DE212006000002U1

DE212006000002U1 - Verriegelungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE212006000002U1
Application number: DE212006000002U
Authority: DE
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Johnson Controls Components GmbH and Co KG
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2016-04-04

Abstract

Verriegelungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz,
a) insbesondere in einer crashaktiven Kopfstütze (1) für einen Fahrzeugsitz, die einen Träger (5, 11) und ein Prallelement (39) aufweist, welches mittels eines Viergelenks (19, 25) am Träger (5, 11) angelenkt ist und im Crashfall oder einem sonstigen Auslösefall – von einer Feder (15) angetrieben – in eine näher zum Kopf eines Insassens gelegene Position ausfahrbar ist,
b) mit einer Magneteinheit (43) und einem Getriebe aus Hebeln (45, 47) und/oder Klinken (49), um die Feder (15) und/oder einen von der Feder (15) beaufschlagten Bügel im Normalfall zu halten und im Crashfall oder dem sonstigen Auslösefall freizugeben,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktuatorbox (31) als prüffähige Einheit ausgebildet ist, welche die Magneteinheit (43) und das Getriebe aus den Hebeln (45, 47) und/oder Klinken (49) umfasst, und dass wenigstens zwei der Hebel (45, 47) des Getriebes selbsthemmend zusammenwirken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Aus der DE 102 60 582 C1 ist eine Kopfstütze mit einer Verriegelungsvorrichtung dieser Art bekannt, welche mit zahlreichen Bauteilen zahlreiche Funktionen verwirklicht, beispielsweise außer der Crashaktivität noch eine Komforteinstellung und ein Zurücksetzen der Kopfstütze, welches durch ein von außen eingeführtes Werkzeug erfolgt. Die zahlreichen Bauteile machen einen präzisen und damit aufwendigen Zusammenbau notwendig, an dessen Ende die Kopfstütze geprüft wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verriegelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung kann in diversen crashaktiven Einheiten eines Fahrzeugsitzes, beispielsweise einer Kopfstütze oder einem Antisubmariningbügel, eingesetzt werden, aber auch in allgemeiner Anwendung als Schloss ("Elektro-Schloss") eingesetzt werden, beispielsweise zum Befestigen eines Fahrzeugsitzes oder einer Lehne an der Karosserie, für einen Kofferraumdeckel oder eine Motorhaube, oder für das Abklappen oder Aufstellen von Fondkopfstützen. Dadurch, dass eine Aktuatorbox als prüffähige Einheit ausgebildet ist, welche die Magneteinheit und das Getriebe aus den Hebeln und/oder Klinken umfasst, zeigt die Aktuatorbox bereits vor dem Einbau in die Kopfstütze, insbesondere vor dem Einbau in den Träger, ihre volle Funktionalität und kann hierauf geprüft werden. Der Aufwand für eine Fehlerbeseitigung, beispielsweise durch Ersatz der Aktuatorbox, ist deutlich geringer, als wenn die Kopfstütze bereits komplett zusammengebaut wäre. Das Getriebe übersetzt die Haltekraft der Magneteinheit zu einer Gegenkraft zur Federkraft der antreibenden Feder oder baut diese Gegenkraft auf. Dafür wirken wenigstens zwei der Hebel des Getriebes selbsthemmend zusammen. Die Hebel und Klinken des Getriebes können ein beispielsweise 3-Klinken-System oder ein Kniehebel-System bilden.
Wenigstens das Getriebe aus den Hebeln und/oder Klinken ist vorzugsweise innerhalb eines weitgehend geschlossenen Gehäuses der Aktuatorbox angeordnet. Dadurch steht für eine modulare Bauweise eine kompakte, durch das Gehäuse geschützte Baugruppe zur Verfügung, was den Zusammenbau der vorgenannten Einheiten vereinfacht. Unter "weitgehend geschlossen" soll verstanden werden, dass vorzugsweise ein direkt zum Halten der Feder notwendiges, bewegliches Funktionsteil, beispielsweise eine Klinke, von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist und/oder teilweise aus dem Gehäuse herausragt, ansonsten das Getriebe, d.h. die weiteren Hebel und Klinken als weitere bewegliche Funktionsteile, vom Gehäuse abgedeckt werden, also geschützt werden. Unbewegliche Funktionsteile, beispielsweise die Magneteinheit, können beispielsweise ebenfalls innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Optional ist aber wenigstens ein unbewegliches Funktionteil von außerhalb des Gehäuses zugänglich und/oder ragt teilweise aus dem Gehäuse heraus, um beispielsweise Material des Gehäuses zu sparen.
Die Magneteinheit kann als Hub- oder Zugmagnet (wobei dann das Getriebe die Gegenkraft aufbauen muss) oder als Haftmagnet (wobei dann das Getriebe übersetzt) ausgebildet sein. Der Haftmagnet kombiniert einen Permanentmagnet und einen Kompensations-Elektromagneten mit Feldkompensation oder Kraftkompensation, wobei letzteres eine verbesserte Abstimmung ermöglicht. Das Getriebe muss nicht direkt die Feder halten, sondern kann auch einen von dieser beaufschlagten Bügel halten.
