EP1276634A1 - Kopfstütze für einen fahrzeugsitz - Google Patents

Abstract

Bei einer Kopfstütze (1) für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einer ersten Baugruppe (101) zur Anlage an den Kopf des Insassens und einer in der Höhe einstellbaren zweiten Baugruppe (25, 41), wobei die erste Baugruppe (101) sich im Crashfall relative zur zweiten Baugruppe (25, 41) nach vorne bewegt, ist unterhalb der zweiten Baugruppe (25, 41) eine dritte Baugruppe (15) der Kopfstütze (1) vorgesehen, gegenüber welcher sich die erste Baugruppe (101) im Crashfall nach oben bewegt.

Description

Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Eine Kopfstütze dieser Art ist aus der DE 39 00 495 AI bekannt. Im Falle eines Crashs wird der Abstand zwischen dem Kopf des Insassens und der Kopfstütze verringert, um ein Schleudertrauma (HWS-Syndrom) zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kopfstütze der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß eine unterhalb der zweiten Baugruppe angeordnete dritte Baugruppe der Kopfstütze vorgesehen ist, gegenüber welcher sich die erste Baugruppe im Crashfall nach oben bewegt, kann eine anfängliche Fehlpositionierung der Kopfstütze auf der Höhe des Genicks behoben werden, so daß das Polster der Kopfstütze so nah wie möglich an den Hinterkopf des Insassens gelangt. Dies schützt den Insassens noch besser vor Verletzungen, insbesondere vor dem sogenannten HWS- Syndrom und vor einem Genickbruch. Das Ausmaß der Bewegung nach oben hängt von der eingestellten Höhe der Kopfstütze ab. Die vorliegende Erfindung, mit welcher die Crasheigenschaften der Kopfstütze verbessert werden, kann bei allen Arten von Fahrzeugsitzen eingesetzt werden, beispielsweise bei Kraftfahrzeug- Vordersitzen oder -Rücksitzbänken oder bei Fluggastsitzen. Die Kopfstütze ist vorzugsweise für einen Heckcrash ausgebildet, kann aber auch entsprechend für den Fall eines Frontcrashs ausgebildet werden. Die Kopfstütze kann Teil eines automatischen Kopfstützen-Anpassungs-Systems sein, d.h. die Höhe der Kopfstütze wird automatisch über die Längseinstellung des Fahrzeugsitzes eingestellt. In der hintersten Position des Fahrzeugsitzes nimmt die Kopfstütze ihre höchste Stellung ein, in der vordersten Position ihre niedrigste Stellung. Die Höhe der Kopfstütze kann gegebenenfalls durch eine manuelle Höheneinstellung nachreguliert werden.

Für möglichst einfach aufzubauende Antriebe ist vorzugsweise die erste Baugruppe relativ zur zweiten Baugruppe (nach vorne) und die zweite Baugruppe relativ zur dritten Baugruppe (nach oben) beweglich. Die Bewegungen können rein translatorisch, Überlagerungen einer translatorischen und einer Schwenkbewegung oder Ü- berlagerungen zweier Schwenkbewegungen sein. In letzterem Fall kann beispielsweise mittels Gleitfuhrungen wieder eine translatorische Bewegung erzeugt werden. Für solche Schwenkbewegungen sind Hebelarme von Vorteil, mit denen dann verhältnismäßig große Wege zurückgelegt werden können. Die unterschiedlichen Bewegungen können durch separate Energiespeicher, Getriebe und Führungen, aber gemeinsame Auslösungen, besser gesteuert werden. Für Schläge auf die Kopfstütze, welche außerhalb des Crashfalls erfolgen, ist vorzugsweise eine Sicherheitssperre für die Auslösung der crashaktiven Kopfstütze vorgesehen.

Im Rahmen einer modularen Bauweise und für eine bessere Austauschbarkeit sowie für kurze Betätigungswege und eine große Bauraumersparnis ist es von Vorteil, wenn alle Baugruppen einschließlich crashsensitiver Sensoren, Energiespeicher, Getriebe und sonstiger Antriebselemente innerhalb der Kopfstütze integriert sind, d.h. im Ausgangszustand eine geschlossene Einheit bilden. Durch interne Abstützungen kann die ausgefahrene Kopfstütze vor dem Einfahren infolge des aufprallenden Kopfes des Insassens gesichert werden, wobei translatorische Ausfahrbewegungen der Kopfstütze hierbei mehr Möglichkeiten bieten. Die Sicherung des ausgelösten Zustandes durch eine solche, besondere Sperre hat den Vorteil, daß der Kopf des Insassens keine Energie reversibel in die Kopfstütze übertragen kann, durch welche er wieder beschleunigt werden könnte.

