise elektrische, mechanische oder pneumatische Aktuatoren und eine komplexe Architektur, die verschiedene Probleme auf dem technischen Gebiet mit sich bringen. Es ist z. B. einzusehen, dass eine messbare Last auf dem Fahrzeugladesystem, ein überfüllter innerer Kopfstützenbereich und eine große Vielzahl von beweglichen Teilen, die höhere Herstellungs-, Reparatur- und Austauschkosten zur Folge haben, nur einige der Probleme darstellen.
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zielt auf diese Probleme ab und stellt eine Kopfstütze vor, die eine Betätigung mit einem aktiven Material und ein Gestängesystem verwendet, um die Kopfstütze selektiv zu beeinflussen (z. B. die Positionierung oder Nachgiebigkeit derselben zu verstellen). Als solches ist die hierin beschriebene Kopfstütze nützlich, um alternativ erhöhten Komfort und Schutz selbstständig oder bei Bedarf bereitzustellen.
Es wird allgemein eine aktive Kopfstütze, die zur Verwendung mit einem Sitz und zum selektiven Stützen des Kopfes eines Insassen geeignet ist, vorgestellt. Die Kopfstütze umfasst eine äußere Schale, die einen inneren Raum und eine äußere Fläche definiert, die ausgebildet ist, um mit dem Kopf des Insassen in Eingriff zu stehen. Ein Aktuator ist innerhalb des Raumes angeordnet und betreibbar, um den Abstand zwischen der Fläche und dem Kopf zu verstellen. Der Aktuator umfasst ein Gestängesystem, das zumindest einen selektiv ausfahrbaren Schwingarm aufweist, der verschwenkbar mit dem Sitz und der Schale gekoppelt ist, sodass ein Verschwenken des Armes bewirkt, dass sich die Schale translatorisch relativ zu dem Sitz bewegt. Der Aktuator umfasst ferner ein Element aus einem aktiven Material, das betreibbar ist, um zu bewirken oder zu ermöglichen, dass der Arm verschwenkt, wenn es einem Aktivierungssignal ausgesetzt oder vor diesem abgeschottet ist. Schließlich ist die Kopfstütze und im Spezielleren der Aktuator kommunikativ mit einer Leistungsquelle gekoppelt, die betreibbar ist, um das Signal zu erzeugen.
Die oben beschriebenen und weitere Merkmale sind durch die nachfolgenden Figuren und die detaillierte Beschreibung beispielhaft erläutert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind unten stehend im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungsfig. in beispielhaftem Maßstab beschrieben, in denen:
1 ein Seitenriss einer aktiven Kopfstütze gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die translatorisch zwischen einem verstauten (Volllinie) und einem ausgefahrenen (Strichlinie) Zustand bewegbar ist, und des Kopfes eines Insassen ist, und veranschaulicht insbesondere ein Vierstabgestängesystem;
2 eine perspektivische Vorderansicht der inneren Technik der aktiven Kopfstütze gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, die einen oberen Verbindungsarm, obere Torsionsfedern, einen unteren Federarm, Weganschläge, eine Hauptträgerplatte, den Schalenrücken und Säulen umfasst;
3 eine perspektivische Hinteransicht der inneren Technik der in 2 gezeigten Kopfstütze gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, die insbesondere die Schalenvorderseite, die Trägerplatte und Säulen von 2 wie auch einen Ratschensektor und eine Sperrklinke, eine Verriegelung und einen Formgedächtnisdraht veranschaulicht, der alternativ mit der Verriegelung und dem Sektor in Eingriff steht;
4a ein Seitenriss eines Nockens, der mit einem durch den Sektor definierten Kanal in Eingriff steht, während einer Translation in einer ersten Richtung, wenn die Sperrklinke und der Sektor in Eingriff stehen, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
4b ein Seitenriss des Nockens und des Kanals, die in 4a gezeigt sind, ist, wobei der Nocken eine Vertiefung in dem Kanal erreicht hat und durch eine Federbelastung zum Umklappen gebracht wurde; und
4c ein Seitenriss des Nockens und des Kanals, die in den 4a, b gezeigt sind, ist, wobei der Nocken die Sperrklinke und den Sektor außer Eingriff zwingt, um so eine Translation in der entgegengesetzten Richtung zuzulassen.
Detaillierte Beschreibung
Hierin offenbart ist eine aktive Kopfstütze 10, die geeignet ist, um selektiv den Kopf 12 eines Insassen (1) zu stützen und sich teilweise von der Anmeldung '753 (insbesondere 8 und der zugehörigen. Beschreibung hierin) fortsetzt. Die hierin offenbarte aktive Kopfstütze 10 kann in Vordersitzen, Rücksitzen, Kindersitzen und dergleichen und in Verbindung mit verschiedenen Anwendungen wie z. B. Fahrzeugtransport, Fluglinien, Unterhaltungssitzen etc. verwendet werden. Die Kopfstütze 10 umfasst einen Aktuator 14 mit einem aktiven (oder „intelligenten”) Material und ein Gestängesystem 16, die zusammenwirken, um zumindest einen Abschnitt der Kopfstütze 10 zu beeinflussen (z. B. translatorisch zu bewegen, umzugestalten etc.) (1–3).
Aktives Material, Erläuterung und Funktion
Wie hierin verwendet, ist der Ausdruck „aktives Material” als solche Materialien oder Verbundstoffe definiert, die eine reversible Änderung in einer fundamentalen (d. h. chemischen oder intrinsischen physikalischen) Eigenschaft zeigen, wenn sie einem äußeren Aktivierungssignal ausgesetzt werden. Geeignete aktive Materialien zur Verwendung hierin umfassen ohne Einschränkung Formgedächtnislegierungen (SMA) und ferromagnetische SMAs (FSMA). Weitere aktive Materialien, die mit einigen Änderungen an den angebotenen Ausführungsformen verwendet werden können, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf piezoelektrische Materialien, elektroaktive Polymere (EAP), Magneto- und Elektrostriktive und dergleichen. Abhängig von dem speziellen aktiven Material kann das Aktivierungssignal ohne Einschränkung die Form, eines elektrischen Stromes, einer Temperaturänderung, eines magnetischen Feldes, einer mechanischen Belastung oder Spannung und dergleichen besitzen.