Die Hebel und Klinken des Getriebes bilden vorzugsweise eine Kette von Getriebegliedern, die im Normalfall das jeweils nächste Getriebeglied sperren und/oder festhalten, um so die Haltekraft der Magneteinheit bis zur Feder zu übersetzen. Die Hebel und Klinken des Getriebes sind vorzugsweise schwenkbar, um mit wenigen Freiheitsgraden eine definierte Gesamtbewegung zu erreichen. Entsprechend geben die Hebel und Klinken im Crashfall (oder sonstigen Auslösefall, beispielsweise Precrashfall) die Feder durch Schwenken frei.
Die Hebel und Klinken des Getriebes sind vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass nach dem Crashfall (oder sonstigen Auslösefall) durch Einführen der Feder (oder des Bügels) und Schwenken der Klinken und Hebel die Magneteinheit wieder sperren und/oder festhalten kann, also ein Zurücksetzen der Kopfstütze erfolgt, ohne dass ein gesondertes Werkzeug notwendig ist. Hierfür hält nach dem Crashfall vorzugsweise einer der Hebel die die Feder aufnehmende Klinke geöffnet. Es kann eine Rücksetzklinke vorgesehen sein, welche wenigstens teilweise parallel zu dem Getriebe aus Hebeln und/oder Klinken mit geringerer Übersetzung wirkt. Dadurch ist für das Zurücksetzen eine gegenüber der vorgenannten Gegenkraft geringere Rückstellkraft aufzubringen.
Durch optimierte Geometrien, beispielsweise der Klinke, kann eine Steigerung der Unempfindlichkeit des Systems gegen Toleranzen erreicht werden, die von der Feder und/oder der Fertigung der Bauteile der Aktuatorbox herrühren.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 eine Explosionsdarstellung der Kopfstütze ohne Polsterung,
2 einen Schnitt durch eine Aktuatorbox im Haltezustand,
3 einen Schnitt durch eine Aktuatorbox im ausgelösten Zustand,
4 eine schematische Darstellung eines 3-Klinken-Systems in einer nicht-selbsthemmenden Variante,
5A eine schematische Darstellung eines 3-Klinken-Systems in einer selbsthemmenden Variante mit Haftmagnet,
5B eine schematische Darstellung eines 3-Klinken-Systems in einer selbsthemmenden Variante mit Hub- oder Zugmagnet,
6A eine schematische Darstellung eines Kniehebel-Systems in einer selbsthemmenden Variante mit Haftmagnet,
6B eine schematische Darstellung eines Kniehebel-Systems in einer selbsthemmenden Variante mit Hub- oder Zugmagnet,
7A eine schematische Darstellung einer Magneteinheit in einer Variante mit Feldkompensation,
7B eine schematische Darstellung einer Magneteinheit in einer Variante mit Kraftkompensation,
8A eine schematische Darstellung eines Kniehebel-Systems mit optimierter Geometrie der Klinke im Haltezustand,
8B eine schematische Darstellung eines Kniehebel-Systems mit optimierter Geometrie der Klinke im ausgelösten Zustand,
9 einen Schnitt durch eine abgewandelte Aktuatorbox im ausgelösten Zustand,
10 einen Schnitt durch eine weitere, abgewandelte Aktuatorbox im Haltezustand, und
11 eine Seitenansicht der Aktuatorbox von 10.
Eine crashaktive Kopfstütze 1 ist für einen Fahrzeugsitz vorgesehen. Die Ausrichtung desselben in einem Fahrzeug und dessen gewöhnliche Fahrtrichtung definieren die verwendeten Richtungsangaben. Ein U-förmig gebogener Kopfstützenbügel 3 wird von einer hinteren Lagerschale 5 aufgenommen. Die hintere Lagerschale 5 ist mit einer vor ihr angeordneten, vorderen Lagerschale 11 verbunden. Beide Lagerschalen 5 und 11 zusammen definieren einen Träger.
Auf der Rückseite der vorderen Lagerschale 11 und auf der Vorderseite der hinteren Lagerschale 5 sind die gewickelten Abschnitte einer Doppelschenkelfeder 15 je zur Hälfte eingesetzt. Dabei kommen die von den einander zugewandten Enden abstehenden, freien Stützschenkel 17 auf der Rückseite der vorderen Lagerschale 11 zu liegen, während die von den voneinander abgewandten Enden abstehenden Antriebsschenkel 19, welche mittels eines Querschenkels 21 verbunden sind, auf der Vorderseite der vorderen Lagerschale 11 zu liegen kommen. An einer U-förmig ausgebildeten unteren Schwingeneinheit 25 ist an den beiden freien Enden je ein horizontal angeordneter Schwingenlagerzapfen 27 angeformt, welcher zur Lagerung der unteren Schwingeneinheit 25 ebenfalls zwischen den beiden Lagerschalen 5 und 11 aufgenommen wird.
