DE19923659A1

DE19923659A1 - Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE19923659A1
Application number: DE19923659A
Authority: DE
Inventors: Franz Weber; Gernot Leismann; Joachim Grill; Michael Dold; Markus Stifter
Original assignee: Grammer AG; IMS Morat Soehne GmbH
Current assignee: Grammer AG
Priority date: 1999-05-22
Filing date: 1999-05-22
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2019-05-23
Also published as: DE19923659C2

Abstract

Es wird eine Kopfstütze (10) für einen Fahrzeugsitz (12) beschrieben, die um eine sitzfeste Schwenkachse (20) zwischen einer zurückgeschwenkten und einer nach vorne geschwenkten Stellung verstellbar ist. Um die Kopfstütze (10) in der nach vorne geschwenkten Stellung zuverlässig und sicher temporär mit einfachen Mitteln festzulegen, ist zwischen der Kopfstütze (10) und dem Fahrzeugsitz (12) eine verschwenkbare Gelenkeinrichtung (30) vorgesehen, die sich in der nach vorne geschwenkten Kopfstützen-Stellung an einer Konsole (18) des Fahrzeugsitzes (12) feststehend abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, die um eine sitzfeste Schwenkachse zwischen einer zurückgeschwenkten und einer nach vorne geschwenkten Stellung verschwenkbar ist.

In der zurückgeschwenkten Stellung liegt eine derartige Kopfstütze an der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes an. In der nach vorne geschwenkten Stellung ist dafür Sorge zu tragen, daß die Kopfstütze mit Hilfe geeigneter Konstruktionselemente auch dann in der vorgeschwenkten Stellung verbleibt, wenn auf die Kopfstütze bspw. crashbedingt relativ große Kräfte einwirken. Das wird bislang bspw. durch geeignete selbsthemmende Einrichtungen realisiert. Solche selbsthemmende Einrichtungen sind in ihrem Aufbau aufwendig, weil diese für den Normalbetrieb, also den Nicht-Crashfall überdimensioniert sind.

Bei den bisher bekannten Kopfstützen sorgte ein Spindelantrieb für eine Verstellung einer Spindel, an deren distalem Ende die Kopfstütze befestigt ist. Damit im Crashfall des Fahrzeuges durch die auf die Kopfstütze wirkenden Kräfte kein ungewolltes Zurückschwenken der Kopfstütze erfolgte, war es notwendig, die Verzahnung von Antriebsritzel und Spindel überaus groß zu dimensionieren und zusätzlich noch eine Selbsthemmung vorzusehen. Hierdurch konnte ein "Durchrutschen" der Spindel im Crashfall bzw. ein Zahnbruch vermieden werden.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kopfstütze der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher auf konstruktiv einfache Weise erreicht wird, daß die Kopfstütze in der nach vorne geschwenkten Stellung sicher und zuverlässig temporär festgelegt ist, wobei es auf einfache Weise möglich ist, die Kopfstütze zu gegebener Zeit wunschgemäß von der nach vorne geschwenkten Stellung in die zurückgeschwenkte Stellung zu verstellen.

Diese Aufgabe wird bei einer Kopfstütze der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Kopfstütze und dem Fahrzeugsitz von einer Schwenkachse beabstandet eine verschwenkbare Gelenkeinrichtung vorgesehen ist, die sich in der nach vorne geschwenkten Kopfstützen-Stellung an einer Konsole (18) des Fahrzeugsitzes feststehend abstützt. In einer besonderen Ausbildung der Erfindung ist ein Viergelenk vorgesehen, das in der zurückgeschwenkten Stellung der Kopfstütze spitzwinkelig zusammengeschwenkt und der in der nach vorne geschwenkten Stellung der Kopfstütze in die entgegengesetzte Richtung entweder gerade gestreckt oder über eine gestreckte Totpunktlage hinaus mit großem stumpfem Winkel geringfügig überstreckt ist. In der nach vorne geschwenkten Kopfstützen-Stellung wird das Viergelenk über die gestreckte Totpunktlage hinaus geringfügig überstreckt.

Zum manuellen Zurückstellen der Kopfstütze von der nach vorne geschwenkten Stellung in die zurückgeschwenkte Kopfstützen- Stellung ist es in einer Ausführungsform der Erfindung nur erforderlich, die Kopfstütze geringfügig nach vorne zu schwenken, um auf diese Weise wieder die gestreckte Totpunktlage des Viergelenks zu überwinden.