Im Spezielleren liegen Formgedächtnislegierungen in mehreren verschiedenen temperaturabhängigen Phasen vor. Die am häufigsten verwendeten dieser Phasen sind die sogenannte Martensit- und die Austenitphase. In der nachfolgenden Erläuterung bezieht sich die Martensitphase allgemein auf die stärker verformbare Phase niedrigerer Temperatur, wohingegen sich die Austenitphase allgemein auf die starrere Phase höherer Temperatur bezieht. Wenn sich die Formgedächtnislegierung in der Martensitphase befindet und erwärmt wird, beginnt sie, sich in die Austenitphase zu ändern. Die Temperatur, bei der dieses Phänomen beginnt, wird oft als Austenit-Anfangstemperatur (As) bezeichnet. Die Temperatur, bei der dieses Phänomen endet, wird als Austenit-Endtemperatur (Af) bezeichnet. Wenn sich die Formgedächtnislegierung in der Austenitphase befindet und abgekühlt wird, beginnt sie, sich in die Martensitphase zu ändern, und die Temperatur, bei der dieses Phänomen beginnt, wird als Martensit-Anfangstemperatur (Ms) bezeichnet. Die Temperatur, bei der der Austenit aufhört, sich in Martensit umzuwandeln, wird als Martensit-Endtemperatur (Mf) bezeichnet. Im Allgemeinen sind die Formgedächtnislegierungen in ihrer martensitischen Phase weicher und leichter verformbar und in der austenitischen Phase härter, steifer und/oder starrer. Im Hinblick auf das zuvor Gesagte ist ein geeignetes Aktivierungssignal zur Verwendung mit Formgedächtnislegierungen ein thermisches Aktivierungssignal in einer Größenordnung, um Umwandlungen zwischen der Martensit- und der Austenitphase zu bewirken.
Formgedächtnislegierungen können abhängig von der Legierungszusammensetzung und der bisherigen Verarbeitung einen Formgedächtniseffekt in eine Richtung, einen intrinsischen Effekt in zwei Richtungen oder einen extrinsischen Formgedächtniseffekt in zwei Richtungen zeigen. Geglühte Formgedächtnislegierungen zeigen typischerweise nur den Formgedächtniseffekt in eine Richtung. Ein ausreichendes Erwärmen anschließend an eine Verformung des Formgedächtnismaterials bei niedriger Temperatur wird die Martensit/Austenit-Umwandlung induzieren und das Material wird seine ursprüngliche, geglühte Form wiedererlangen. Somit werden Formgedächtniseffekte in eine Richtung nur beim Erwärmen beobachtet.
Die Temperatur, bei der sich die Formgedächtnislegierung an ihre Hochtemperaturform erinnert, wenn sie erwärmt wird, kann durch geringfügige Änderungen in der Zusammensetzung der Legierung und durch Wärmebehandlung angepasst werden. In Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen kann sie z. B. von über etwa 130°C auf unter etwa –100°C geändert werden. Der Formwiedererlangungsprozess findet über einen Bereich von nur wenigen bis zu einigen Graden statt und der Anfang oder das Ende der Umwandlung kann, abhängig von der gewünschten Anwendung und Legierungszusammensetzung, innerhalb von einem oder zwei Graden gesteuert werden. Es ist einzusehen, dass die mechanischen Eigenschaften der Formgedächtnislegierung stark über den Temperaturbereich variieren, der ihre Umwandlung überspannt.
SMA-Materialien zeigen einen Modulanstieg des 2,5-fachen und eine Abmessungsänderung von bis zu 8% (je nach Ausmaß der Vorverformung), wenn sie über ihre so genannte Martensit/Austenit-Phasenumwandlungstemperatur erwärmt werden. Die SMA kann innerhalb der Kopfstütze in Drahtform eingebettet sein, um den gewünschten Betrag der Kontraktion oder Änderung in den Steifigkeitseigenschaften vorzusehen, wobei der Ausdruck „Draht” nicht einschränkend ist und andere geeignete geometrische Formen wie z. B. Kabel, Bündel, Litzen, Seile, Streifen etc. einschließen soll. Auch verlaufen SMA-Änderungen in eine Richtung, sodass ein Vorspannkraft-Rückstellmechanismus (z. B. eine Feder) innerhalb der Kopfstütze enthalten sein kann, um die SMA (und die Kopfstütze) in ihre Ausgangskonfiguration zurückzubringen, sobald das/die angewendete Feld/Wärme entfernt wird. Weitere Rückstellmechanismen können eine mechanische, pneumatische, hydraulische oder pyrotechnische Technologie umfassen oder auf einem der zuvor erwähnten intelligenten Materialien basieren.
Geeignete Formgedächtnislegierungsmaterialien umfassen, sollen jedoch nicht beschränkt sein auf Legierungen auf Nickel-Titan-Basis, Legierungen auf Indium-Titan-Basis, Legierungen auf Nickel-Aluminium-Basis, Legierungen auf Nickel-Gallium-Basis, Legierungen auf Kupferbasis (z. B. Kupfer-Zinklegierungen, Kupfer-Aluminiumlegierungen, Kupfer-Gold- und Kupfer-Zinnlegierungen), Legierungen auf Gold-Cadmium-Basis, Legierungen auf Silber-Cadmium-Basis, Legierungen auf Indium-Cadmium-Basis, Legierungen auf Mangan-Kupfer-Basis, Legierungen auf Eisen-Platin-Basis, Legierungen auf Eisen-Palladium-Basis und dergleichen. Die Legierungen können binär, ternär oder von irgendeiner höheren Ordnung sein, vorausgesetzt, die Legierungszusammensetzung zeigt einen Formgedächtniseffekt wie z. B. eine Änderung der Formorientierung, Änderungen in der Fließgrenze und/oder der Biegemoduleigenschaften, des Dämpfungsvermögens, der Superelastizität und dergleichen. Die Wahl einer geeigneten Formgedächtnislegierungszusammensetzung ist von dem Temperaturbereich abhängig, in dem die Komponente arbeiten wird.
Ferromagnetische SMAs zeigen schnelle maßliche Änderungen von bis zu mehreren Prozent in Ansprechen auf (und proportional zu der Stärke) ein(es) angelegtes(n) magnetisches(n) Feld(es). Die Änderungen sind Änderungen in eine Richtung und erfordern die Anwendung entweder einer Vorspannkraft oder einer Feldumkehr, um die ferromagnetische SMA in ihre Ausgangskonfiguration zurückzubringen. Ansonsten arbeitet die FSMA für die Absichten und Zwecke der vorliegenden Erfindung gleich wie eine SMA.