Als Verriegelungsvorrichtung dient eine Aktuatorbox 31, welche ein bewegliches Hakenmaul 33 zur Aufnahme des Querschenkels 21 aufweist. Die Aktuatorbox 31 ist mit dem Hakenmaul 33 voraus in einen Schacht 35 der vorderen Lagerschale 11 eingesetzt. Die Aktuatorbox 31 ist also innerhalb des Trägers angeordnet und weitgehend von diesem umschlossen. Ein plattenförmiges Prallelement 39 ist einerseits am Querschenkel 21 der Doppelschenkelfeder 15 und andererseits am unteren Ende der unteren Schwingeneinheit 25 gelenkig eingehängt. Der Querschenkel 21 wird unter Vorspannung in das Hakenmaul 33 der Aktuatorbox 31 eingeführt und dort verriegelt. Die beschriebene und in 1 dargestellte Struktur der Kopfstütze 1 ist noch gepolstert, womit die Kopfstütze 1 komplett ist.
Im Normalfall bildet die Kopfstütze 1 eine kompakte Einheit. Im Crashfall wird die Aktuatorbox 31 von Crashsensoren angesteuert, worauf diese den Querschenkel 21 der Doppelschenkelfeder 15 freigibt. Das Prallelement 39, welches mittels der Antriebsschenkel 19 und der unteren Schwingeneinheit 25 unter Bildung eines Viergelenks an den Lagerschalen 5 und 11 angelenkt ist, fährt nun – von der Doppelschenkelfeder 15 angetrieben – in eine näher zum Kopf eines Insassens gelegene Position aus, um letzteren frühzeitig abzufangen.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie die Aktuatorbox 31 als Verriegelungsvorrichtung intern aufgebaut sein kann. Zunächst seien die gemeinsamen Merkmale beschrieben.
Innerhalb eines weitgehend geschlossenen Gehäuses 41 der Aktuatorbox 31 ist eine beim Auslösen bestrombare Magneteinheit 43 angeordnet. Die Magneteinheit 43 steht in Wirkverbindung mit einem ersten Hebel 45, der um eine erste Achse A schwenkbar im Gehäuse 41 gelagert ist. Der erste Hebel 45 steht in Wirkverbindung mit einem zweiten Hebel 47, der um eine zur ersten Achse A parallele zweite Achse B schwenkbar im Gehäuse 41 gelagert ist. Der zweite Hebel 47 steht in Wirkverbindung mit einer Klinke 49, die um eine zur ersten Achse A parallele dritte Achse C schwenkbar im Gehäuse 41 gelagert ist. An der Klinke 49 ist das oben genannte Hakenmaul 33 ausgebildet, welches von außerhalb des Gehäuses 41 zugänglich ist und/oder mit dem ihn umgebenden Bereich der Klinke 49 teilweise aus dem Gehäuse 41 herausragt. Ansonsten sind von den Funktionsteilen der Aktuatorbox 31 vorliegend nur noch die elektrischen Kontakte für die Magneteinheit 43 von außerhalb des Gehäuses 41 zugänglich, wobei auch – wie weiter unten bei den 10 und 11 beschrieben – Varianten denkbar sind, in denen das Gehäuse 41 nur die beweglichen Funktionsteile in der beschriebenen Weise abdeckt und wenigstens ein unbewegliches Funktionsteil, beispielsweise die Magneteinheit 43, ebenfalls von außerhalb des Gehäuses 41 zugänglich ist. Das Hakenmaul 33 nimmt im Ausgangs zustand den Querschenkel 21 der Doppelschenkelfeder 15 auf und hält sie dadurch verriegelt.
Die Doppelschenkelfeder 15 greift mit einer bestimmten Federkraft F an der Klinke 49 an, und die genannten beweglichen Funktionsteile der Aktuatorbox 31 bilden ein Getriebe, welches eine entsprechend große Gegenkraft aufbaut bzw. aus einer Haltekraft der Magneteinheit 43 übersetzt. Zur Optimierung der Geometrie der Klinke 49 ist derjenige Teil des Hakenmauls 33, welcher als Anlagefläche für den Querschenkel 21 dient, kreisbogenförmig um einen zur dritten Achse C versetzten Krümmungsmittelpunkt M gekrümmt, wie in 2 und 8A angedeutet, so dass die Federkraft F über den gesamten Toleranzbereich der möglichen Positionen des Querschenkels 21 im Hakenmaul 33 mit dem gleichen wirksamen Hebelarm an der Klinke 49 angreift, d.h. das System weitestgehend unempfindlich gegen derartige Toleranzen wird.