Wenn oben von einem Viergelenk die Rede ist, so versteht es sich, daß bei der erfindungsgemäßen Kopfstütze die Schwenkachse selbstverständlich auch mit mehr als einem solchen Viergelenk ausgestaltet sein kann, die voneinander in Querrichtung beabstandet sind. Weist die erfindungsgemäße Kopfstütze mehr als ein Viergelenk auf, so ist es erforderlich, daß die Viergelenke gleich dimensioniert und deckungsgleich vorgesehen sind, damit die Viergelenke sich in ihrer Funktionsweise nicht gegenseitig beeinträchtigen.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn bei der erfindungsgemäßen Kopfstütze das Gelenk des Viergelenkes mit einem Verbindungshebel schwenkbeweglich verbunden ist, der in der nach vorne geschwenkten Kopfstützen-Stellung in radialer Richtung der Schwenkachse - zur oben erwähnten Totpunktlage zumindest annähernd senkrecht - orientiert ist. Auf diese Weise wird konstruktiv einfach sicher und zuverlässig eine temporäre Fixierung der Kopfstütze in der nach vorne geschwenkten Kopfstützen-Stellung erzielt.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, eine Federeinrichtung, insbesondere eine Schenkelfeder, vorzusehen, um die Kopfstütze klappenfrei festzulegen.

Bei einer einfachen Ausbildung der erfindungsgemäßen Kopfstütze, die manuell zwischen der zurückgeschwenkten und der nach vorne geschwenkten Kopfstützen-Stellung hin- und herverstellbar ist, kann der vom Gelenk des Viergelenkes entfernte Endabschnitt des an dem Viergelenk angeschlossenen Verbindungshebels entlang einer Kulissenbahn geführt sein. Diese Kulissenbahn ist zweckmäßigerweise am Fahrzeugsitz, d. h. an dessen Rückenlehne, sitzfest vorgesehen. Die Kulissenbahn kann bspw. nach Art einer Herzkurve bzw. als zur Schwenkachse konzentrische kreisbogenförmige Kurvenbahn gestaltet sein.

Bei einer Komfort-Ausbildung der erfindungsgemäßen Kopfstütze kann an der Schwenkachse ein Segmentelement befestigt sein, das mit einer zur Schwenkachse konzentrischen kreisbogenförmigen Zahnung ausgebildet ist, in die ein mit einem Antriebsmotor verbundenes Zahnrad kämmend eingreift, wobei der vom Gelenk des Viergelenkes entfernte Endabschnitt des Verbindungshebels mit dem Segmentelement drehbeweglich verbunden ist. Bei dem Antriebsmotor zum Drehen des Segmentelementes um die sitzfeste Schwenkachse handelt es sich zweckmäßigerweise um einen elektrischen Kleinmotor geringer Leistung, dessen hohe Drehzahl durch das Zahnrad und die Zahnung des Segmentelementes geeignet untersetzt wird, um die Kopfstütze passend zwischen der zurückgeschwenkten und der nach vorne geschwenkten Stellung hin- und herverstellen, d. h. verschwenken zu können. Bei dem Zahnrad kann es sich um ein Ritzel handeln.

In einer Weiterbildung der elektrisch antreibbaren Kopfstütze kann ein selbsttätiges Ausfahren der Kopfstütze erfolgen, wenn im zugehörenden Sitz ein Sitzbelegungssensor, der mit einer Steuereinheit in Verbindung ist, eingebaut ist. Ebenso ist es möglich, einen oder mehrere Mikroschalter vorzusehen, um die Endlagen der Kopfstütze in der aus- und/oder eingefahrenen Stellung zu detektieren. Schließlich kann eine Überlastenerkennungseinheit vorgesehen sein, um den Antriebsmotor bei Überlast abzuschalten oder dessen Drehrichtung umzukehren. Letzteres ist insbesondere als Fingerklemmschutz geeignet.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die erfindungsgemäße Kopfstütze in einer zur sitzfesten Schwenkachse senkrechten Ebene eine sichelförmige Querschnittskontur aufweist. Die sitzfeste Schwenkachse ist vorzugsweise am unteren Randabschnitt der Kopfstütze vorgesehen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Kopfstütze. Es zeigen:

Fig. 1 die Kopfstütze an einem Abschnitt eines Fahrzeugsitzes bzw. einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes sowie die Verstellmechanik zwischen der Kopfstütze und dem Fahrzeugsitz in der zurückgeschwenkten Stellung der Kopfstütze,

