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Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine auf
einem Rücksitz
eines Kraftfahrzeuges sitzende Person, mit mindestens einer dem
Rücksitz zugeordneten
Kopfstütze,
die zwischen einer aufrechten Schutzposition und einer nach hinten
weggeklappten Bereitschaftsposition verstellbar ist.
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Kraftfahrzeuge sind im Bereich der
Sitze regelmäßig mit
Kopfstützen
ausgestattet, die bei einem Unfall den zurückgeschleuderten Kopf einer
den Sitz belegenden Person abfangen und dadurch insbesondere starke
Verletzungen der Halswirbel verhindern sollen. Soweit Kopfstützen in
Verbindung mit Rücksitzen
vorgesehen sind, haben sie jedoch den Nachteil, die Sicht des Fahrers
nach hinten einzuschränken.
In Verbindung mit Rücksitzen
sind daher bereits Kopfstützen
bekannt, die sich nach hinten unten wegklappen lassen, sodass sie
aus dem Sichtfeld des Fahrers verschwinden. In Fällen, in denen auf dem Rücksitz keine
Person Platz genommen hat, kann das Fahrzeug daher mit umgeklappten
Kopfstützen
und optimalen Sichtverhältnissen
für den
Fahrer benutzt werden. Es besteht jedoch die Gefahr, dass bei der anschließenden Beförderung
von Personen, die auf dem Rücksitz
Platz genommen haben, das neu erliche Aufrichten der Kopfstützen in
die erforderliche Schutzposition aus Vergesslichkeit unterbleibt,
sodass die sich im Fond des Fahrzeuges befindenden Personen bei
einem anschließenden
Unfall einem erhöhten
Verletzungsrisiko ausgesetzt sind.
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Man könnte zwar erwägen, motorische
Mittel vorzusehen, die es dem Fahrer des Fahrzeuges ermöglichen,
bei Bedarf ferngesteuert ein Aufrichten der Kopfstützen zu
veranlassen. Vergisst der Fahrer die entsprechende Handlung, bleibt
die geschilderte Gefährdung
allerdings nach wie vor bestehen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, Maßnahmen
zu treffen, die bei einem Unfall eine wirksame Schutzfunktion der
einem Fahrzeugrücksitz
zugeordneten Kopfstütze
gewährleisten.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch
eine Antriebseinrichtung mit mindestens einem durch Fluidbeaufschlagung
aktivierbaren Aktor, der derart mit der Kopfstütze in Antriebsverbindung steht,
dass er diese bei seiner Aktivierung aktiv schlagartig aus der Bereitschaftsposition
in die Schutzposition verlagern kann und der als bei Fluidbeaufschlagung
axial kontrahierender, einen für
die axiale Kontraktion verantwortlichen Kontraktionsschlauch enthaltender
Kontraktionsantrieb ausgebildet ist, und durch eine zur Steuerung
des Kontraktionsantriebes vorgesehene Unfallsensorik, die ausgebildet
ist, um in Verbindung mit einem Fahrzeugunfall ein die Aktivierung
des Kontraktionsantriebes hervorrufendes Auslösesignal zu generieren.
