DE2339357A1 - Energy absorbing vehicle headrest - with interdigitated deformable internal ribs of elastomer set at angles to cushion surface - Google Patents
Energy absorbing vehicle headrest - with interdigitated deformable internal ribs of elastomer set at angles to cushion surfaceInfo
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Abstract
Description
Kurt Herzer 75 Karlsruhe 41, den 30. Juli 1973Kurt Herzer 75 Karlsruhe 41, July 30, 1973
75 Karlsruhe 41
Hildebrandstr. 20-22 75 Karlsruhe 41
Hildebrandstrasse 20-22
Kopfstütze für Sicherheitssitze, besonders für VerkehrsmittelHeadrest for safety seats, especially for means of transport
Im Hauptpatent P 2 100 676 sind Sicherheitseinrichtungen für einen Sitz mit Kopfstütze unter Schutz gestellt, die sich auf ein System von in Anordnung, Kraft-Verformungs-Kennung und Einsatzpunkt der Verformung aufeinander abgestimmten an den Elennenten des Sitzes angebrachten oder mit ihnen integrierten Verformungselementen beziehen, die dem Körper des Benutzers beim Unfallstoß eine genau definierte Verlagerung bei definierter Energieaufnahme der Verformungselemente aufzwingen und dadurch einerseits die auf Rumpf und Kopf des Benutzers einwirkenden Beschleunigungen und damit gleichzeitig die diesen Beschleunigungen gemäß den beschleunigten Massen entsprechenden auf die Komponenten der Sitzanordnung ausgeübten Kräfte herabmindern und begrenzen.In the main patent P 2 100 676 are safety devices for a seat with Headrest placed under protection, referring to a system of arrangement, force deformation identifier and point of application of the deformation on each other coordinated attached to or with the elements of the seat integrated deformation elements, which give the body of the user a precisely defined displacement with a defined energy absorption in the event of an accident of the deformation elements and thereby on the one hand the accelerations acting on the torso and head of the user and thus at the same time the forces exerted on the components of the seat arrangement corresponding to these accelerations in accordance with the accelerated masses reduce and limit.
Dabei ist in der älteren Anmeldung eines der erfindungsgemäßen Verformungs· elemente eine beulfähige Haube für die Kopfhalteeinrichtung , deren Einbeulung begrenzt wird durch das großflächige Anlegen der Haube an die tragende Innenstruktur. Selbst wenn diese Innenstruktur bis zu einem gewissen Grade biegsam gestaltet wird, führt das plötzliche Aufschlagen darauf zu einem durch eine wenn auch kurzfristige Beschleunigungsspitze ausgewiesenen Prellschlag auf den Kopf, da die Haube selbst ohne Beeinträchtigung ihrer wesentlichen Beuleigenschaften nicht zu steif ausgebildet werden kann.In the older application, one of the deformations according to the invention is elements a bulging hood for the head-holding device, the bulging of which is limited by the large-area application of the hood to the load-bearing Interior structure. Even if this internal structure is made flexible to some extent, suddenly hitting it will result in one by an acceleration peak, albeit a short-term one Bounce on the head, since the hood itself cannot be made too stiff without impairing its essential bulging properties.
In Weiterbildung des Hauptpatentes wird deshalb hiermit eine Anordnung vorgeschlagen, mit deren Hilfe die beulfähige Haube allseitig von innen her abgestützt wird durch einen Kopfstützen-Grundkörper, der in einer bevorzugten Ausführungsform gestaltet ist als eine nach vorne auf den Kopf zu konvex gewölbte Grundplatte mit seitlichen dazu senkrecht oder etwas geneigtIn a further development of the main patent, an arrangement is therefore hereby made proposed, with the help of which the bulging hood is supported on all sides from the inside by a headrest base body, which in a preferred Embodiment is designed as a forward convex on the head Arched base plate with the sides perpendicular to it or slightly inclined
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stehenden Endscheiben, wobei aus der Grundplatte und ggf. den Randscheiben sich zweckmäßig schräg· zu den Normalen der Haubenoberfläche gerichtete Stützlamellen erheben, die für sich oder untereinander durch in den erforderlichen Bereichen angeordnete Rippen versteift sein können.standing end disks, whereby from the base plate and possibly the edge disks expediently directed obliquely to the normal of the hood surface Raising support lamellas, for themselves or among each other through in the required Areas arranged ribs can be stiffened.