Gleichermaßen sind Magnetostriktive Festkörper, die eine große mechanische Verformung entwickeln, wenn sie einem äußeren magnetischen Feld unterworfen sind. Dieses Magnetostriktionsphänomen ist auf die Rotationen der kleinen magnetischen Domänen in den Materialien zurückzuführen, die zufällig orientiert sind, wenn das Material nicht einem magnetischen Feld ausgesetzt ist. Die Formänderung ist am größten in ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Festkörpern. Terfinol D ist die am besten erforschte Form eines Magnetostriktives. Magnetostriktive zeigen eine relative Hochfrequenztauglichkeit, wobei die Dehnung proportional zu der Stärke des angewendeten magnetischen Feldes ist, und diese Arten von Materialien kehren nach dem Entfernen des angewendeten Feldes in ihre ursprüngliche Abmessung zurück.
Formgedächtnispolymere (SMPs) zeigen einen dramatischen Abfall im Modul, wenn sie über die Glasumwandlungstemperatur ihrer Bestandteile erwärmt werden, die eine niedrigere Glasumwandlungstemperatur aufweisen. Wenn eine Belastung/Verformung aufrechterhalten wird, während die Temperatur gesenkt wird, wird die verformte Form in dem SMP festgelegt sein, bis es ohne Belastung wieder erwärmt wird, wobei es unter dieser Bedingung in seine Gussform zurückkehren wird. Wenn sie erwärmt werden, nimmt ihr Modul um einen Faktor 30 oder mehr ab, und in diesem flexiblen Zustand könnte die gespeicherte Energie nicht länger durch das SMP blockiert werden und würde daher in dieser Weise freigesetzt, um zuzulassen, dass die vordere Fläche der Kopfstütze in Richtung des Kopfes des sitzenden Insassen ausgelenkt wird.
Die meisten SMPs zeigen einen Effekt „in eine Richtung”, wobei das SMP eine permanente Form aufweist. Im Allgemeinen sind SMPs phasengetrennte Copolymere, die zumindest zwei verschiedene Einheiten umfassen, welche so beschrieben werden können, dass sie verschiedene Segmente innerhalb des SMP definieren, wobei jedes Segment unterschiedlich zu den Gesamteigenschaften des SMP beiträgt. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Segment” auf einen Block, einen Pfröpfling oder eine Sequenz desselben oder ähnlicher Monomer- oder Oligomereinheiten, die copolymerisiert sind, um das SMP zu bilden. Jedes Segment kann kristallin oder amorph sein und wird eine/n entsprechende/n Schmelzpunkt bzw. Glasumwandlungstemperatur (Tg) aufweisen. Der Ausdruck „Wärmeumwandlungstemperatur” wird hierin einfacherweise verwendet, um allgemein entweder auf eine Tg oder einen Schmelzpunkt Bezug zu nehmen, je nachdem, ob das Segment ein amorphes Segment oder ein kristallines Segment ist. Für SMPs, die (n) Segmente umfassen, kann gesagt werden, dass das SMP ein hartes Segment und (n – 1) weiche Segmente aufweist, wobei das harte Segment eine höhere Wärmeumwandlungstemperatur aufweist als jedes weiche Segment. Somit weist das SMP (n) Wärmeumwandlungstemperaturen auf. Die Wärmeumwandlungstemperatur des harten Segments wird als die „letzte Umwandlungstemperatur” bezeichnet und die niedrigste Wärmeumwandlungstemperatur des so genannten „weichsten” Segments wird als die „erste Umwandlungstemperatur” bezeichnet. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass, wenn das SMP mehrere Segmente aufweist, die durch dieselbe Wärmeumwandlungstemperatur, die auch die letzte Umwandlungstemperatur ist, gekennzeichnet sind, gesagt werden kann, dass das SMP mehrere harte Segmente aufweist.
Wenn das SMP über die letzte Umwandlungstemperatur erwärmt wird, kann dem SMP-Material eine Form verliehen werden. Eine permanente Form für das SMP kann durch ein nachfolgendes Abkühlen des SMP unter diese Temperatur festgelegt oder ins Gedächtnis eingeprägt werden. Wie hierin verwendet, sind die Begriffe „ursprüngliche Form”, „vorher definierte Form” und „permanente Form” gleichbedeutend und sollen untereinander austauschbar verwendet werden. Eine temporäre Form kann festgelegt werden, indem das Material auf eine Temperatur erwärmt wird, die höher als eine Wärmeumwandlungstemperatur eines jeglichen weichen Segments ist, jedoch unter der letzten Umwandlungstemperatur liegt, eine äußere Spannung oder Belastung aufgebracht wird, um das SMP zu verformen, und es dann unter die bestimmte Wärmeumwandlungstemperatur des weichen Segments abgekühlt wird.
Die permanente Form kann wiedererlangt werden, indem das Material, während die Spannung oder Belastung entfernt ist, über die bestimmte Wärmeumwandlungstemperatur des weichen Segments, jedoch unter die letzte Umwandlungstemperatur, erwärmt wird. Es sollte somit einzusehen sein, dass es durch Kombinieren mehrerer weicher Segmente möglich ist, mehrere temporäre Formen zu zeigen, und mit mehreren harten Segmenten kann es möglich sein, mehrere permanente Formen zu zeigen. In ähnlicher Weise kann bei Verwendung eines Ansatzes mit einer Schichtung oder einem Verbund eine Kombination aus mehreren SMPs Übergänge zwischen mehreren temporären und permanenten Formen zeigen.
Für SMPs mit nur zwei Segmenten ist die temporäre Form des Formgedächtnispolymers bei der ersten Umwandlungstemperatur festgelegt, gefolgt von einem Abkühlen des SMP unter Belastung, um die temporäre Form einzusperren. Die temporäre Form wird beibehalten, solange das SMP unter der ersten Umwandlungstemperatur bleibt. Die permanente Form wird wiedererlangt, wenn das SMP wieder über die erste Umwandlungstemperatur gebracht wird. Ein Wiederholen der Erwärmungs-, Formgebungs- und Abkühlschritte kann die temporäre Form wiederholt zurückstellen.