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Wird nun ein Kraftfahrzeug mit unabsichtlich oder
absichtlich in die Bereitschaftsposition umgeklappter Rücksitz-Kopfstütze betrieben,
so erfolgt bei einem Unfall ein sensorgesteuertes Aktivieren der Antriebseinrichtung
mit daraus resultierendem unverzüglichem
Aufrichten der Kopfstütze
in die gewünschte
Schutzposition. Auf diese Weise wird ein wirksamer Schutz vor schweren
Verletzungen im Kopf- und/oder Nackenbereich der den Rücksitz benutzenden
Person erzielt. Durch Einsatz mindestens eines durch Fluidkraft
betätigbaren
Kontraktionsantriebes als Aktor der Antriebseinrichtung ist eine
hohe Zugkraft bei gleichzeitig kompakten Abmessungen und geringem
Gewicht gegeben. Ist die Unfallsensorik entsprechend ausgelegt und
insbesondere mit mindestens einem sogenannten Pre-Crash-Sensor ausgestattet,
kann eine unmittelbar bevorstehende Kollision des Fahrzeuges mit
einem Fremdfahrzeug oder Fußgänger noch
vor dem tatsächlichen
Stattfinden der Kollision detektiert werden, sodass insbesondere
auch in Verbindung mit einem Heckaufprall ein rechtzeitiges Aufstellen
der Kopfstütze
in die Schutzposition gewährleistet
ist. Ein solcher Pre-Crash-Sensor
kann beispielsweise auf Radarbasis und/oder auf Trägheitsbasis
arbeiten.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Es ist zweckmäßig, die Antriebseinrichtung mit
einem Seilzugmechanismus als Bindeglied zwischen dem Kontraktionsantrieb
und der zu betätigenden
Kopfstütze
auszustatten. Das hierbei eingesetzte Zugseil kann sehr variabel
verlegt werden, sodass man bei der Unterbringung des Kontraktionsantriebes
keinen besonderen Einschränkungen
unterliegt. Letzterer kann bei Bedarf auch relativ weit entfernt von
der Kopfstütze
installiert werden. Allerdings ist es unter allen Umständen vorteilhaft,
den mindestens einen Kontraktionsantrieb und vorzugsweise die gesamte
Antriebseinrichtung in der Rückenlehne
des mit der Kopfstütze
ausgestatteten Fahrzeugsitzes unterzubringen. Dies gestattet es,
einen kompletten Fahrzeugsitz mit integrierter Antriebseinrichtung
als Baueinheit zur Verfügung
zu stellen, die auch eine Nachrüstung
von Fahrzeugen zulässt.
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Es ist von Vorteil, wenn Verriegelungsmittel vorhanden
sind, die die Kopfstütze
selbsttätig
mechanisch verriegeln, nachdem sie in die Schutzposition verlagert
wurde, Bei entsprechender Ausgestaltung der Verriegelungsmittel
können
diese allein für die
Fixierung und Abstützung
der Kopfstütze
in der Schutzposition verantwortlich sein, sodass eine durch den
Kontraktionsantrieb aufgebrachte Haltekraft nicht benötigt wird.
Die Schutzvorrichtung kann über
geeignete Schaltmittel verfügen,
die den Kontraktionsantrieb deaktivieren, nachdem dieser die Kopfstütze in die
Schutzposition verbracht und die Verriegelungsmittel wirksam geworden
sind.
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Bei Bedarf können die Schaltmittel über ein manuell
betätigbares
Deaktivierglied verfügen,
mit dem bedarfsgemäß, insbesondere
vom Fahrzeugführer,
eine Deaktivierung des Kontraktionsantriebes hervorgerufen werden
kann, wenn keine automatische Deaktivierung vorgesehen ist. Auf
diese Weise wird gewährleistet,
dass sich die Kopfstütze
jederzeit auch wieder aus der Schutzposition in die Bereitschaftsposition
wegklappen lässt.
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Die Schutzvorrichtung ist vorzugsweise
mit Mitteln zur Erzeugung eines Gasdruckes für die Aktivierung des Kontraktionsantriebes
ausgestattet. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen von einem
an Bord des Kraftfahrzeuges befindlichen Kompressor gespeisten Druckspeicher
handeln. Auch pyrotechnische Gaserzeugungsmittel wären denkbar.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand
der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert.
In dieser zeigen:
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1 in
schematischer Darstellung einen mit einer bevorzugten Bauform der
erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung
ausgestatteten Fahrzeugrücksitz
mit zugeordneter, strichpunktiert angedeuteter Unfallsensorik, wobei
sich die Kopfstütze
in der nach hinten unten weggeklappten Bereitschaftsposition befindet,
und
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2 die
Anordnung aus 1 bei
während eines
Unfalles in die aufrechte Schutzposition verbrachter Kopfstütze, wobei
strichpunktiert der Kopf einer Person angedeutet ist, die auf dem
Fahrzeugsitz Platz genommen hat.
