DE19946404C2 - System zur schlagartigen Reduzierung des Abstandes zwischen Kopfstütze und Kopf eines Fahrzeuginsassen - Google Patents
System zur schlagartigen Reduzierung des Abstandes zwischen Kopfstütze und Kopf eines FahrzeuginsassenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur schlagartigen Reduzierung des
Abstandes der Anlagefläche einer an einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes
angeordneten Kopfstütze zum Kopf eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden
Insassen.
Große Probleme bei einem Heckaufprall - obwohl die Erfindung auf diesen Fall
nicht ausschließlich ausgerichtet ist - bereiten Halswirbelsäulen-
Schleudertraumen, die auf eine Beschleunigung des Kopfes gegenüber dem Rumpf
des Insassen zurückzuführen sind. Schmerzhafte und langwierige Therapien mit
meist Cervikalstützen als Ruhigstellungshilfsmittel sind die Folge für
Fahrzeuginsassen, die einen derartigen Aufprall erlebt haben.
Selbst tödliche Unfälle sind aufgrund des Beschleunigungseffektes zu vermerken.
Es gibt bereits Fahrzeuge, die mit einem auf diesen Effekt gerichteten
Schutzsystem ausgerüstet sind. Diese sind so ausgelegt, daß nach einem
Heckaufprall der nach hinten beschleunigte Insasse die Kopfstütze nach vorne
drückt, damit der Beschleunigungweg für den Kopf minimiert wird. Dieses
System arbeitet rein passiv und beruht auf einer Reaktionsbewegung der
Kopfstütze durch den in den Fahrzeugsitz gedrückten Fahrzeuginsassen.
Nachteilig an diesem passiven System ist die ungesteuerte Auslösung des Systems,
wodurch es zu einer verspäteten Aktivierung des Systems kommen kann.
Nun wäre es denkbar, dieses passive System durch ein aktives System zu
ersetzten, in dem beispielsweise ein pyrotechnischer Treibsatz nach Erhalt eines
Signals von einem Crashsensor und einer Steuerelektronik zündet und die
Kopfstütze nach vorne verlagert, also näher in Richtung auf den Kopf des
Insassen, der auf dem mit dem System ausgestatteten Fahrzeugsitz sitzt. Generell
aber wäre ein solches aktives System aufgrund einer möglichen relativ geringen
Schwere eines Aufpralls sehr anfällig gegenüber Fehlauslösungen. So könnte das
System beispielsweise so ausgelegt sein, daß es bei Differenzgeschwindigkeit von
ca. 10 km/h aktiviert wird. Dies zu realisieren ist jedoch allein schon auf der
Crashsensor-Seite hochproblematisch. Es ist nämlich in der Praxis sehr schwierig,
für Differenzgeschwindigkeiten von 10 km/h einen Crashsensor zu entwickeln,
der mit Sicherheit nur dann ein Auslösesignal generiert, wenn es tatsächlich zum
Aufprall kommen wird oder gekommen ist. So könnte ein üblicher Crashsensor
bereits auslösen, wenn es zu kleinen Kollisionen beim Einparken des Fahrzeugs
kommen sollte. Hierauf würde dann der pyrotechnische Treibsatz zünden, obwohl
selbstverständlich überhaupt keine Notwendigkeit gegeben wäre, das
Schutzkonzept anzuwenden. Der Fahrzeughalter wäre sodann gezwungen, das
System in einer Fachwerkstatt wieder aktivieren zu lassen, d. h. mit neuen
pyrotechnischen Treibsätzen versehen und das System justieren zu lassen.
Ein weiterer Nachteil von pyrotechnischen Systemen wäre darin zu sehen, daß die
Zündung im unmittelbare Bereich der Kopfstütze stattfindet, so daß der Druck
und Schallbelastungen direkt am Ohr des Insassen erfolgen.
Das System gemäß der GB 23 01 906 A beschreitet einen anderen Weg. Darin
wird vorgeschlagen, daß auf das Auslösesignal eines Crashsensors die
Anlagefläche der Kopfstütze mittels eines Aktuators in Richtung auf den Kopf des
Insassen verlagert wird und daß im Falle der Feststellung einer Fehlauslösung die
vorgelagerte Anlagefläche wieder in ihre Ausgangslage gebracht wird. Dieses
System vereinigt also die Reversibilität einerseits und das bekannte Verschwenken
der Kopfstütze hin zum Kopf des Insassen. Daher wohnen ihm auch die oben
nähere beschriebenen Nachteile inne, insbesondere was die Auslösegenauigkeit
des Systems anbelangt. Darüber hinaus sind die zu bewegenden Massen bei dem
Verschwenkvorgang relativ hoch, was wiederum die Einleitung entsprechend
hoher Kräfte in das Gestänge der Kopfstütze von Nöten macht, die wiederum
entsprechende Aggregate mit den entsprechenden Baugrößen erfordern.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
System der vorerwähnten Art so weiterzubilden, daß die zu beschleunigenden
Massen möglichst gering bleiben und der Aktuator entsprechend klein gehalten
werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von einem System gemäß der genannten
Druckschrift allgemein durch ein System mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Anlagefläche der Kopfstütze im
wesentlichen gebildet ist von einer bistabilen Kippfeder, die in vorgespanntem
Zustand in einer ersten stabilen Lage eine konkave Anlagefläche für den Kopf
eines Insassen ausbildet und die nach Auslösung durch den Aktuator in eine
zweite stabile Lage überführt wird, in welcher die Anlagefläche konvex
ausgebildet ist.