Fig. 2 in einer der Fig. 1 ähnlichen Darstellung die Kopfstütze in einer nach vorne geschwenkten Stellung, in der die Kopfstütze sicher und zuverlässig in dieser vor deren Kopfstützen- Stellung festgelegt ist, und

Fig. 3 und 4 ausschnittweise perspektivische Ansichten der Verstellmechaniken in den Fig. 1 und 2,

Fig. 5 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung zur Verdeutlichung einer manuell verstellbaren Kopfstütze - wobei jedoch auch hier ein Antriebsmotor mit Zahnrad und ein Segmentelement zeichnerisch dargestellt sind, obwohl diese Komponenten bei der manuell verstellbaren Kopfstütze nicht vorhanden zu sein brauchen bzw. nicht vorhanden sind.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Kopfstütze 10 für einen Fahrgastsitz, dessen Rückenlehne 14 abschnittweise gezeichnet ist. In einer Ausnehmung 16 der Rückenlehne 14 ist eine Konsole 18 befestigt, an der eine sitzfeste Schwenkachse 20 vorgesehen ist. An der Schwenkachse 20 ist ein Segmentelement 22 fixiert, das mit einer zur Schwenkachse 20 konzentrischen kreisbogenförmigen Zahnung 24 ausgebildet ist. In die Zahnung 24 des Segmentelementes 22 greift ein Zahnrad 26 o. dgl. kämmend ein, das mit Hilfe eines Antriebsmotors 28 rotativ antreibbar ist. Der Antriebsmotor 28 kann an der oben erwähnten Konsole 18 befestigt sein.

Zwischen der Kopfstütze 10 und der Rückenlehne 14 des Fahrzeugsitzes 12 ist von der sitzfesten Schwenkachse 20 beabstandet ein Viergelenk 30 vorgesehen. Das Viergelenk 30 weist ein erstes Hebelelement 32 und ein zweites Hebelelement 34 auf, die einen Endes miteinander und mit einem Verbindungshebel 36 mittels einer Verbindungsachse 38 schwenkbeweglich, d. h. gelenkig verbunden sind. Das erste Hebelelement 32 ist mit seinem von der Verbindungsachse 38 entfernten Endabschnitt mittels einer zweiten Verbindungsachse 40 mit der Konsole 18 schwenkbeweglich verbunden. Das zweite Hebelelement 34 des Viergelenkes 30 ist mit seinem von der Verbindungsachse 38 entfernten Endabschnitt mittels einer dritten Verbindungsachse 42 mit der Kopfstütze 10 schwenkbeweglich verbunden. Die Kopfstütze 10 ist mit einem formstabilen Rücken- bzw. Innenteil 44 ausgebildet, das mit einer Polsterung 46 bedeckt.

In Fig. 1 ist die Kopfstütze 10 in ihrer zur Rückenlehne 14 benachbarten, zurückgeschwenkten Stellung gezeichnet, in welcher das Viergelenk 30 zusammengeschwenkt ist und das erste und das zweite Hebelelement 32 und 34 des Viergelenk 30 miteinander einen spitzen Winkel einschließen, der von der Schwenkachse 20 weg erweitert ist.

Der Verbindungshebel 36 ist mit seinem von der Verbindungsachse 38 entfernten Endabschnitt mit Hilfe einer vierten Verbindungsachse 48 in der Nachbarschaft der kreisbogenförmigen Zahnung 24 mit dem Segmentelement 22 schwenk- bzw. drehbeweglich verbunden. Die vierte Verbindungsachse 48 ist zweckmäßigerweise im mittleren Bereich des Segmentelementes 22, d. h. in bezug zur kreisbogenförmigen Zahnung 24, in einem mittleren Bereich des Segmentelementes 22 vorgesehen.

Wird der Antriebsmotor 28 aktiviert, so daß sich das Zahnrad 26 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn dreht, so wird das Segmentelement 22 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn an getrieben, wobei das Viergelenk 30 von der in Fig. 1 gezeichneten spitzwinkelig zusammengeschwenkten Stellung in die in Fig. 2 gezeichnete geringfügig überstreckte Stellung verschwenkt wird. Diese geringfügig überstreckte Stellung des Viergelenkes 30 ist durch die strichpunktierten Linien 50 verdeutlicht. Der dabei überfahrene gestreckte Totpunktzustand ist durch die doppelstrichpunktierte Linie 52 verdeutlicht. Durch diese Überstreckung des Viergelenkes 30 mit großem stumpfem Winkel, der zum spitzen Winkel des Viergelenkes 30 gemäß Fig. 1 entgegen gesetzt orientiert ist, wird auf konstruktiv einfache Weise eine zuverlässige temporäre Fixierung der Kopfstütze 10 in der nach vorne geschwenkten Stellung erzielt, wie sie in Fig. 2 zeichnerisch dargestellt ist. Gleiche Einzelheiten sind in den Fig. 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, so daß es sich erübrigt, in Verbindung mit Fig. 2 alle diese Einzelheiten noch einmal detailliert zu beschreiben.