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Aus der Zeichnung geht schematisch
der obere Teil des Rücksitzes 1 eines
Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Pkws hervor, der eine Rückenlehne 2 und
eine im oberen Bereich derselben angeordnete Kopfstütze 3 aufweist.
Die Fahrtrichtung des Fahrzeuges bei Vorwärtsfahrt ist bei 4 durch einen Pfeil 4 markiert.
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Die Kopfstütze 3 ist Bestandteil
einer in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 5 bezeichneten
Schutzvorrichtung, die einen Unfallschutz einer den Rücksitz 1 benutzenden
Person bewirkt, von der in 2 der
hintere Bereich des Kopfes 6 strichpunktiert angedeutet
ist.
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Die Kopfstütze 3 ist an einem
im Inneren der Rückenlehne 2 untergebrachten
Kopfstützenträger 7 angeordnet,
der bezüglich
einer in der normalen Ausrichtung des Fahrzeuges horizontal verlaufenden Drehachse 8 relativ
zur Rückenlehne 2 verdrehbar ist.
Ein Verdrehen des Kopfstützenträgers 7 bewirkt ein
durch einen Doppelpfeil angedeutetes Verschwenken 12 der
Kopfstütze 3 mit
Bezug zur Rückenlehne 2,
wobei die Schwenkachse 13 mit der vorgenannten Drehachse 8 zusammenfällt.
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Somit ist es möglich, die Kopfstütze 3 durch Verschwenken
wahlweise in einer aus 2 hervorgehenden
aufrechten Schutzposition und in einer aus 1 hervorgehenden, bezüglich der Rückenlehne 2 nach hinten
unten weggeklappten Bereitschaftsposition zu positionieren. In der
Bereitschaftsposition liegt die Kopfstütze 3 insgesamt niedriger
als in der Schutzposition, sodass der Fahrer des Fahrzeuges nach
hinten über
eine bessere Übersicht
verfügt.
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Die Kopfstütze 3 enthält im Wesentlichen
einen meist zumindest partiell ausgepolsterten Stützkörper 14,
der über
mindestens einen Tragarm 15 an dem Kopfstützenträger 7 befestigt
ist. In der Regel kann der Stützkörper 14 relativ
zum Tragarm 15 auch noch geringfügig verstellt werden, um die
Höhe und/oder
die Winkellage wunschgemäß zu justieren.
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Der Kopfstütze 3 sind Verriegelungsmittel 16 zugeordnet,
die eine selbsttätige
mechanische Verriegelung der Kopfstütze 3 in der Schutzposition
bewirken. Die Kopfstütze 3 ist
dadurch an einem durch Pfeil 17 angedeuteten Zurückschwenken
in Richtung der Bereitschaftsposition gehindert und bezüglich der Rückenlehne 2 starr
blockiert. Trifft bei einem Unfall der Kopf 6 von vorne
her auf den Stützkörper 14 auf, werden
die Kräfte
mithin in die Rückenlehne 2 und von
dort über
die nicht gezeigte Sitzkonsole in die schematisch angedeutete Fahrzeugkarosserie 18 eingeleitet.
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Die Verriegelungsmittel 16 sind
als entriegelbare Rastmittel ausgeführt. Somit erfolgt die Verriegelung
selbsttätig
durch einen Rasteingriff beim Verschwenken der Kopfstütze 3 in
die Schutzposition. Durch ein manuell oder ferngesteuert betätigbares Entriegelungselement 19 lässt sich
die Verriegelung bei Bedarf aufheben, wenn die Kopfstütze 3 aus
der aufrechten Schutzposition in die Bereitschaftsposition verschwenkt
werden soll. Die Verriegelungsmittel sind zweckmäßigerweise dem Kopfstützenträger 7 zugeordnet.