Aufgabe der Erfindung ist es den die Haube ausfüllenden Grundkörper so zu gestalten, daß sich für den Einbeulvorgang der Haube ein völlig gleichmässiger progressiver Kraftanstieg mit Übergang in den Energieaufnahmebereich des Kopfteil-Verformungsgliedes (3 im Hauptpatent) ohne das Auftreten von Beschleunigungsspitzen ergibt. Dabei soll eine Ausführung geschaffen werden, die es erlaubt, die im normalen Fahrbetrieb auf das Kopfpolster ausgeübten Kräfte vollständig im elastischen Bereich ohne bleibende Verformung aufzunehmen, während die beim Unfallstoß auftretenden Kräfte, die sowohl durch den Benutzer als auch durch den Aufprall von Mitfahrenden auf beliebige Teile des Kopfpolsters ausgeübt werden können, energieverzehrend durch bleibende Verformung aufgenommen werden sollen. Die Energieaufnahme für den Kopf des Benutzers soll auch für Schrägstöße wirksam sein, ohne daß dadurch eine wesentliche Behinderung eintritt. Der Einbau einer Schwenk- oder Radial-(Höhen-) verstellung in den Grundkörper soll möglich sein, ohne daß neue Gefahrenquellen auftreten oder daß die gewünschte Funktion beeinträchtigt wird. ·The object of the invention is to adjust the base body filling the hood in this way design that for the denting process of the hood there is a completely uniform progressive increase in force with transition to the energy absorption area of the head part deformation member (3 in the main patent) without the occurrence of acceleration peaks. An execution is to be created, which allows the exerted on the head cushion during normal driving Forces completely absorbed in the elastic range without permanent deformation, while the forces occurring during the impact of an accident, both can be exercised by the user as well as by the impact of passengers on any part of the head cushion, consuming energy should be absorbed by permanent deformation. The energy absorption for the head of the user should also be effective for oblique impacts, without causing any significant hindrance. The installation of a swivel or radial (height) adjustment in the base body should be possible be without new sources of danger or that the desired function is impaired. ·
Dies wird erreicht durch die schon genannten schräg zur Haube angeordneten Stützlamellen. Sie können mit ihrem freien Ende beim Einbeulen der Haube leicht an deren Innenseite abgleiten und werden dabei vom freien Ende her beginnend abgebogen, denn sie sollen sich zur Basis hinverstärkend mit kräftigem gerundetem Übergang zur Grundplatte bzw. zu den Seitenscheiben ausgebildet werden, was gleichzeitig der Herstellungstechnik in Bezug auf Formfüllung und Nachdruck entgegen kommt. Noch vor der vollständigen Durchbeulung der Haube legen sich diese Stützlamellen schuppenförmig sich zusätzlich gegenseitig abstützend übereinander und erzielen u.a. auf diese Weise den erwünschten progressiven Kraftanstieg, wobei sie gleichzeitig eine durchgehende Stützfläche bildend die Beulfläche entlasten, die dadurch nur für die höchstens in ihr auftretenden Zugkräfte ausseiest werden muß. Die oberste Stützlamelle der Vorderseite wird,This is achieved by the already mentioned ones arranged at an angle to the hood Support lamellas. You can easily slide with their free end on the inside of the hood when denting the hood and are in the process of the free Curved starting at the end, because they should strengthen themselves towards the base with a strong rounded transition to the base plate or to the side windows be formed, which at the same time meets the manufacturing technology in terms of mold filling and holding pressure. Before the complete bulging of the hood, these support lamellae lay on top of each other and additionally support each other in a scale-like manner achieve, among other things, the desired progressive increase in force in this way, while at the same time forming a continuous support surface, the bulge surface Relieve, which only needs to be ausseiest for the maximum tensile forces occurring in it. The top support lamella on the front is
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zweckmäßig von vor nine r ^ in einem Bogen tangential an die Oberseite der Haube herangeführt, um selbst in ungünstigen Fällen einen Durchschlag der Haube auf die Oberkante der Grundplatte zu verhindern.expediently from before nine r ^ in an arc tangential to the top the hood in order to prevent the hood from breaking through on the upper edge of the base plate even in the most unfavorable cases.