Bei einem Drei-Klinken-System als Getriebe (4, 5A, 5B) ist zwischen der Klinke 49 und dem zweiten Hebel 47 ein Drehgelenk ohne Haltewirkung vorgesehen, während der erste Hebel 45 den zweiten Hebel 47 festhält. In einer nicht-selbsthemmenden Variante (4) ist die Magneteinheit 43 als Haftmagnet ausgebildet, d.h. sie besteht aus einem Permanentmagnet 43a, einem Kompensations-Elektromagnet 43b und einer Haftplatte 43c. Mittels einer – durch den Permanentmagneten 43a definierten – magnetischen Haltekraft auf die Haftplatte 43c hält die Magneteinheit 43 den an der Haftplatte 43c angreifenden ersten Hebel 45 fest, der wiederum den zweiten Hebel 47 festhält, wodurch letztendlich die Klinke 49 gehalten wird. Beim Bestromen des Kompensations-Elektromagneten 43b wird mit einem magnetischen Gegenfeld eine Gegenkraft aufgebaut, welche die Haltekraft der Magneteinheit 43 aufhebt, wodurch die Hebel 45 und 47 und die Klinke 49 freigegeben werden. Diese Variante wird später genauer beschrieben.
In einer selbsthemmenden Variante (5A und 5B) hält der erste Hebel 45 den zweiten Hebel 47 mittels eines Formschlusses fest, wodurch auch die Klinke 49 gehalten wird. In der Untervariante mit einer als Haftmagnet ausgebildeten Magnet einheit 43 (5A) hält die Magneteinheit 43 den ersten Hebel 45 fest. Dabei greift am ersten Hebel 45 eine Entriegelungsfeder 51 zum Öffnen des Formschlusses an, deren Kraft kleiner als die magnetische Haltekraft der Magneteinheit 43, aber stärker als die Gesamtkraft der Magneteinheit 43 bei bestromtem Kompensations-Elektromagneten 43b ist. In der Untervariante mit einer als Hubmagnet oder Zugmagnet ausgebildeten Magneteinheit 43 (5B), welche unbestromt keine Haltekraft aufbringt, hält nur der Formschluss den ersten Hebel 45.
Bei einem Kniehebel-System als Getriebe (6A und 6B) wird durch den ersten Hebel 45 und den zweiten Hebel 47 ein Kniehebel definiert, wobei die erste Achse A ortsfest im Gehäuse 41 und die zweite Achse B beweglich ist, beispielsweise mittels einer Rolle 53. Zwischen den beiden Hebel 45 und 47 ist ein Gelenk vorgesehen. Die Klinke 49 stützt sich über die Rolle 53 gehäusefest ab. Durch den Einsatz des Kniehebels bleibt die erforderliche Kraft zur Aktivierung nahezu unabhängig von der Federkraft F. Vorzugsweise ist die Geometrie der Klinke 49 weiter optimiert (8A und 8B), indem im Bereich der Sperrfläche 49a und der Haltefläche 49b die Klinke 49 durch eine geeignete Bahnkurve (im einfachsten Fall ein Radius) für die Rolle 53 so ausgestaltet ist, dass das Kniehebel-System weitestgehend unempfindlich gegen fertigungstechnisch bedingte geometrische Toleranzen ist. Durch diese Optimierung der Geometrie der Klinke 49 wirkt stets eine Kraft horizontal zum Kniehebel, welche den Kniehebel spielfrei stellt und dazu genutzt werden kann, den Kniehebel etwas zu überstrecken. Durch geeignete Geometrien oder Biegeradien quer zur Auslöserichtung der Hebel 45 und 47, beispielsweise Zylindersegment-, U- oder T-Profile wird die Unempfindlichkeit gegen Durchknicken erhöht.
In der Variante mit einer als Haftmagnet ausgebildeten Magneteinheit 43 (6A) hält die Magneteinheit 43 den Kniehebel angewinkelt gegen einen Anschlag 55. Zum Strecken des Kniehebels greift am Gelenk zwischen den beiden Hebeln 45 und 47 die Entriegelungsfeder 51 an, deren Kraft kleiner als die magnetische Haltekraft der Magneteinheit 43, aber stärker als die Gesamtkraft der Magneteinheit 43 bei bestromtem Kompensations-Elektromagneten 43b ist. In der Variante mit einer als Hubmagnet oder Zugmagnet ausgebildeten Magneteinheit 43 (6B), welche unbestromt keine Haltekraft aufbringt, ist die Kraft der Entriegelungsfeder 51 so groß, dass sie den Kniehebel angewinkelt gegen den Anschlag 55 hält, jedoch kleiner als die vom bestromten Hubmagnet oder Zugmagnet ausgeübte Kraft. Beim Auslösen wird in beiden Varianten durch Bewegen des Kniehebels die Rolle 53 verschoben, wodurch die Klinke 49 öffnen kann. Aus der Variante mit Hubmagnet oder Zugmagnet kann eine Variante weiterentwickelt werden, bei welcher die Hebel 45 und 47 aus einem Bimetall oder Gedächtnisformmetall bestehen. Ein solcher Kniehebel wirkt selber als Aktuator, welcher durch Zufuhr von mechanischer, thermischer, elektrischer oder magnetischer Energie in eine andere Form gebracht wird, d.h. von einer Sperrlage in eine Entriegelungslage.