Mindestens ein erstes Verriegelungselement 22 ist mit dem
Kopfstützenträger 7 bewegungsgekoppelt
und macht dessen Drehbewegung als Schwenkbewegung mit. Mindestens
ein karosseriefestes, vorzugsweise an der Rückenlehne 2 angeordnetes
zweites Verriegelungselement 23 sitzt im Schwenkweg des
ersten Verrieglungselements 2, sodass es mit diesem zusammenarbeiten
kann. Das Entriegelungselement 19 wirkt mit dem ersten
oder zweiten Verriegelungselement 22, 23 zusammen.
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Der Kopfstützenträger 7 ist Bestandteil
einer Antriebseinrichtung für
die Kopfstütze 3,
zu der unter anderem auch noch ein durch Fluidbeaufschlagung aktivierbarer
Aktor gehört,
der als Kontraktionsantrieb 24 ausgebildet ist. An Stelle
lediglich eines Kontraktionsantriebes 24 könnten auch
mehrere parallel geschaltete Kontraktionsantriebe vorgesehen sein.
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Der Kontraktionsantrieb 24 enthält eine
als Kontraktionsschlauch 25 bezeichnete Komponente, die
sich aus einem über
gummielastische Eigenschaften verfügenden Schlauchkörper und einer
koaxial zu dem Schlauchkörper
angeordneten Strangstruktur 26 zusammensetzt. Diese Strangstruktur
ist zweckmäßigerweise
in den Schlauchkörper
integriert, könnte
aber auch separat, beispielsweise am Außenumfang des Schlauchkörpers, angeordnet sein.
Die Strangstruktur 26 besitzt zweckmäßigerweise eine Vielzahl von
in Überkreuzkonfiguration
verlaufenden Strängen,
die biegeflexible, zugleich aber sehr zugfeste Eigenschaften haben
und bei denen es sich beispielsweise um faser- oder fadenähnliche Teile
handelt, die auch miteinander verdrillt sein können.
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Der Kontraktionsschlauch 25 erstreckt
sich axial zwischen zwei zueinander beabstandeten Endstücken 27, 28,
an denen er mit seinem jeweils zugeordneten Endabschnitt befestigt
ist. Die Befestigung kann eine Klemmverbindung sein. Die beiden
Endstücke 27, 28 begrenzen
zusammen mit dem Kontraktionsschlauch 25 einen Innenraum,
der über
eine Fluidleitung 32 mit einem fluidischen Druckmedium beaufschlagbar
ist. Diese Fluidleitung 32 ist zweckmäßigerweise an einem der Endstücke 27 angeschlossen,
das über
einen nicht mehr dargestellten internen Fluidkanal verfügt, der
in den erwähnten
Innenraum führt.
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Im drucklosen Zustand des Innenraumes nimmt
der Kontraktionsantrieb 24 eine Strecklage mit der aus 1 ersichtlichen Ausgangslänge ein.
Wird unter Druck stehendes Fluid in den Innenraum eingespeist, führt dies
zu einer Durchmesservergrößerung des
Kontraktionsschlauches 25, woraus eine Verzerrung der gitterähnlichen
Strangstruktur 26 resultiert, was eine axiale Verkürzung bzw.
Kontraktion des Kontraktionsschlauches 25 und mit ihm des
gesamten Kontraktionsantriebes 24 zur Folge hat. Dabei werden
die beiden Endstücke 27, 28 zueinander
gezogen und nähern
sich einander an. Ein daraus resultierender aktivierter Zustand
des Kontraktionsantriebes 24 geht aus 2 hervor.
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Der Kontraktionsantrieb 24 steht
derart mit der Kopfstütze 3 in
Antriebsverbindung, dass er diese bei seiner Aktivierung, ausgehend
von dem in 1 gezeigten
deaktivierten Zustand, aktiv schlagartig aus der bis dahin eingenommenen
Bereitschaftsposition in die Schutzposition verlagern kann.