Die meisten SMPs zeigen einen Effekt „in eine Richtung”, wobei das SMP eine permanente Form aufweist. Beim Erwärmen des Formgedächtnispolymers über eine Wärmeumwandlungstemperatur des weichen Segments ohne Spannung oder Belastung wird die permanente Form erreicht und die Form wird nicht ohne die Verwendung äußerer Kräfte in die temporäre Form zurückkehren.
Als eine Alternative können einige Formgedächtnispolymer-Zusammensetzungen derart hergestellt sein, dass sie einen Effekt „in zwei Richtungen” zeigen, wobei das SMP zwei permanente Formen zeigt. Diese Systeme umfassen mindestens zwei Polymerkomponenten. Zum Beispiel könnte eine Komponente ein erstes vernetztes Polymer sein, während die andere Komponente ein anderes vernetztes Polymer ist. Die Komponenten werden durch Schichtverfahren kombiniert oder sind Durchdringungsnetzwerke, wobei die zwei Polymerkomponenten vernetzt sind, allerdings nicht miteinander. Durch Ändern der Temperatur ändert das Formgedächtnispolymer seine Form in der Richtung von der ersten permanenten Form zu der zweiten permanenten Form. Jede der permanenten Formen gehört zu einer Komponente des SMP. Die Temperaturabhängigkeit der gesamten Form ist in der Tatsache begründet, dass die mechanischen Eigenschaften einer Komponente („Komponente A”) beinahe unabhängig von der Temperatur in dem betreffenden Temperaturintervall sind. Die mechanischen Eigenschaften der anderen Komponente („Komponente B”) sind von der Temperatur in dem betreffenden Temperaturintervall abhängig. In einer Ausführungsform wird die Komponente B bei niedrigen Temperaturen im Vergleich mit der Komponente A stärker, während die Komponente A bei hohen Temperaturen stärker ist und die tatsächliche Form bestimmt. Eine Gedächtnisvorrichtung in zwei Richtungen kann hergestellt werden, indem die permanente Form der Komponente A („erste permanente Form”) festgelegt wird, die Vorrichtung zu der permanenten Form der Komponente B („zweite permanente Form”) verformt wird und die permanente Form der Komponente B fixiert wird, während eine Spannung aufgebracht wird.
Es sollte für einen Fachmann einzusehen sein, dass es möglich ist, SMPs in vielen verschiedenen Gestalten und Formen auszugestalten. Die technische Ausführung der Zusammensetzung und Struktur des Polymers selbst kann die Wahl einer bestimmten Temperatur für eine gewünschte Anwendung zulassen. Zum Beispiel kann die letzte Umwandlungstemperatur je nach spezieller Anwendung zwischen etwa 0°C und etwa 300°C oder mehr betragen. Eine Temperatur für eine Formwiederherstellung (d. h. eine thermische Umwandlungstemperatur eines weichen Segments kann bei etwa –30°C oder darüber liegen. Eine weitere Temperatur für eine Formwiederherstellung kann etwa 20°C oder mehr betragen.
Eine weitere Temperatur für eine Formwiederherstellung kann etwa 70°C oder mehr betragen. Eine weitere Temperatur für eine Formwiederherstellung kann etwa 250°C oder weniger betragen. Eine noch weitere Temperatur für eine Formwiederherstellung kann etwa 200°C oder weniger betragen. Schließlich kann eine weitere Temperatur für eine Formwiederherstellung etwa 180°C oder weniger betragen. Geeignete Polymere zur Verwendung in den SMPs umfassen Thermoplaste, Duroplaste, Durchdringungsnetzwerke, halbdurchdringende Netzwerke oder gemischte Netzwerke aus Polymeren. Die Polymere können ein einziges Polymer oder eine Mischung von Polymeren sein. Die Polymere können lineare oder verzweigte thermoplastische Elastomere mit Seitenketten oder dendritischen Strukturelementen sein.
Geeignete Polymerkomponenten zum Bilden eines Formgedächtnispolymers umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Polyphosphazane, Polyvinylalkohole, Polyamide, Polyesteramide, Polyaminosäuren, Polyanhydride, Polycarbonate, Polyacrylate, Polyalkylene, Polyacrylamide, Polyalkylenglykole, Polyalkylenoxide, Polyalkylenterephthalate, Polyorthoester, Polyvinylether, Polyvinylester, Polyvinylhalogenide, Polyester, Polylaktide, Polyglykolide, Polysiloxane, Polyurethane, Polyether, Polyetheramide, Polyetherester, Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylphenol, Polyvinylpyrrolidon, chloriertes Polybutylen, Polyoctadecylvinylether, Ethylenvinylacetat, Polyethylen, Polyethylenoxid-Polyethylenterephthalat, Polyethylen/Nylon (Pfropf-Copolymer), Polycaprolaktonpolyamid (Blockcopolymer), Polycaprolaktondimethacrylat-n-Butylacrylat, polyhedrales oligomeres Polynorbornylsilsequioxan, Polyvinylchlorid, Urethan/Butadien-Copolymere, Polyurethan-Blockcopolymere, Styrol-Butadienstyrol-Blockcopolymere und dergleichen und Kombinationen, die mindestens eine der vorhergehenden Polymerkomponenten umfassen. Beispiele für geeignete Polyacrylate umfassen Polymethylmethacrylat, Polyethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyisobutylmethacrylat, Polyhexylmethacrylat, Polyisodecylmethacrylat, Polylaurylmethacrylat, Polyphenylmethacrylat, Polymethylacrylat, Polyisopropylacrylat, Polyisobutylacrylat und Polyoctadecylacrylat. Das/die zum Bilden der verschiedenen Segmente in den oben beschriebenen SMPs verwendete/n Polymer/e ist/sind entweder im Handel erhältlich oder kann/können unter Verwendung von Routine-Chemie synthetisiert werden. Ein Fachmann kann die Polymere ohne weiteres unter Verwendung bekannter chemischer und Verarbeitungsverfahren ohne übermäßiges Experimentieren herstellen.