Anzumerken ist in diesem Zusammenhang, daß nicht notwendigerweise der gestreckte Totpunktzustand von den beiden Hebelelementen 32, 34 überfahren werden muß. Es ist auch ausreichend, wenn im ausgeschwenkten Zustand der Kopfstütze 10 genau der gestreckte Totpunktzustand von den beiden Hebeln 32, 34 gemäß der skizzierten Linie 52 eingenommen wird, um im Crahsfall die auf die Kopfstütze 10 wirkenden Kräfte gegen die Konsole 18 abzuleiten.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schenkelfeder 64 ist um die Achse 20 gelegt und stützt sich mit jeweils einem ihrer beiden Schenkel an dem Innenteil 44 der Kopfstütze 10 bzw. an einer Ausnehmung 16 in der Konsole 18 ab.

Desweiteren sind zwei Mikroschalter 66 so in der Verstellmechanik angeordnet, daß der ausgefahrene und auch der eingefahrene Zustand der Kopf stützte 10 detektiert wird. Hierfür ist ein Mikroschalter 66 mit seinem Schaltkontakt in Berührung mit dem Hebel 32 ein Kontakt bei ausgefahrener Stellung (vgl. Fig. 1) und ein Schaltkontakt eines anderen Mikroschalters 66 mit der gegenüberliegenden Seite dieses Hebels 32 bei ausgefahrener Stellung (vgl. Fig. 2).

Die Fig. 3 zeigt in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung eine nicht motorisch sondern manuell zwischen einer zurückgeschwenkten Stellung und einer nach vorne geschwenkten Stellung verstellbare Kopfstütze 10 mit einem Viergelenk 30, der ein erstes Hebelelement 32 und ein zweites Hebelelement 34 aufweist, die miteinander und mit einem Verbindungshebel 36 mittels einer Verbindungsachse 38 gelenkig verbunden sind. Am von der Verbindungsachse 38 entfernten Endabschnitt des Verbindungshebels 36 ist ein Führungsorgan 54 vorgesehen, das entlang einer durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Kulissenbahn 56 verstellbar ist. Wird die Kopfstütze 10 um die Schwenk achse 20 nach vorne geschwenkt, so wird das Führungsorgan 54 entlang der Kulissenbahn 56 verstellt. Dabei führt das erste Hebelelement 32 des Viergelenkes 30 um die sitzfeste zweite Verbindungsachse 40 und somit die Verbindungsachse 38 eine Bewegung entlang der zur zweiten Verbindungsachse 40 konzentrischen Bewegungsbahn 58 aus. Simultan zu dieser zuletzt genannten Bewegung entlang der durch eine strichpunktierte Bogenlinie verdeutlichten Bewegungsbahn 58 führt die dritte Verbindungsachse 42 zwischen dem zweiten Hebelelement 34 und der Kopfstütze 10 eine Bewegungsbahn entlang der strichpunktierten Linie 60 aus. Infolge der Tatsache, daß sich die Bahnen 56 und 58 an einem Ort 62 überkreuzen, ergibt sich in der nach vorne geschwenkten Stellung der Kopfstütze 10 die bereits weiter oben in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene geringfügige Überstreckung der beiden Hebelelemente 32 und 34 des Viergelenkes 30. Diese geringfügig überstreckte Stellung des Viergelenkes 30 ist in Fig. 3 gemeinsam mit dem mit dem Viergelenk 30 verbundenen Verbindungshebel 36 durch dickere durchgezogene Linien verdeutlicht.

Wie bereits weiter oben erwähnt worden ist, ist bei der Ausbildung gemäß Fig. 3 das Segmentelement 22 gemäß den Fig. 1 und 2, das damit kämmende Zahnrad und der Antriebsmotor zum rotativen Antrieb des Zahnrades 26 entbehrlich.

Gleiche Einzelheiten sind in Fig. 3 mit denselben Bezugsziffern wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet, so daß es sich erübrigt, in Verbindung mit Fig. 3 alle diese Einzelheiten noch einmal detailliert zu beschreiben.