Die Magneteinheit 43 kann in einer Variante mit Feldkompensation (7A) verwirklicht sein, in welcher der Kompensations-Elektromagnet 43b räumlich um den Permanentmagneten 43a herum angeordnet ist und ein Gegenfeld aufbauen kann, oder in einer Variante mit Kraftkompensation (7B), in welcher der Kompensations-Elektromagnet 43b räumlich getrennt zum Permanentmagneten 43a angeordnet ist, beispielsweise daneben, und eine Gegenkraft aufbauen kann. In beiden Varianten ist die auf das Zusammenspiel der Entriegelungsfeder 51 und der Federkraft F zurückgehende Entriegelungskraft kleiner als die magnetische Haltekraft auf die Haftplatte 43c, aber größer als die Gesamtkraft bei bestromtem Kompensations-Elektromagneten 43b, jedoch erfolgt in der zweiten Variante die Bildung der Gesamtkraft beispielsweise durch einen Hebel, dessen Armlängen als weitere Freiheitsgrade eine Kräfteabstimmung innerhalb der Magneteinheit 43 erlauben, wobei an diesem Hebel beispielsweise einerseits die Haftplatte 43c für den Permanentmagneten 43a und andererseits ein Anker für den Kompensations-Elektromagneten 43b in Tauchspulenausführung oder eine weitere Haftplatte angebracht sein kann.
Das zuvor genannte Drei-Klinken-System in nicht-selbsthemmender Variante mit Haftmagnet (4) ist im folgenden anhand eines konkreten Beispiels (2 und 3) erläutert. Die Magneteinheit 43 weist einen axial verschieblichen Haftplatten halter 61 aus Kunststoff auf, in welchen die Haftplatte 43c eingeklemmt ist. Im Normalfall, wenn die Aktuatorbox 31 in einem Haltezustand die Doppelschenkelfeder 15 verriegelt hält, wird die Haftplatte 47c vom Permanentmagneten 43a angezogen und in Anlage an ein Joch 63 gehalten. An die Haftplatte 43c ist eine Halteplatte 65 angeformt, welche der zweiarmige erste Hebel 45 mit einem Haltearm 45a hintergreift. Mit einem Sperrarm 45b liegt der erste Hebel 45 am zweiten Hebel 47 an einem Finger 47a desselben an und sperrt den zweiten Hebel 47, d.h. verhindert eine Schwenkbewegung des zweiten Hebels 47. Der zweite Hebel 47 liegt mit einer Nase 47b an einer Sperrfläche 49a der Klinke 49 an und sperrt diese, d.h. verhindert eine Schwenkbewegung der Klinke 49.
Wird im Crashfall der Kompensations-Elektromagnet 43b bestromt, so dass sich die Gesamtkraft der Magneteinheit 43 verringert, wird die Haftplatte 43c freigegeben. Nun kann die Federkraft F die Klinke 49 aufschwenken (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn), wodurch die Doppelschenkelfeder 15 freigegeben wird. Die Klinke 49 beaufschlagt die Nase 47b, womit sie den zweiten Hebel 47 aufschwenkt (in der Zeichnung gegen den Uhrzeigersinn), bis sie schließlich mit der Haltefläche 49b in Anlage an die Nase 47b gelangt. Der zweite Hebel 47 ist vorzugsweise geringfügig entgegen der Schwenkrichtung beim Öffnen vorgespannt (d.h. vorliegend im Uhrzeigersinn), so dass er durch Beaufschlagen der Haltefläche 49b die Klinke 49 offen halten kann. Das Hakenmaul 33 ist offen. Mit dem Aufschwenken des zweiten Hebels 47 wird der erste Hebel 45 freigegeben. Dadurch kann der erste Hebel 45 aufschwenken (in der Zeichnung im Uhrzeigersinn), wobei er die Halteplatte 65 anhebt. Der Haftplattenhalter 61 verschiebt sich daher relativ zum Joch 63 nach oben. Die Haftplatte 43c bleibt dadurch vom Permanentmagneten 43a beabstandet, auch wenn der Kompensations-Elektromagnet 43b nicht weiter bestromt wird. Die Aktuatorbox 31 bleibt im ausgelösten (entriegelten) Zustand. Sofern eine Entriegelungsfeder 51 in die Magneteinheit 43 integriert ist, kann diese das Verschieben des Haftplattenhalters 61 unterstützen.