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Um dies zu realisieren ist beim Ausführungsbeispiel
das erste Endstück 27 über den
Rücksitz 1 mit
der Karosserie 18 verbunden. Das zweite Endstück 28 greift
außermittig
an dem drehbar gelagerten Kopfstützenträger 7 an.
Beim Aktivieren übt
der Kontraktionsantrieb 24 ein Drehmoment auf den Kopfstützenträger 27 aus,
sodass sich dieser verdreht und die Kopfstütze 3 in die Schutzstellung
verschwenkt wird.
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Es ist von Vorteil, wenn die erwähnte Antriebseinrichtung,
wie dies beim Ausführungsbeispiel der
Fall ist, im Inneren der Rückenlehne 2 platzsparend
untergebracht ist. Dadurch nimmt die Schutzvorrichtung 5 nicht
mehr Platz in Anspruch als der Rücksitz
selbst.
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Grundsätzlich ist die Art der Anbindung
des zweiten Endstückes 28 an
den Kopfstützenträger 7 beliebig.
Beim Ausführungsbeispiel
erfolgt die Verbindung mittels eines Seilzugmechanismus 33.
In diesem Zusammenhang ist an dem zweiten Endstück 28 ein beispielsweise
aus Edelstahl oder aus Kohlefaser bestehendes Zugseil 34 befestigt,
das andernends mit radialem Abstand zur Drehachse 8 an dem
Kopfstützenträger 7 angreift.
Beim Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass der Kopfstützenträger einen
als Seilrolle 35 konzipierten Bestandteil aufweist, um
den das Zugseil 34 wenigstens ein Stück weit herumgeschlungen ist.
Bei Aktivierung des Kontraktionsantriebes 24 wird das Zugseil 34 von der
Seilrolle 35 abgezogen, die dabei mitgenommen wird, sodass
der Kopfstützenträger 7 gemäß Pfeil 36 verdreht
wird.
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Ausgelöst wird die Aktivierung des
Kontraktionsantriebes 24 durch eine strichpunktiert angedeutete
Unfallsensorik 37, die in das Kraftfahrzeug eingebaut ist.
Diese ist so konzipiert, dass sie bei einem Fahrzeugunfall ein die
Aktivierung des Kontraktionsantriebes 24 hervorrufendes
Auslösesignal
generiert.
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Die Unfallsensorik 37 enthält beim
Ausführungsbeispiel
mindestens einen sogenannten Pre-Crash-Sensor 38, beispielsweise
einen Radarsensor, der einen bevorstehende Kollision vorhersieht
und daher schon vor einem Zusammenprall des Kraftfahrzeuges mit
beispielsweise einem anderen Fahrzeug oder einem Fußgänger ein
Sensorsignal aussendet, das einer elektroni schen Auswerteeinrichtung 39 zugeführt wird.
Diese entscheidet auf der Basis abgespeicherter Daten und einer
integrierten Software über
die Ausgabe eines Auslösesignals
an eine elektrisch betätigbare
Ventileinrichtung 42. Diese Ventileinrichtung 42 ist
in die zumindest partiell durch die Fluidleitung 32 realisierte
Fluidverbindung zwischen dem Kontraktionsantrieb 24 und
einem Druckluftspeicher 43 eingeschaltet. Letzterer fungiert als
Mittel zur Erzeugung eines Gasdruckes, der zur Aktivierung des Kontraktionsantriebes 24 erforderlich ist.
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Im unbetätigten Zustand der Ventileinrichtung 42 ist
der Innenraum des Kontraktionsantriebes 24 über die
Ventileinrichtung 42 entlüftet und folglich drucklos,
sodass der Kontraktionsantrieb 24 die aus 1 ersichtliche Strecklage einnimmt. Im
betätigten Zustand
der Ventileinrichtung 42 stellt diese eine Verbindung zwischen
dem Innenraum des Kontraktionsantriebes 24 und dem Druckspeicher 43 her,
sodass der Kontraktionsantrieb 24 schlagartig mit einem Gasdruck,
hier einem pneumatischen Überdruck,
beaufschlagt wird, der eine momentartige Kontraktion des Kontraktionsantriebes 24 in
die aus 2 ersichtliche
verkürzte
Baulänge
hervorruft. Damit verbunden ist das Verschwenken der Kopfstütze 3 aus der
nach hinten umgeklappten in die nach oben aufgerichtete Stellung.