Durch die Ausbildung der Anlagefläche als unter Spannung stehenden bistabilen
Kippfeder ist es möglich, daß der Aktuator ohne die Gesamtarbeit für die
Vorverlagerung der Anlagefläche erbringen zu müssen, die bistabile Kippfeder
dazu veranlaßt, in den zweiten Zustand überzuwechseln. Im Falle einer
festgestellten Fehlauslösung des Schutzkonzeptes kann das System in den
Ausgangszustand einfach dadurch gebracht werden, daß die bistabile Kippfeder in
die Kopfstütze zurückgezogen wird.
Der Crashsensor kann ein herkömmlicher Crashsensor sein, der ein
Auslösesignal tatsächlich erst nach registriertem Aufprall erzeugt. Der
Crashsensor kann jedoch auch ein sogenannter Pre-Crashsensor sein, der in der
Lage ist, eine unmittelbar bevorstehende Kollision gesichert zu erfassen und so
ein Auslösesignal zu erzeugen, welches typischerweise 1/2 bis 1 Sekunde vor dem
ersten unabwendbaren Kontakt generiert wird und so eine Auskunft darüber gibt,
daß es sogleich zum Aufprall kommen wird.
In bevorzugter Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Aktuator ein in der
Kopfstütze angeordneter Elektromotor mit einer auf seiner Welle sitzenden, im
Inneren der Kopfstütze an der bistabilen Kippfeder anliegenden Kurvenscheibe ist,
mittels derer nach Ansteuerung des Elektromotors die Überführung der Kippfeder
in die zweite stabile Lage ausgelöst wird. Die Kurvenscheibe braucht die
vorgespannte bistabile Kippfeder gewissermaßen nur anzutippen, um diese zum
Übergang in die zweite stabile Lage anzuregen. Es wird in Aussicht genommen,
daß selbst bei der Verwendung eines Elektromotors das Gesamtsystem innerhalb
von 50-100 Millisekunden vollständig aktiviert ist, d. h. nach dieser Zeitspanne
befindet sich die Anlagefläche der Kopfstütze im ausgefahrenen Zustand. Diese
Zeitspanne reicht aus, um die volle Schutzwirkung zu entfalten.
Die bistabile Kippfeder kann selbstverständlich bezogen sein mit einem geeigneten
Bezugsstoff, so daß eine ansprechende Optik der Kopfstütze des Systems erzielbar
ist. Auch kann die Kopfstütze insgesamt mit Schaum beschichtet sein, so daß zur
herkömmlichen Kopfstütze weder optisch noch vom Anlagegefühl her ein
Unterschied bemerkbar sein muß.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Kopfstütze in
ihrer Höhe in bezug auf den Fahrzeugsitz mittels eines Feststellers verriegelbar
ist. Damit soll verhindert werden, daß bei einer leichten Fehlanlage des Kopfes
an der Anlagefläche der Kopfstütze diese nach ihrer Aktivierung dazu führt, daß
der Kopf mit einer Kraft beaufschlagt wird, die im Hinblick auf Vermeidung
eines Halswirbelsäulen-Schleudertraumas kontraproduktiv wäre. Darüber hinaus
wird dadurch einer Selbstverstellung der Kopfstütze entgegengewirkt. Dies ist
auch bei einem Frontalaufprall von Bedeutung, wenn der Insasse nämlich nach
der ersten Bewegung nach vorne zurück in den Fahrzeugsitz gedrückt wird und
die Kopfstütze aufgrund der Verriegelung sich in derselben Stellung wie vor dem
Aufprall befindet. So kann sie ihre volle Wirkung entfalten und den Kopf des
Insassen wirksam abstützen.
Die Erfindung wird anhand der einzigen Zeichnungsfigur beispielhaft näher
erläutert.
Diese zeigt schematisch die seitliche Anordnung einer Kopfstütze in bezug auf
den Kopf eines Insassen vor der Auslösung (a) und nach der Auslösung (b) des
Systems.
Nachstehend sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Aus Fig. 1a ist die Relation des Kopfes 2 eines Fahrzeuginsassen in bezug auf
eine Kopfstütze 1, die einem Fahrzeugsitz zugeordnet ist, ersichtlich.