Deshalb sollen ebenfalls die Seitenscheiben mit ihren Rändern nicht bis an die Haube reichen, die bei einer bevorzugten Ausführungsform in diesem Bereich an sich bekannte seitliche "Ohren" bildet, sondern auch dort ist eine Abstützung durch Stützlamellen vorzusehen. Aus dem gleichen Grunde sollten die Seitenscheiben nicht in den rückwärtigen unteren Keilraum der Haube hineinreichen, der zur Aufnahme des Aufpralls von Rücksitzinsassen vorgesehen ist. Das hat zugleich den Vorteil, daß die zum Einführen des Grundkörpers unterseitig an der Haube vorzusehende Öffnung nicht zu groß vorgesehen werden muß, denn die Stützlamellen geben ja beim Einpressen elastisch nach. Lediglich der Rand der Einführ öffnung muß ggf. durch eine Vorrichtung vom Druck der Lamellen entlastet werden.Therefore, the side windows should also not be up with their edges to reach the hood, in a preferred embodiment in this Area known per se lateral "ears" forms, but is also there to provide a support by supporting lamellae. For the same reason, the side windows should not be in the rear lower wedge space of the Reach in the hood, which is intended to absorb the impact of rear seat occupants. This also has the advantage that the to introduce the The opening to be provided on the underside of the hood does not have to be provided too large, because the support lamellae give off when they are pressed in elastic after. Only the edge of the insertion opening must, if necessary, through a Device to be relieved of the pressure of the slats.
Die Seitenscheiben sollen einerseits die Grundplatte versteifen und andererseits die seitliche Kraftpomponente beim Schrägstoß aufnehmen, indem sie die seitlichen "Ohren" der Haube abstützen. Um eine begrenzte Verformbarkeit der Seitenscheiben zuzulassen, sollen die sie versteifenden Stützlamellen erst in entsprechendem Abstand vom äußeren Rande der Seitenscheiben in diese übergehen, während die äußeren Ränder der Lamellen die Seitenscheiben zwecks Abstützung der Haube ausreichend überragen sollen. Beim Schrägstoß beult sich dann die Haube nach Art eines Fangsackes die Lamellen der Grundplatte zusammendrückend ein, wodurch die wirksame Auskraglänge der Seitenscheiben soweit vergrößert wird, daß auch bei im Ruhezustand den Benutzer nicht behindernden "Ohren" der Haube ein ausreichender Halt für den Kopf bei Schrägstößen erzielt wird.The side windows should stiffen the base plate on the one hand and on the other hand absorb the lateral force component in the oblique joint by support the side "ears" of the hood. To a limited deformability to allow the side windows, the support lamellas stiffening them should only be at a corresponding distance from the outer edge of the side windows merge into this, while the outer edges of the slats protrude sufficiently beyond the side windows to support the hood should. In the case of the diagonal joint, the hood then bulges in the manner of a collecting bag, compressing the lamellae of the base plate, whereby the effective overhang length of the side windows is increased so far that even when the user is not obstructing "ears" of the Hood a sufficient hold for the head is achieved in the case of oblique impacts.
Die den Einbauraum für eine ggf. im Grundkörper unterzubringende Schwenkverstellung begrenzenden Endlamellen müssen natürlich zur Vermeidung eines Durchschlagene des Kopfes auf diese Teile entsprechend verrippt oder versteift we.f;. .ά, obgleich diess Gefahr durch die gewölbte Ausführung der Grundplatte vermindert wird. Denn dadurch entsteht ein für denThe installation space for a swivel adjustment to be accommodated in the base body if necessary delimiting end lamellas must of course be ribbed accordingly to prevent the head from piercing through on these parts or stiffened we.f ;. .ά, although this is a danger from the curved design the base plate is reduced. Because this creates one for the
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Aufprall "toter Raum" zur Unterbringung dieser Teile. Gleichzeitig erleichtert die gewölbte Grundplatte die Anwendung einer Radialverstellung nach Fig. 2/9 des Hauptpatentes mit ihrem besonderen Vorzuge, auch bei großem Verstellbereich mit einem kleinen Aufprallbereich für den Benutzer auszukommen.Impact "dead space" to house these parts. Simultaneously relieved the curved base plate the application of a radial adjustment according to Fig. 2/9 of the main patent with its special advantages, too with a large adjustment range with a small impact area for the user to manage.
Bei den auf der Rückseite angeordneten Stützlamellen sollten ebenfalls die untersten besonders abgesteift sein, z.B. durch Verrippung oder Ausschäumen dieser Bereiche, um beim Aufprall auf diese Stelle einen Durchschlag auf die Kopfpolster und Sitzlehne verbindenden Mittel zuverlässig zu verhindern.The support lamellas on the back should also the bottom must be specially stiffened, e.g. by ribbing or Foam in these areas in order to reliably break down the means connecting the head cushion and seat back in the event of an impact on this point to prevent.