II. Beispielhafte aktive Kopfstützen und Verfahren zu deren Verwendung
Wie in den 1–3 gezeigt, umfasst die Kopfstütze 10 eine Schale 18, die bevorzugt aus einem vorderen Kontaktabschnitt 18a und einem hinteren Abschnitt 18b gebildet ist, welche zusammenwirken, um einen inneren Raum 18c zu definieren. Es kann z. B. eine einteilige äußere Faltmuschelschale verwendet werden, wobei der vordere Abschnitt 18a der Abschnitt der Kopfstütze 10 dem Kopf 12 nahe ist. Wie in 1 gezeigt, ist einzusehen, dass die Schale 18 eine integrale Struktur bilden kann, um so übereinstimmend bewegt zu werden. Es ist einzusehen, dass, anstatt die Kopfstütze 10 auszulenken, das System 16 und der Aktuator 14 alternativ ausgebildet sein können, um an einer sonst feststehenden vorderen Fläche der Kopfstütze 10 anzuliegen, um so zusätzliche/n Widerstand oder Energieabsorptionsvermögen an diese bereitzustellen. Das heißt, das System 16 und der Aktuator 14 können auch verwendet werden, um den Eingriff zwischen der Kopfstütze 10 und dem Kopf 12 zu verstellen. In dieser Konfiguration definiert die Schale 18 eine fügsame äußere vordere Fläche, die dazu dient, den/das zusätzliche/n Widerstand oder Absorptionsvermögen zu übertragen.
Die Kopfstütze 10 ist durch zumindest eine strukturelle Tragsäule 200 getragen, die verschiebbar innerhalb der Sitzlehne 22 angeordnet und mithilfe eines Arretiermittels (nicht gezeigt) fest relativ dazu angebracht ist. Um eine Bewegung relativ zu den Säulen 20 zu ermöglichen, definiert die Schale 18 eine untere Öffnung, durch die hindurch jede Säule 20 in den Raum 18c eintritt, um so in der Lage zu sein, sich translatorisch zu bewegen. Stärker bevorzugt definiert die Schale 18 geschlitzte Öffnungen mit einer Breite, die mit dem Säulendurchmesser übereinstimmt, um eine lineare Translation zu bewerkstelligen. Ein entfernbarer Zierverkleidungsclip 24 ist vorgesehen, um den Raum 18c sonst abzudecken und selektiv Zugang zu demselben zuzulassen. Die bevorzugte Kopfstütze 10 umfasst ferner ein Polstermaterial 26 außerhalb der Schale 18 und mit dieser überlagernde Schichten bildend und eine äußere Abdeckung 28 (aus einem weichen langlebigen Material), die das Polstermaterial 26 umhüllt, um die Gesamtform der Kopfstütze 10 zu definieren.
Die Schale 10 kann in verschwenkbarer Verbindung mit der strukturellen Tragsäule 20 stehen, oder, wie veranschaulicht, fest daran angebracht sein (2). Die strukturellen Tragsäulen 20 können viele Formen annehmen und sollen nicht auf die gezeigten beschränkt sein. Es ist z. B. einzusehen, dass eine Gabelbein- oder Türstockstruktur verwendet werden kann. Außerdem können mehr oder weniger als zwei Säulen 20 verwendet werden. Schließlich umfasst die feste Struktur der bevorzugten Kopfstütze 10 ferner eine Hauptträgerplatte 30, die an den Säulen 20 angebracht ist und eine flache ebene Fläche bereitstellt, die als Basis für den Aktuator 14 und das Gestängesystem 16 dient.
Das bevorzugte Gestängeausfahrsystem (d. h. „Gestänge”) 16 umfasst zumindest einen und stärker bevorzugt eine Vielzahl von seitlich gepaarten Schwingarm/en 32. Wie in 1 gezeigt, sind die Schwingarme 30 verschwenkbar mit der Schale 18 und der festen Struktur (z. B. den Säulen 20, der Platte 30 etc.) bevorzugt an oder in der Nähe ihrer distalen Enden gekoppelt. Die Arme 32 sind miteinander gekoppelt, um eine übereinstimmende Bewegung zu bewerkstelligen. Stärker bevorzugt kann ein paralleles Vierstabgestängesystem 16 verwendet werden, das aus Querstangen 34 zwischen seitlichen Schwingarmen 32 und seitlichen vertikalen Streben (nicht gezeigt) zwischen den vertikal beabstandeten Armen 32 besteht. In der veranschaulichten Ausführungsform ersetzt die bevorzugt starre Struktur der Schale 18 die vertikalen Streben. Für jeden Satz seitlicher Arme 32 ist die durch die feste Struktur und die Arme 32 definierte Schwenkachse translatorisch bewegbar fixiert, während die äußere Schwenkachse, die mit der Schale 18 verbunden ist, frei ist, sich translatorisch zu bewegen. Als solches werden die Schale 18 und die Kopfstütze 10, wenn die Schwingarme 32 dazu gebracht werden, gegen den Uhrzeigersinn zu verschwenken, nach außen (z. B. weg von den Säulen 20) und nach oben in Richtung einer ausgefahrenen Position getrieben, wie durch die Strichlinien in 1 gezeigt.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Ausfahren durch Freisetzen der in einer oberen und/oder einer unteren Torsionsfeder 36, 38 (2 und 3) gespeicherten Energie vorgesehen. Die Feder(n) 36, 38 ist/sind bevorzugt derart dimensioniert, dass das Ausfahren in einer gesteuerten Weise geschieht. Stärker bevorzugt, und wie in 2 gezeigt, dient die untere Feder 38 auch als der untere Verbindungsarm. In dieser Konfiguration kann im ausgefahrenen Zustand eine normalerweise geschlossene untere Feder 38 ausgebildet sein, um Energie zu speichern, die später verwendet wird, um die Rückkehr in die verstaute Position zu unterstützen, wenn sie freigesetzt wird. Es ist einzusehen, dass alternativ andere Arten von Federn (z. B. Zugfedern etc.) oder Vorspannelemente verwendet werden können.
In der bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gestängesystem 18 eine Sperrklinke 40 und einen Ratschensektor (oder „Ratsche”) 42, die zusammenwirken, um ein Rückwärtslaufen zu verhindern. Das heißt, die Sperrklinke 40 und der Sektor 42 definieren Vielzahlen von schrägen Zähnen, die verschiebbar aneinander vorbei in einer Richtung gleiten, in der anderen jedoch verblocken. Es ist einzusehen, dass die Kopfstütze 10 als solches den Kopf 12 an jedem Punkt entlang seiner Translation stützen wird, unabhängig davon, wo er in Eingriff steht. Der Sektor 42 ist verschwenkbar mit der Trägerplatte 30 gekoppelt und wird dazu gebracht, innerhalb eines dadurch definierten Ausschnittes zu schwingen, wenn die Arme 32, die fest mit dem Sektor 42 gekoppelt sind, zum Verschwenken gebracht werden. Die Sperrklinke 40 ist auch verschwenkbar mit der Platte 30 gekoppelt und steht mit dem Sektor 42 innerhalb des Ausschnittes in Eingriff. Die Sperrklinke 40 ist vorzugsweise in Richtung des Sektors 42 federbelastet.