Der Abstand zwischen dem Kopf 2 und der Anlagefläche 3 der Kopfstütze 1
bildet das Gefahrenpotential bei einem Aufprall des Fahrzeugs, insbesondere bei
einem Heckaufprall, da dieser Abstand die Beschleunigung des Kopfes 2
gegenüber dem Rumpf des Insassen ermöglicht. Diesen Abstand zu reduzieren
steht im Mittelpunkt des Schutzkonzeptes.
Hierzu ist im Inneren der Kopfstütze 1 ein Aktuator 4 in Form eines Elektro
motors 6 angeordnet, vorliegend an der Stützstange 14, über welche die
Kopfstütze 1 mit der Sitzlehne des Fahrzeugsitzes verbunden ist. Auf der Welle
des Elektromtors 6 ist eine Kurvenscheibe 7 angeordnet, die einen Trigger für
eine bistabile Kippfeder 5 darstellt, welche die Anlagefläche 3 ausbildet. Der
Grundkörper der Kopfstütze 1 sowie die Anlagefläche 3 können mit einem
Schaumstoff 15 belegt sein, so daß optisch praktisch kein Unterschied zur
herkömmlichen Kopfstütze besteht.
Die Kopfstütze 1 ist auf der Stützstange 14 in ihrer Höhe mittels des Feststellers
8 arretierbar, damit eine Selbstverstellung der Kopfstütze 1 nach Aktivierung des
Schutzsystems unterbleibt.
Fig. 1b zeigt nun das System aus Fig. 1a nach Aktivierung. Wie ersichtlich,
hat der Elektromotor 6 die Kurvenscheibe 7 derart bewegt, daß die bistabile
Kippfeder 5 in ihre zweite stabile Lage springt und so der Abstand zwischen dem
Kopf 2 und der Anlagefläche 3 der Kopfstütze 1 überbrückt wird. Der Kopf liegt
so an der Anlagefläche 3 an, daß eine aufprallbedingte Beschleunigung des
Kopfes 2 gegenüber dem Rumpf des Insassen unterbleibt und infolgedessen auch
kein Halswirbelsäulen-Schleudertrauma entstehen kann, jedenfalls nicht in bislang
bekanntem Maße.
Sollte das System ausgelöst haben und sich hinterher herausstellen, daß die
Aktivierung auf ein Fehlsignal oder auf eine Fehlinterpretation einer bestimmten
Situation zurückzuführen war, ist das System in einfacher Weise dadurch wieder
reaktivierbar, daß die bistabile Kippfeder 5 vom Zustand gemäß Fig. 1b wieder
in den Zustand gemäß Fig. 1a gebracht wird, indem die bistabile Kippfeder
wieder in den Grundkörper der Kopfstütze 1 hineingezogen wird, so daß sich
dann wieder eine konkave Anlagefläche 3 gemäß Fig. 1a ausbildet.
1
Kopfstütze
2
Kopf
3
Anlagefläche
4
Aktuator
5
Kippfeder
6
Elektromotor
7
Kurvenscheibe
8
Feststeller
14
Stützstange
15
Schaumstoff
Claims (3)
1. System zur schlagartigen Reduzierung des Abstandes der Anlagefläche (3)
einer an einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes angeordneten Kopfstütze
(1) zum Kopf (2) eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen, bei
dem auf ein Auslösesignal eines Crashsensors zumindest die Anlagefläche
(3) der Kopfstütze (1) mittels eines Aktuators (4) in Richtung auf den Kopf
(2) des Insassen verlagert wird und bei dem im Falle der Feststellung einer
Fehlauslösung zumindest die vorverlagerte Anlagefläche wieder in ihre
Ausgangslage gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anlagefläche (2) der Kopfstütze (1) im wesentlichen gebildet ist von
einer bistabilen Kippfeder (5), die im vorgespannten Zustand in einer
ersten stabilen Lage eine konkave Anlagefläche (3) ausbildet und die nach
Auslösung durch den Aktuator (4) in eine zweite stabile Lage überführt
wird, in welcher die Anlagefläche (3) konvex ausgebildet ist.
2. System nach Anspruch 1, bei dem der Aktuator (4) ein in der Kopfstütze
(1) angeordneter Elektromotor (6) mit einer auf seiner Welle sitzenden, im
Inneren der Kopfstütze (1) an der bistabilen Kippfeder (5) anliegenden
Kurvenscheibe (7) ist, mittels derer nach Ansteuerung des Elektromotors
die Überführung der Kippfeder (5) in die zweite stabile Lage ausgelöst
wird.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kopfstütze in ihrer Höhe in
bezug auf den Fahrzeugsitz mittels eines Feststellers (8) verriegelbar ist.
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