Der erfindungsgemäße Grundkörper mit seinen Lamellen soll vorzugsweise in einem Stück urformend hergestellt werden, was den Forderungen nach billiger Massenfertigung entgegenkommt, wobei selbstverständlich kompliziertere Teile der Verstelleinrichtungen angefügt werden können. Dabei ist für ihn ein schlagzäher Werkstoff zu wählen, wobei vorteilhaft ein elastoplastischer Werkstoff mit ausgeprägtem Kaltfluß mit oder ohne Verstärkung zu bevorzugen ist, da der Kaltfluß die Energieaufnahme bei Stoßbeanspruchung entscheidend verbessern kann. Eine Nachprüfung der Gestaltung mit den Methoden der Spannungsoptik ist dabei zu empfehlen.The base body according to the invention with its lamellae should preferably be manufactured in one piece, which meets the demands for cheap mass production, of course more complicated parts of the adjustment devices can be added. An impact-resistant material is to be selected for him, which is advantageous an elastoplastic material with pronounced cold flow with or without reinforcement is to be preferred, since the cold flow absorbs the energy Can significantly improve impact stress. A review of the design with the methods of tension optics is recommended.
Die Verbindung des Grundkörpers mit der Haube und einer Abdeckung der E inführ öffnung kann an deren Rande mit beliebigen bekannten Methoden erfolgen (z. B. Schnappverschluß, Verklebung, Ultraschallschweißung usw.) Dabei kann die Haube bereits zuvor mit Polsterung und Bezug versehen worden sein, wobei diese Schichten auch in beliebiger bekannter Weise integriert sein können.The connection of the base body with the hood and a cover of the Infeed opening can be made at its edge using any known methods (e.g. snap lock, gluing, ultrasonic welding, etc.) The hood can already have been provided with upholstery and cover beforehand, with these layers also in any known manner can be integrated.
In den Zeichnungen wird der Erfindungsgedanke an einer beispielhaften
Ausführungsform erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 eine perspektivische teilweise geschnittene Innenansicht einerIn the drawings, the concept of the invention is explained using an exemplary embodiment. They represent:
Fig. 1 is a perspective partially sectioned interior view of a
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Kopfstütze gemäß der Erfindung.Headrest according to the invention.
Fig. 2 einen Querschnitt in Fahrzeug-Längsrichtung mit in ihrem Innern angebrachten RadialverstellungFig. 2 shows a cross section in the vehicle longitudinal direction with in its interior attached radial adjustment
Fig. 3 den selben Querschnitt durch eine Kopfstütze mit in ihrem Innern angebrachten Schwenkverstellung in durch den Unfallstoß verformtem Zustande, in der linken Hälfte die Verhältnisse beim Unfallstoß von rückwärts, in der rechten Hälfte von vorn zeigend.Fig. 3 shows the same cross section through a headrest with in its interior attached swivel adjustment in deformed by the accident shock Conditions, in the left half showing the conditions in the accident from behind, in the right half from the front.
In der Fig. 1 ist die beulfähige Haube 1 aufgeschnitten gezeichnet zur besseren Sichtbarkeit des Stützkörperi 2. Dieser zeigt in seiner mittleren Schnittebene deutlich die konvex nach vorn gewölbte Grundplatte 3 mit den schräg sich daraus erhebenden vorderen 5 und hin teren Sützlamellen 6 die in ihrem Umriß 7 der Form der Haube 1 folgen und diese von innen heraus abstützen. Die oberste Lamelle ist im Bogenjtangential an die Haube 1 herangeführt um zu verhüten, daß die Haube auf die Grundplatte 3 durchschlagen kann. Bei 9 ist gezeigt, daß die Stützlamelle(v5 ) selbstverständlich auch unterteilt sein können.In Fig. 1, the bulky hood 1 is shown cut open for better visibility of the support body 2. In its middle sectional plane, it clearly shows the base plate, which is convexly curved forwards 3 with the obliquely rising therefrom front 5 and towards direct Sützlamellen 6 in its outline 7 of the shape of the hood 1 follow and support them from the inside out. The uppermost lamella is brought up to the hood 1 in the arc tangential to prevent that the hood can penetrate the base plate 3. At 9 it is shown that the support lamella (v5) can of course also be subdivided can.