Es ist ferner ein manueller oder unabhängiger Rückstellmechanismus vorgesehen, um die Sperrklinke 40 und den Sektor 42 außer Eingriff zu bringen und zuzulassen, dass die Kopfstütze 10 in den verstauten Zustand zurückkehrt (d. h. Rückwärtslauf). Zum Beispiel und wie in den 2–3 gezeigt kann der Rückstellmechanismus einen Überlaufnocken 44, der verschwenkbar mit dem hinteren Ende der Sperrklinke 40 gekoppelt ist, und einen durch den Sektor 42 definierten Kanal 46 umfassen. Der Nocken 44 ist ausgebildet, um in dem Kanal 46 aufgenommen zu sein und ist bevorzugt zu diesem hin federbelastet. Beim Ausfahren läuft der Nocken 44 verschiebbar den Kanal 46 entlang und liegt gegen den Boden des Kanals 46 an. An einem distalen Ende des Bodens ist eine Vertiefung 46a definiert, deren Position dem Hinausschießen über das maximale Ausfahren entspricht. Das heißt, der Boden des Kanals 46 vertieft sich (oder endet), wenn der Kanal 46, der integral mit den Armen 32 ist, dazu gebracht wird, an der maximalen Ausfahrposition vorbei zu laufen. An dieser Stelle schaltet der vorgespannte Nocken 44 an der Mitte vorbei (d. h. er kippt), bevor er in einer vertikaleren Orientierung zur Ruhe kommt. In dieser Konfiguration, wenn die Kopfstütze 10 manuell dazu gebracht wird, nach hinten in Richtung der verstauten Position zu laufen, bewirkt der Nocken 44, dass sich die Sperrklinke 40 und der Sektor 42 trennen und dadurch eine Bewegung zulassen. Die 4a–c veranschaulichen diesen Vorgang.
Wohingegen, wenn die Ratsche 42 und die Sperrklinke 40 zusammenwirkend eine Bewegung in nur einer Richtung verhindern, eine Verriegelung 48, die z. B. in die Trägerplatte 30 und die äußere Schale 18 integriert ist, ausgebildet ist, um eine Richtung sowohl in Richtung nach vor als auch zurück zu verhindern. Als solches ist die Verriegelung 48 ausgebildet, um die Kopfstütze 10 in einer gewünschten Position zu sperren. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Verriegelung 48 ausgebildet, um mit der Schale 18 in der verstauten oder ausgefahrenen Position in Eingriff zu stehen, um sie so zurückzuhalten, und besteht aus einer Zacke 50, die in Richtung eines Elements (z. B. eines Stiftes etc.) 52 vorgespannt ist, das relativ zu der Schale 18 fixiert ist. Die Verriegelung 48 wird selektiv dazu gebracht, den Stift 52 außer Eingriff zu bringen, sodass das Ausfahren ermöglicht ist. Wie in 3 veranschaulicht, stehen die Verriegelung 48 und der Stift 52 über einen weiteren Ausschnitt, der durch die Trägerplatte 30 definiert ist, miteinander in Eingriff.
Die bevorzugte Trägerplatte 30 definiert auch zumindest einen Weganschlag 54, der ausgebildet ist, um mit den Armen 32 in Eingriff zu stehen, um so dadurch eine weitere Bewegung in der vollständig ausgefahrenen Position zu verhindern. In 2 stehen zwei Weganschläge 38 von der Platte 30 nach vorne und innerhalb der durch die oberen Arme 32a und den Sektor 42 definierten Ausschnitte vor. Der Sektor 42 weist zwei hintere Flügel 56 auf (3), die ausgebildet sind, um die Anschläge 54 in der vollständig ausgefahrenen Position abzufangen.
Wie zuvor angeführt, überwindet der Aktuator 14 viele der Nachteile von herkömmlichen aktiven Kopfstützenaktuatoren. Zum Beispiel sind ein relativ kleineres Volumen, ein niedrigerer Leistungsbedarf und ein erhöhtes verteiltes Betätigungsvermögen einige der durch den erfindungsgemäßen Aktuator 14 gebotenen Lösungen. Der Aktuator 14 umfasst ein Element 14a aus einem aktiven Material, das antriebstechnisch mit dem Gestängesystem 16 gekoppelt sein kann (wie optional in 2 gezeigt) oder ausgebildet sein kann, um die Freisetzung von Energie zu bewirken, die zur Auslenkung der Schwingarme 32 führt. Mit Bezug auf letzteres und wie in den 2–3 gezeigt, kann ein einzelner Formgedächtnis(z. B. SMA)-Bogensehnendraht 14a verwendet werden, um die Verriegelung 48 zu lösen, nachdem Energie manuell in der/den Feder/n 36, 38) gespeichert wurde, indem die Kopfstütze 10 in die verstaute Position zurück geschoben wird.
Im Spezielleren zieht der Formgedächtnisdraht 14a, wenn er aktiviert ist (d. h., einem Aktivierungssignal ausgesetzt ist, das ausreicht, um eine Umwandlung im Zustand zu bewirken), die vorgespannte Verriegelung 48 von dem Stift 52 weg. Wie eingebaut, ist der SMA-Draht 14a bevorzugt bis zu 8% auf der Basis herkömmlicher Formgedächtnislegierungen vorgestreckt, um Durchhang zu entfernen und eine augenblicklichere Wirkung vorzusehen. Die Länge des Formgedächtnislegierungsdrahtes 14a ist derart gewählt, dass, wenn er teilweise (z. B. 50%, stärker bevorzugt 25%, am stärksten bevorzugt 10%) aktiviert ist (z. B. durch thermische Widerstandsheizung etc.), die Änderung in der Länge bewirkt, dass sich die Verriegelung 48 vollständig von dem Stift 52 anhebt. Die Verriegelung 48 kann mehrere Ausnehmungen (nicht gezeigt) definieren, wobei in jeder der Stift 52 einsetzbar ist, sodass eine Vielzahl von erreichbaren festen ausgefahrenen Positionen die Folge ist.