Die Kopfstütze 1 kann nach dem Crashfall wieder zurückgesetzt werden. Wird hierzu der Querschenkel 21 der Doppelschenkelfeder 15 in das offene Hakenmaul 33 der Klinke 49 eingeführt, dreht sich die Klinke 49 (in der Zeichnung gegen den Uhrzeigersinn). Der zweite Hebel 47 fällt (aufgrund seiner kleinen Vorspannung) mit seiner Nase 47b hinter die Klinke 49 und beaufschlagt diese wieder an der Sperrfläche 49a. Zugleich schwenkt der zweite Hebel 47 den ersten Hebel 45 in seine Ausgangsposition, so dass der Permanentmagnet 43a wieder die Haftplatte 43c anziehen und festhalten kann. Die Aktuatorbox 31 ist wieder im Haltezustand.
In einer abgewandelten Ausführungsform der Aktuatorbox 31 gemäß 9 ist eine zusätzliche Rücksetzklinke 69 vorgesehen, welche parallel zu den Achsen A, B und C schwenkbar im Gehäuse 41 gelagert ist. Die zweiarmige Rücksetzklinke 69 stellt eine direkte, teilweise parallel zu dem beschriebenen Getriebe wirkende und geringer übersetzte Wirkverbindung zwischen der Klinke 49 und der Haftplatte 43c zur Verfügung, welche die für das Zurücksetzen aufzubringende Kraft deutlich verringert. Wenn die Klinke 49 durch das Einführen des Querschenkels 21 gedreht wird, beaufschlagt die Klinke 49 mittels eines angeformten Rücksetzfingers 49c die Rücksetzklinke 69, welche schwenkt und direkt auf die Halteplatte 65 und damit auf die Haftplatte 43c einwirkt, welche dem Permanentmagnet 43a zugeführt wird.
In einer weiteren, abgewandelten Ausführungsform der Aktuatorbox 31 gemäß den 10 und 11 ist das Gehäuse 41 in der oben erwähnten Variante ausgebildet, bei der das Gehäuse 41 die beweglichen Funktionsteile (d.h. das Getriebe aus Hebeln und/oder Klinken) bis auf das an der Klinke 49 ausgebildete Hakenmaul 33, welches von außerhalb des Gehäuses 41 zugänglich ist und/oder mit dem ihn umgebenden Bereich der Klinke 49 teilweise aus dem Gehäuse 41 herausragt, abdeckt und wenigstens ein unbewegliches Funktionsteil, vorliegend die in der Zeichnung oben angeordnete Magneteinheit 43, ebenfalls von außerhalb des Gehäuses 41 zugänglich ist. Diese Variante des Gehäuses 41 eignet sich besonders, wenn Verschmutzungsaspekte in der Aktuatorbox 31 keine Rolle spielen und die Lagerung und der Schutz vor Beschädigungen der beweglichen Funktionsteile im Vordergrund stehen.
Hierfür umfasst das Gehäuse 41 zwei Lagerplatten 41a, die parallel zur Schwenkebene der Klinke 49 angeordnet sind, und einen Lagerblock 41b, der zwischen den Lagerplatten 41a an diesen anliegend in der Schwenkebene der Klinke 49 angeordnet ist. Die Lagerplatten 41a und der Lagerblock 41b weisen durchgängige Verbindungsöffnungen 71 auf, vorliegend drei, durch welche Schrauben, Niete oder andere Verbindungsmittels gesteckt sind und durch geeignete Gegenelemente oder Umformung für einen axialen Zusammenhalt sorgen. Alternativ kann eine der beiden Lagerplatten 41a einteilig mit dem Lagerblock 41b ausgebildet sein.
Die beweglichen Funktionsteile sind mit Spiel zwischen den Lagerplatten 41a angeordnet, d.h. der Lagerblock 41b hat eine etwas größere Materialstärke als die beweglichen Funktionsteile, welche jeweils ungefähr die gleiche Materialstärke aufweisen. Wie in allen zuvor beschriebenen Ausführungen ist die Klinke 49 um die dritte Achse C schwenkbar, welche durch einen in beiden Lagerplatten 41a gelagerten Bolzen definiert ist, und das Hakenmaul 33 nimmt im Ausgangszustand den Querschenkel 21 der Doppelschenkelfeder 15 auf und hält sie dadurch verriegelt. Die Geometrie der Klinke 49 ist in der oben beschriebenen Weise optimiert.
Das Getriebe ist ein Kniehebel-System, wie es in den 6A, 6B, 8A und 8B beschrieben ist und worauf ausdrücklich Bezug genommen wird, und bei dem der erste Hebel 45 und der zweiten Hebel 47 ein Kniehebel definieren. Der erste Hebel 45 ist lose in einer trichterförmigen ersten Lageraufnahme 73 des Lagerblocks 41b gelagert. Der erste Hebel 45 hat eine längliche Form und liegt an dem vom zweiten Hebel 47 abgewandten Ende des ersten Hebels 45 am Lagerblock 41b an, wobei die Anlagestelle die – gegebenenfalls bewegliche – erste Achse A definiert.