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Der Druckspeicher 43 wird
bei Bedarf von einem nicht näher
gezeigten Kompressor gespeist, der sich an Bord des Kraftfahrzeuges
befindet.
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Zur Erzeugung des für die Aktivierung
des Kontraktionsantriebes 24 erforderlichen Fluiddruckes können zusätzlich oder
alternativ auch andere Mittel vorgesehen sein. Beispielsweise könnten dem
Kontraktionsantrieb 24 pyrotechnische Gaserzeugungsmittel
zugeordnet sein, die durch das Auslösesignal gezündet werden
und schlagartig ein Gasvolumen erzeugen. Die Verwendung eines Druckspeichers oder
sonstiger konventioneller Druckerzeugungsmittel hat allerdings den
Vorteil, dass die Schutzvorrichtung 5 als reversibles System
auslegbar ist, das beliebig oft wiederholend betrieben werden kann.
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Die meisten Kraftfahrzeuge sind heutzutage bereits
mit einer zur Auslösung
von Airbags dienenden Unfallsensorik ausgestattet. Bei der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 5 kann
daher bei Bedarf auf diese bereits vorhandene Unfallsensorik zurückgegriffen
werden, sodass der steuerungstechnische Aufwand sehr gering bleibt.
Zu den Airbags führende Ausgänge der
Auswerteeinrichtung 39 sind in 1 bei 44 angedeutet.
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Beim Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 39 mit
Schaltmitteln 45 ausgestattet, die eine Deaktivierung des
Kontraktionsantriebes 24 bewirken, nachdem der Kontraktionsantrieb 24 zuvor aktiviert
wurde und die Kopfstütze 3 in
die Schutzposition verlagert wurde. Da in diesem Falle die Verriegelungsmittel 16 aktiv
sind und die Kopfstütze 3 mechanisch
sicher abstützen,
kann der Kontraktionsantrieb 24 zur Entlastung des Systems
abgeschaltet werden. Die Schaltmit tel 45 können so
ausgelegt sein, dass die Abschaltfunktion zeitverzögert eintritt.
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Die Schaltmittel 45 können allerdings
auch so ausgebildet sein, dass sie die Deaktivierung des aktivierten
Kontraktionsantriebes 24 nur auf der Basis eines ausdrücklich von
außen
erhaltenen Deaktivierungsbefehls hervorrufen. In diesem Zusammenhang
kann im Innern des Fahrgastraumes, vorzugsweise im Griffbereich
des Fahrers, ein manuell betätigbares
Deaktivierglied 46 vorgesehen sein, mit dem sich, beispielsweise
durch Tastendruck, ein die Deaktivierung des Kontraktionsantriebes 24 bewirkendes
Signal der Schaltmittel 45 erzeugen lässt.
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Bei Bedarf kann die Schutzvorrichtung 5 auch
mit Mitteln ausgestattet sein, die ein Umschalten der Schaltmittel 45 zwischen
Automatikbetrieb und manuellem Betrieb ermöglichen.
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Um die Kopfstütze 3 aus der Schutzposition in
die Bereitschaftsposition umzuklappen, ist eine Deaktivierung des
Kontraktionsantriebes 24 erforderlich. Das Umklappen kann
beispielsweise durch Aktivierung des Entriegelungselements 19 hervorgerufen werden.
Es sind dann zweckmäßigerweise
nicht näher
dargestellte Rückstellmittel
vorhanden, die ohne sonstigen manuellen Eingriff das Umklappen der Kopfstütze 3 hervorrufen,
beispielsweise eine Federeinrichtung.