In den seitlichen "Ohren" 10 der Haube 1 sind die Seitenscheiben angeordnet, welche die Grundplatte 3 seitlich absteifen und die seitliche Kraftkomponente bei Schrägstößen aufnehmen. Die Ränder 12 dieser Seitenscheiben j-11 verlaufen in ausreichendem. Abstande von der Haube 1 und werden durch innere 13 und äußere Stützlamellen 14 versteift, die gleichzeitig die Ohren 10 und die Seitenflächen 15 der Haube abstützen, wobei die äußeren 14 in die hint, er en Stützlamellen 6 übergehen können (16). Wie die seitlichen Stützlamellen 13, 14 nur die Mittelflächen der Seitenscheiben 11 versteifen wird bei 17 angedeutet.In the lateral "ears" 10 of the hood 1, the side panes are arranged, which laterally stiffen the base plate 3 and the lateral panes Absorb the force component in the case of oblique impacts. The edges 12 of these side windows j-11 extend sufficiently. Distances from the Hood 1 and are stiffened by inner 13 and outer support lamellas 14, which at the same time the ears 10 and the side surfaces 15 of the hood support, the outer 14 in the back, he en support lamellae 6 merge can (16). How the lateral support lamellae 13, 14 only stiffen the central surfaces of the side panes 11 is indicated at 17.
Im Querschnitt d~*· Fig. 2 äiad außer den in Fig. 1 bereits dargestelltenIn cross section d ~ * · Fig. 2 aiad apart from those already shown in Fig. 1
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Teilen die Schächte 18 einer Radialverstellung, die ebenso wie die Rippen 20, gleichzeitig zur Versteifung der Grundplatte 3 wesentlich beitragen, und die in ihnen einstellbar verschiebbaren Verstellstreben 19 schematisch wiedergeben. Die seitlichen Stützlamellen 13 und 14 wurden hier nicht mit eingezeichnet um den Vergleich mit Fig. 3 nicht zu erschweren. Dafür erkennt man bei 4 Abstandsrippen zwischen den unteren rückwärtigen Stützlamellen 6, durch die eine zusätzliche Sicherheit gegen die Berührung der Verstellstreben 19 geschaffen wird.Share the shafts 18 of a radial adjustment, as well as the Ribs 20, at the same time contribute significantly to the stiffening of the base plate 3, and the adjustable struts displaceable in them 19 show schematically. The lateral support lamellae 13 and 14 have not been drawn in here for comparison with FIG. 3 not to complicate. But you can see 4 spacer ribs between the lower rear support lamellae 6, through which an additional Security against touching the adjustment struts 19 is created.
Die Fig. 3 zeigt in der linken Hälfte das Verhalten des Stützkörpers Z aus Fig. 1 und 2 beim Unfallstoß von rückwärts 21. Die vorderen Stützlamellen 5 haben sich schuppenartig übereinandergelegt und bilden eine geschlossene Stützfläche für die eingebeulte Haube 1 . Der Kopf des Benutzers 22 ist nur angedeutet. Wohl haben sich auch die Ohren 10 der Haube in die Lage 10 zurückbewegt, aber durch das Eintauchen des Kopfes 22 ist ihre wirksame Breite sogar größer geworden, so daß ein seitliches Abgleiten des Kopfes bei Schrägstößen verhindert wird. Die rechte Hälfte der Figur zeigt sinngemäß die Verhältnisse beim Aufprall von Rücksitzinsassen in Richtung 23. In diesem Bild ist eine Einrichtung zur Schwenkverstellung 24 mit Kopfteil-Verformungsglied angedeutet. Durch sie wird bei der beschriebenen und gezeigten Anordnung die Aufprall s ic her he it in keinem Fall vermindert.3 shows the behavior of the support body Z in the left half from Fig. 1 and 2 in the accident impact from the rear 21. The front support lamellae 5 are superimposed like scales and form a closed support surface for the dented hood 1. The head of the User 22 is only indicated. The ears 10 of the hood have probably also moved back into position 10, but as a result of the immersion of the head 22, their effective width has even increased, so that the head is prevented from sliding sideways in the event of oblique impacts will. The right half of the figure shows the conditions when rear seat occupants collide in the direction 23 Device for swivel adjustment 24 with head part deformation element indicated. In the case of the arrangement described and shown, they in no way reduce the impact.
Zusätzlich zu den in den Zeichnungen gezeigten Lösungen sind aufbauend auf dem Erfindungsgedanken auch andere Ausführungen und Abwandlungen möglich, die als zur Erfindung gehörig betrachtet werden, soweit sie in den Geist und Bereich der nachfolgenden Ansprüche falLen.In addition to the solutions shown in the drawings are constructive Other designs and modifications are also possible on the basis of the concept of the invention, which are considered to be part of the invention, insofar as they are described in fall within the spirit and scope of the claims below.
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