Bezugsziffernliste

10

Kopfstütze (für

12

)

12

Fahrzeugsitz

14

Rückenlehne (von

12

)

16

Ausnehmung (in

14

)

18

Konsole (in

16

)

20

sitzfeste Schwenkachse (an

18

)

22

Segmentelement (an

20

)

24

Zahnung (von

22

)

26

Zahnrad (für

22

)

28

Antriebsmotor (für

26

)

30

Viergelenk (zwischen

10

und

14

)

32

erstes Hebelelement (von

30

)

34

zweites Hebelelement (von

30

)

36

Verbindungshebel

38

Verbindungsachse (zwischen

32

,

34

und

36

)

40

zweite Verbindungsachse (zwischen

18

und

32

)

42

dritte Verbindungsachse (zwischen

34

und

10

)

44

Rücken- bzw. Innenteil (von

10

)

46

Polsterung (von

10

)

48

vierte Verbindungsachse (zwischen

36

und

22

)

50

strichpunktierte Linien

52

doppeltstrichpunktierte Linie (gestreckte Totpunktposition)

54

Führungsorgan (an

36

)

56

Kulissenbahn (für

54

)

58

strichpunktierte Linie (von

38

)

60

strichpunktierte Linie (von

42

)

62

Schnittpunkt (zwischen

56

und

58

)

64

Federeinrichtung

66

Mikroschalter

Claims

1. Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, die um eine sitzfeste Schwenkachse (20) zwischen einer zurückgeschwenkten und einer nach vorne geschwenkten Stellung verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gelenkeinrichtung (30) zur Aufnahme der in einem Crashfall auftretenden Kräfte vorgesehen ist, wobei sich die Gelenkeinrichtung (30) bei der nach vorne geschwenkten Kopfstütze (10) an einer Konsole (18) des Fahrzeugsitzes (12) feststehend abstützt.

2. Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gelenkeinrichtung (30) zwischen der Kopfstütze (10) und dem Fahrzeugsitz (12) von der Schwenkachse (20) beabstandet ein Viergelenk (30) vorgesehen ist, das in der zurückgeschwenkten Stellung der Kopfstütze (10) spitzwinkelig zusammengeschwenkt und der in der nach vorne geschwenkten Stellung der Kopfstütze (10) gerade gestreckt oder in die entgegengesetzte Richtung mit großem stumpfem Winkel über eine gestreckte Totpunktlage hinaus geringfügig überstreckt ist.

3. Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (38) des Viergelenkes (30) mit einem Verbindungshebel (36) schwenkbeweglich verbunden ist, der in der nach vorne geschwenkten Kopfstützenstellung in radialer Richtung der Schwenkachse (20) orientiert ist.

4. Kopfstütze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Gelenk (38) des Viergelenkes (30) entfernte Endabschnitt des Verbindungshebels (36) entlang einer Kulissenbahn (56) geführt ist.

5. Kopfstütze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenbahn (56) sitzfest vorgesehen ist.

6. Kopfstütze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schwenkachse (20) ein Segmentelement (22) befestigt ist, das mit einer zur Schwenkachse (20) konzentrischen kreisbogenförmigen Zahnung (24) ausgebildet ist, in die ein mit einem Antriebsmotor (28) verbundenes Zahnrad (26) kämmend eingreift, wobei der vom Gelenk (38) des Viergelenkes (30) entfernte Endabschnitt des Verbindungshebels (36) mit dem Segmentelement (22) dreh- bzw. schwenkbeweglich verbunden ist.

7. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfstütze (10) in einer zur Schwenkachse (20) senkrechten Ebene eine sichelförmige Querschnittskontur aufweist.

8. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (20) am unteren Randabschnitt der Kopfstütze (10) vorgesehen ist.

9. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federeinrichtung (64) vorgesehen ist, die sich zwischen Konsole (18) und Innenteil (64) der Kopfstütze (10) abstützt.

10. Kopfstütze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (64) eine Schenkelfeder ist.

11. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Steuereinheit mit einem im Sitz integrierten Sensor vorgesehen ist, zur Erkennung einer Sitzbelegung und Ausfahren der Kopfstütze in die vorgeschwenkte Stellung bei Sitzbelegung.

12. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mikroschalter (66) vorgesehen ist zur Erkennung der Endlage der ausgefahrenen und/oder eingefahrenen Kopfstütze (10).

13. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überlasterkennungseinheit vorgesehen ist zur Erkennung einer Überlastsituation des Antriebsmotors (26) und zum Abschalten oder zur Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors (26) bei einer erkannten Überlast.