Schließlich ist einzusehen, dass die Leistungsquelle 58 kommunikativ mit dem Aktuator 14 gekoppelt und betreibbar ist, um das Aktivierungssignal zu erzeugen (1). In einer Automobilanwendung kann die Quelle 58 z. B. das Fahrzeugladesystem oder ein Kondensator (ebenfalls nicht gezeigt) sein, das/der betreibbar ist, um eine ausreichende Entladung von Energie zu bewerkstelligen. Außerdem wird der bevorzugte Aktuator 14 unabhängig nach Bestimmen eines Zustandes ausgelöst, um die Beabstandung zwischen der Kopfstütze 10 und dem Kopf 12 zu reduzieren und/oder die Nachgiebigkeit der Kopfstütze zu ändern. Zum Beispiel kann die Kopfstütze 10 ausgebildet sein, um auf eine dynamische Belastung des Insassen, die durch die Trägheitsübertragung während eines plötzlichen Automobilstoppereignisses erzeugt wird, oder einen sonst wie bestimmten Vorunfallzustand anzusprechen. Als solches können ein Controller 60 und ein Sensor 62 kommunikativ mit dem Aktuator 14 und der Quelle 58 gekoppelt sein (1). Der Controller 60 und der Sensor 62 sind zusammenwirkend ausgebildet, um zu bewirken, dass der Aktuator 14 dem Signal ausgesetzt wird.
In einer Ausführungsform kann ein Positionssensor (Kapazität, Ultraschall, Radar, Kamera und dergleichen) 62 an dem Fahrzeug, z. B. nahe der oder in der Rücklehne 22 vorgesehen sein, um die Position des Kopfes 12 zu bestimmen. Hier kann der Controller 60 ausgelegt sein, um die Position der Kopfstütze 10 auf der Basis der bestimmten Position des Kopfes 12 zu verstellen. Die Änderung im räumlichen Abstand, die durch die Betätigung mit dem aktiven Material bereitgestellt wird, kann auch zulassen, dass die Kopfstütze 10 auf der Basis des Sensoreinganges selektiv abgestimmt wird. Es können z. B. Anthropometrieeigenschaften des Insassen, z. B. Gewicht, Körpergröße, Größe, Gewichtsverteilung und dergleichen wie auch die Geometrie beim Sitzen, z. B. zurückgelehnt, nach vorne gelehnt, die Stellung des Kopfes mit Bezug auf die Kopfstütze 10 und dergleichen, Eingangsvariablen zum Auslenken der Kopfstütze 10 zu/mit einem geeigneten Zeitpunkt und Betrag sein. Es können weitere beispielhafte Sensoren einschließlich Drucksensoren, Wegsensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungsmesser und dergleichen in dem/der und um den Fahrzeugsitz und die Kopfstütze 10 herum und in funktioneller Verbindung mit dem Controller 60 angeordnet sein. Zuletzt könnte eine voreingestellte Fahrgastidentifikationseinrichtung gleich wie der Sitzpositionsspeicher-Wählschalter verwendet werden, um die Kopfstütze 10 bei Bedarf individuell zu positionieren.
Während die Offenlegung unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, wird für den Fachmann einzusehen sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Offenlegung abzuweichen. Darüber hinaus können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, um ein/e bestimmte/s Situation oder Material für die Lehre der Offenlegung geeignet zu machen, ohne von ihrem wesentlichen Schutzumfang abzuweichen. Die Offenlegung soll daher nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt sein, die als die beste Art der Ausführung der Offenlegung betrachtet wird, sondern die Offenlegung wird alle Ausführungsformen umfassen, die in den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche fallen.
Die weitere Beschreibung, Erklärung und beispielhafte Ausführungsformen, die durch die verschiedenen hierzu beigelegten Anlagen geboten werden, sind hiermit durch Bezugnahme als beispielhafte und nicht einschränkende Lehren der vorliegenden Erfindung aufgenommen.
Zusammenfassung
Eine aktive Kopfstütze zum selektiven Stützen des Kopfes eines Insassen umfasst eine Schale und einen Aktuator, der innerhalb der Schale angeordnet ist, mit einem Gestängesystem, das mit der Schale antriebstechnisch gekoppelt ist, um den Abstand oder den Eingriff zwischen der Schale und dem Kopf zu verstellen, wenn es ausgelenkt wird, und ein Element aus einem aktiven Material, das mit dem System antriebstechnisch gekoppelt ist, um so die Auslenkung des Systems zu bewirken oder zu ermöglichen, und umfasst ferner bevorzugt eine/n Ratschensektor/Sperrklinke und eine Verriegelung, die zusammenwirken, um viele erreichbare Ausfahrpositionen zu bieten.

Claims

Aktive Kopfstütze, die zur Verwendung mit einem Sitz und zum selektiven Stützen des Kopfes eines Insassen geeignet ist, wobei die Kopfstütze umfasst: eine äußere Schale, die einen inneren Raum und eine äußere Fläche definiert, die ausgebildet ist, um mit dem Kopf des Insassen in Eingriff zu stehen; einen Aktuator, der innerhalb des Raumes angeordnet und betreibbar ist, um den Abstand oder den Eingriff zwischen der Fläche und dem Kopf zu verstellen, wobei der Aktuator ein Gestängesystem umfasst, das zumindest einen selektiv ausfahrbaren Schwingarm aufweist, der verschwenkbar mit dem Sitz und der Schale gekoppelt ist, und ferner ein Element aus einem aktiven Material umfasst, das mit dem Arm antriebstechnisch gekoppelt ist, um so selektiv zu bewirken oder zu ermöglichen, dass der Arm verschwenkt, wenn das Element einem Aktivierungssignal ausgesetzt oder vor diesem abgeschottet ist; und eine Leistungsquelle, die kommunikativ mit dem Aktuator gekoppelt und betreibbar ist, um das Signal zu erzeugen.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei das System derart ausgebildet ist, dass das Verschwenken des zumindest einen Armes bewirkt, dass sich die Schale translatorisch vorwärts und aufwärts bewegt.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei die Quelle aus der Gruppe gewählt ist, die im Wesentlichen aus einem Fahrzeugladesystem und einem Kondensator mit gespeicherter Energie besteht.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei die Schale aus einer vorderen und einer hinteren Hälfte gebildet ist und das System antriebstechnisch mit der vorderen Hälfte gekoppelt ist, sodass das Verschwenken des Armes bewirkt, dass sich nur die vordere Hälfte translatorisch bewegt.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Arm, um an einer weiteren Bewegung gehindert zu sein, mit zumindest einem Anschlag in der ausgefahrenen Position in Eingriff steht.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei der Aktuator zumindest eine Torsionsfeder umfasst, die mit dem zumindest einen Arm in Eingriff steht, um so den zumindest einen Arm und die Kopfstütze in Richtung einer ausgefahrenen Position vorzuspannen.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei das Element ein Formgedächtnislegierungsdraht ist.