Der zweite Hebel 47 weist eine Y-Form auf, wobei er mit der Gabel das ihm zugewandte Ende des ersten Hebels 45 aufnimmt. Die Anlagestelle definiert die bewegliche zweite Achse B. Vom zweiten Hebel 47 steht seitlich, d.h. parallel zur dritten Achse C, auf beiden Seiten jeweils ein Lagerzapfen 75 ab, welcher jeweils in einem Langloch 77 der beiden Lagerplatten 41a in Richtung auf die Klinke 49 zu (und von ihr weg) geführt ist. Der zweite Hebel 47 liegt auf der zur Magneteinheit 43 weisenden Seite (in der Zeichnung oben) am Anschlag 55 an, welcher vorliegend als zur Achse C paralleler Stift zwischen den beiden Lagerplatten 41a ausgebildet ist. In einer zweiten Lageraufnahme 79 des Lagerblocks 41b, welche sich quer zur ersten Lageröffnung 73 öffnet (in der Zeichnung nach oben), ist die Entriegelungsfeder 51 angeordnet. Die Entriegelungsfeder 51 beaufschlagt den zweiten Hebel 47 auf der von der Magneteinheit 43 abgewandten Seite (in der Zeichnung unten).
Das vom ersten Hebel 45 abgewandte Ende des zweiten Hebels 47 ist ballig ausgebildet und bildet die Nase 47b, mit welcher der zweite Hebel 47 – im Haltezustand der Aktuatorbox 31 – die Klinke 49 an ihrer Sperrfläche 49a beaufschlagt. Der Kniehebel nimmt dabei nahezu eine Strecklage ein. Die Haltefläche 49b der Klinke 49, an welcher der zweite Hebel 47 im ausgelösten Zustand der Aktuatorbox 31 anliegt, um diese für den Querschenkel 21 aufnahmebereit zu halten, ist in der Zeichnung oberhalb der Sperrfläche 49a angeordnet, d.h. entgegen der Öffnungsrichtung des Hakenmauls 33.
In der Variante mit einer als Haftmagnet ausgebildeten Magneteinheit 43 hält die Magneteinheit 43 den Kniehebel gegen den Anschlag 55. Zum Anwinkeln des Kniehebels greift die Entriegelungsfeder 51 mit einer Zugkraft an, die kleiner als die magnetische Haltekraft der Magneteinheit 43, aber stärker als die Gesamtkraft der Magneteinheit 43 bei bestromtem Kompensations-Elektromagneten 43b ist. In der Variante mit einer als Hubmagnet ausgebildeten Magneteinheit 43, welche unbestromt keine Haltekraft aufbringt, ist die Druckkraft der Entriegelungsfeder 51 so groß, dass sie den Kniehebel gegen den Anschlag 55 hält, jedoch kleiner als die vom bestromten Hubmagnet ausgeübte Kraft. Beim Auslösen wird in beiden Varianten der zweite Hebel 47 von der Magneteinheit 43 weg auf die Entriegelungsfeder 51 zu bewegt, wobei er überlagert zu dieser Schwenkbewegung eine Verschiebung entlang der Langlöcher 77 von der Klinke 49 weg ausführt. Der erste Hebel 45 folgt der Bewegung des zweiten Hebels 47 und schwenkt in der ersten Lageraufnahme 73 zur Entriegelungsfeder 51 hin, in der Zeichnung nach unten. Durch die Bewegung des zweiten Hebels 47 kann die Klinke 49 öffnen, d.h. um die dritte Achse C schwenken. Die Nase 47b gelangt an die Haltefläche 49b, welche von der dritten Achse C radial weiter entfernt gelegen ist. Der Kniehebel wird dadurch angewinkelt gehalten, bis das Hakenmaul 33 wieder den Querschenkel 21 aufnimmt.

1: Kopfstütze
3: Kopfstützenbügel
5: hintere Lagerschale
11: vordere Lagerschale
15: Doppelschenkelfeder
17: Stützschenkel
19: Antriebsschenkel
21: Querschenkel
25: untere Schwingeneinheit
27: Schwingenlagerzapfen
31: Aktuatorbox
33: Hakenmaul
35: Schacht
39: Prallelement
41: Gehäuse
41a: Lagerplatte
41b: Lagerblock
43: Magneteinheit
43a: Permanentmagnet
43b: Kompensations-Elektromagnet
43c: Haftplatte
45: erster Hebel
45a: Haltearm
45b: Sperrarm
47: zweiter Hebel
47a: Finger
47b: Nase
49: Klinke
49a: Sperrfläche
49b: Haltefläche
49c: Rücksetzfinger
51: Entriegelungsfeder
53: Rolle
55: Anschlag
61: Haftplattenhalter
63: Joch
65: Halteplatte
69: Rücksetzklinke
71: Verbindungsöffnung
73: erste Lageraufnahme
75: Lagerzapfen
77: Langloch
79: zweite Lageraufnahme
A: erste Achse
B: zweite Achse
C: dritte Achse
F: Federkraft
M: Krümmungsmittelpunkt

Claims

Verriegelungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, a) insbesondere in einer crashaktiven Kopfstütze (1) für einen Fahrzeugsitz, die einen Träger (5, 11) und ein Prallelement (39) aufweist, welches mittels eines Viergelenks (19, 25) am Träger (5, 11) angelenkt ist und im Crashfall oder einem sonstigen Auslösefall – von einer Feder (15) angetrieben – in eine näher zum Kopf eines Insassens gelegene Position ausfahrbar ist, b) mit einer Magneteinheit (43) und einem Getriebe aus Hebeln (45, 47) und/oder Klinken (49), um die Feder (15) und/oder einen von der Feder (15) beaufschlagten Bügel im Normalfall zu halten und im Crashfall oder dem sonstigen Auslösefall freizugeben, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktuatorbox (31) als prüffähige Einheit ausgebildet ist, welche die Magneteinheit (43) und das Getriebe aus den Hebeln (45, 47) und/oder Klinken (49) umfasst, und dass wenigstens zwei der Hebel (45, 47) des Getriebes selbsthemmend zusammenwirken.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Getriebe aus den Hebeln (45, 47) und/oder Klinken (49) innerhalb eines weitgehend geschlossenen Gehäuses (41) der Aktuatorbox (31) angeordnet sind.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Hebel (45) in Wirkverbindung mit der Magneteinheit (43) steht und um eine erste Achse (A) schwenkbar im Gehäuse (41) gelagert ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebel (45) in Wirkverbindung mit einem zweiten Hebel (47) steht, der um eine zur ersten Achse (A) parallele zweite Achse (B) schwenkbar im Gehäuse (41) gelagert ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hebel (47) in Wirkverbindung mit einer Klinke (49) steht, die um eine zur ersten Achse (A) parallele dritte Achse (C) schwenkbar im Gehäuse (41) gelagert ist.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinheit (43) einen Permanentmagneten (43a), eine Haftplatte (43c), auf welche der Permanentmagnet (43a) eine magnetische Haltekraft ausübt, und einen Kompensations-Elektromagneten (43b) aufweist, welche bei einem Bestromen im Crashfall ein magnetisches Gegenfeld und/oder eine Gegenkraft aufbaut, so dass die Gesamtkraft auf die Haftplatte (43c) verringert wird und/oder die Haltekraft aufgehoben wird.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalfall die Magneteinheit (43) wenigstens indirekt einen schwenkbar gelagerten ersten Hebel (45) sperrt und/oder festhält, der wiederum einen schwenkbar gelagerten zweiten Hebel (47) sperrt und/oder festhält, welcher schließlich eine schwenkbar gelagerte Klinke (49) sperrt und/oder festhält, wobei die Klinke (49) die Feder (15) und/oder den von der Feder (15) beaufschlagten Bügel festhält, insbesondere mittels eines Hakenmauls (33).
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Crashfall durch Schwenken des ersten Hebels (45), des zweiten Hebels (47) und der Klinke (49) die Feder (15) freigegeben wird.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Crashfall durch Einführen der Feder (15) und/oder des von der Feder (15) beaufschlagten Bügels in die Klinke (49) und Schwenken der Klinke (49), des zweiten Hebels (47) und des ersten Hebels (45), welchen die Magnet einheit (43) wieder sperrt und/oder festhält, ein Zurücksetzen der Kopfstütze (1) erfolgt.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hebel (47) die Klinke (49) im Normalfall an einer Sperrfläche (49a) der Klinke (49) beaufschlagt, um diese zu sperren und/oder festzuhalten, und nach dem Crashfall an einer zur Sperrfläche (49a) benachbarten Haltefläche (49b) der Klinke (49) beaufschlagt, um die Klinke (49) geöffnet zu halten.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsthemmend zusammenwirkenden Hebel (45, 47) des Getriebes mittels eines Formschlusses zusammenwirken.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Hebel (45, 47) des Getriebes zusammen einen Kniehebel bilden.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel (45, 47) und/oder Klinken (49) optimierte Geometrien zur Steigerung der Unempfindlichkeit gegen Toleranzen aufweisen.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinke (49) eine kreisbogenförmig um einen Krümmungsmittelpunkt (M) gekrümmte Anlagefläche für die Feder (15) und/oder für den von der Feder (15) beaufschlagten Bügel in einem Hakenmaul (33) der Klinke (49) aufweist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Klinke (49) mit Radien versehene Sperrflächen (49a) und/oder Halteflächen (49b) für einen Hebel (47) und/oder eine Rolle (53) eines Hebels (47) vorgesehen sind.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rücksetzklinke (69) vorgesehen ist, welche wenigstens teilweise parallel zu dem Getriebe aus Hebeln (45, 47) und/oder Klinken (49) mit geringerer Übersetzung wirkt.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 5 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücksetzklinke (69) parallel zu den Achsen (A, B, C) schwenkbar im Gehäuse (41) gelagert ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücksetzklinke (69) zweiarmig ausgebildet ist.