Kopfstütze nach Anspruch 7, wobei der Draht eine Bogensehnenkonfiguration aufweist.
Kopfstütze nach Anspruch 1, welche ferner umfasst: eine Hauptträgerplatte, die fest mit dem Sitz gekoppelt und innerhalb des Raumes angeordnet ist, wobei der zumindest eine Arm verschwenkbar mit der Platte gekoppelt ist.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von miteinander verbundenen Schwingarmen mit zumindest einem oberen und einem unteren Arm ausgebildet ist, um übereinstimmend zu verschwenken und zusammenwirkend zu bewirken, dass sich die Schale translatorisch bewegt, wenn das Element dem Signal ausgesetzt oder vor diesem abgeschottet ist.
Kopfstütze nach Anspruch 11, wobei der Aktuator ein paralleles Vierstabgestängesystem umfasst.
Kopfstütze nach Anspruch 11, wobei der untere Arm durch eine Torsionsfeder ersetzt ist, die verschwenkbar mit dem Sitz und der Schale gekoppelt ist, und wobei die Feder ausgebildet ist, um Energie zu speichern, wenn sich die Schale translatorisch relativ zu der Sitz bewegt.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei der Aktuator ferner eine Verriegelung umfasst, die betreibbar ist, um mit der Schale selektiv in Eingriff zu stehen und diese in einer verstauten oder ausgefahrenen Position zurückzuhalten, wobei das Element ausgebildet ist, um zu bewirken, dass die Verriegelung und die Schale außer Eingriff treten, wenn es dem Signal ausgesetzt oder vor diesem abgeschottet ist, und der Aktuator ausgebildet ist, um zu bewirken, dass der Arm und die Kopfstütze sich nur dann translatorisch bewegen, wenn die Verriegelung und die Schale außer Eingriff stehen.
Kopfstütze nach Anspruch 14, wobei die Kopfstütze und das System ausgebildet sind, um eine von einer Vielzahl von ausgefahrenen Positionen zu erreichen, und die Verriegelung ausgebildet ist, um die Kopfstütze in jeder der Vielzahl von ausgefahrenen Positionen zurückzuhalten.
Kopfstütze nach Anspruch 1, wobei der Aktuator ferner eine Ratsche und Sperrklinke umfasst, die selektiv in Eingriff stehen und ausgebildet sind, um zuzulassen dass sich die Kopfstütze translatorisch in einer ersten Richtung bewegt, und eine Translation in der entgegengesetzten Richtung zu verhindern, wenn sie in Eingriff stehen.
Kopfstütze nach Anspruch 16, wobei die Ratsche einen Schwenksektor aufweist, der äußere Zähne definiert, und der zumindest eine Arm und die Ratsche eine integrale Struktur bilden, die sich übereinstimmend translatorisch bewegt.
Kopfstütze nach Anspruch 16, wobei die Ratsche ein Kanalteilstück mit einer distalen Vertiefung definiert, die Sperrklinke einen Nocken umfasst, der ausgebildet ist, um mit dem Kanal während einer Translation in der ersten Richtung verschiebbar in Eingriff zu stehen, und der Kanal und der Nocken zusammenwirkend ausgebildet sind, um zu bewirken, dass die Ratsche und die Sperrklinke außer Eingriff treten, um eine Translation in der entgegengesetzten Richtung zuzulassen, wenn der Nocken mit der Vertiefung in Eingriff steht.
Kopfstütze nach Anspruch 18, wobei die Sperrklinke in Richtung der Ratsche federbelastet ist und/oder der Nocken in Richtung des Kanals federbelastet ist.
Aktive Kopfstütze, die zur Verwendung mit einem Sitz und zum selektiven Stützen des Kopfes eines Insassen geeignet ist, wobei die Kopfstütze umfasst: eine äußere Schale, die einen inneren Raum und eine äußere Fläche definiert, die ausgebildet ist, um mit dem Kopf des Insassen in Eingriff zu stehen; und einen Aktuator, der innerhalb des Raumes angeordnet und betreibbar ist, um den Abstand oder den Eingriff zwischen der Fläche und dem Kopf zu verstellen, wobei der Aktuator ein Gestängesystem umfasst, das zumindest einen selektiv ausfahrbaren Schwingarm aufweist, der verschwenkbar mit dem Sitz und der Schale gekoppelt ist, wobei der Aktuator ferner einen Formgedächtnislegierungsdraht, der mit dem Arm antriebstechnisch gekoppelt ist, um so zu bewirken oder zu ermöglichen, dass der Arm verschwenkt, wenn das Element einem Aktivierungssignal ausgesetzt oder vor diesem abgeschottet ist; eine Ratsche und Sperrklinke, die selektiv in Eingriff stehen und zusammenwirkend ausgebildet sind, um zuzulassen, dass sich die Kopfstütze translatorisch in einer ersten Richtung bewegt, und eine Translation in der entgegengesetzten Richtung zu verhindern, wenn sie in Eingriff stehen, und eine Verriegelung umfasst, die betreibbar ist, um mit der Schale selektiv in Eingriff zu stehen und diese in einer von einer Vielzahl von erreichbaren ausgefahrenen Position zurückzuhalten, wobei das Element ausgebildet ist, um zu bewirken, dass die Verriegelung außer Eingriff tritt, wenn es dem Signal ausgesetzt oder vor diesem abgeschottet ist, und der Aktuator ausgebildet ist, um zu bewirken, dass der Arm nur dann verschwenkt, wenn die Verriegelung außer Eingriff steht.