Vorzugsweise ist als eine solche Sperre ein Freilauf vorgesehen, welcher eine mitbewegte Schwenkvorrichtung sperrt, so daß diese als Abstützung dient. Ein derartiger Freilauf kann auch bei einem Fahrzeugsitz vorgesehen sein, bei dessen Rückenlehne ein mit einer Kopfstütze versehenes Oberteil der Rückenlehne im Crashfall aus einem Ausgangszustand heraus relativ zu einem Unterteil der Rückenlehne nach vorne schwenkt, wobei der Freilauf dann eine Schwenkbewegung des Oberteils nach hinten sperrt. Im Falle der Anordnung in der Kopfstütze kann der Freilauf beispielsweise zwischen der Schwenkvorrichtung und einer Kopfstützenstange wirksam sein und vorzugsweise in einer bestimmten Höhe an der Kopfstützenstange wieder freigeschaltet werden, beispielsweise in einem Abschnitt geringeren Durchmessers.

Im folgenden ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausfuhrungsbeispiels von schräg vorne im ausgelösten Zustand,

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 ohne Polsterung im Ausgangszustand vor der Montage der Prallplatte, Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Bauteile der Höhenverriegelung in perspektivischer Ansicht von schräg vorne,

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Bauteile des Energiespeichers für die Schwenkbewegung in perspektivischer Ansicht von schräg vorne,

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der Bauteile des Getriebes für die Schwenkbewegung in perspektivischer Ansicht von schräg vorne,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht entgegen Fig. 2 von schräg hinten im Ausgangszustand,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII- VII in Fig. 6 im ausgelösten Zustand.

Fig. 8 eine teilweise geschnitten dargestellte linke Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels im Ausgangszustand,

Fig. 9 einen Schnitt durch das zweite Ausfuhrungsbeispiel im Crashfall,

Fig. 10 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugsitzes,

Fig. 11 eine teilweise geschnitten dargestellte Draufsicht auf das zweite Ausführungsbeispiel im Ausgangszustand,

Fig. 12A eine Explosionsdarstellung der Bauteile der zweiten und dritten Baugruppe des zweiten Ausfuhrungsbeispiels mit Blickrichtung von links vorne,

Fig. 12B eine Explosionsdarstellung der Bauteile der ersten Baugruppe und der Verbindung zur zweiten Baugruppe mit Blickrichtung von links vorne, und Fig. 13 eine Teilansicht des zweiten Ausfuhrungsbeispiels im Bereich der Prallkörperverriegelung mit Blickrichtung von rechts.

Im ersten Ausfuhrungsbeispiel ist eine Kopfstütze 1 für einen Fahrzeugsitz auf zwei in die Rückenlehne 3 eingeführten Kopfstützenstangen 5 angebracht. Die nachfolgenden Richtungsangaben beziehen sich auf die Anordnung des Fahrzeugsitzes in einem Kraftfahrzeug und dessen gewöhnliche Fahrtrichtung (x-Richtung). Für eine Höheneinstellung ist die Kopfstütze 1 auf an sich bekannte Weise relativ zur Rückenlehne 3 in der Höhe (z-Richtung) verschieblich ausgebildet und durch geeignete Rastmittel verrastbar. Im folgenden ist zunächst der Ausgangs- oder Gebrauchszustand der Kopfstütze 1 beschrieben.

Mit dem oberen Ende jeder Kopfstützenstange 5 ist eine ringförmige Anschlaghülse 7 beispielsweise verstiftet oder einstückig mit dieser ausgebildet. Für jede Kopfstützenstange 5 ist innerhalb der Kopfstütze 1 eine hohlzylindrische Führungshülse 9 vorgesehen, in welche von unten her eine Unterlegscheibe 11 und eine im folgenden als Höhen-Druckfeder 13 bezeichnete Druckfeder und von oben her die Kopfstützenstange 5 eingeschoben sind. Die beiden Führungshülsen 9 sind auf einer Höhenverriegelung 15 montiert. Die in Fahrzeugsitz-Querrichtung (y-Richtung) angeordnete Höhenverriegelung 15 umfasst ein längliches Unterteil 17 mit zwei Durchlässen 17' für die Kopfstützenstangen 5, einem auf dem Unterteil 17 entlang diesem angeordneten länglichen Schieber 19, welcher zwei leicht längliche Durchlässe 19' für die Kopfstützenstangen 5 aufweist, und zwei blockartige Oberteile 21, welche an den beiden Enden des Unterteils 17 angeschraubt sind, auf den einander zugewandten Seiten jeweils mit einem nach vorne weisenden Verriegelungshaken 23 versehen sind und Bohrungen 21 ' zum Durchlaß der Kopfstützenstangen 5 aufweisen. Die Oberteile 21 und die Verriegelungshaken 23 können getrennt oder einstückig ausgebildet sein, wobei das Unterteil 17 auch einstückig mit den Oberteilen 21 ausgebildet sein kann. Die Oberteile 21 sind mittels Nuten 21" im Bereich ihrer Bohrungen 21 ' soweit vom Unterteil 17 beabstandet, daß innerhalb dieser Nuten 21 " der Schieber 19 in seiner Längsrichtung im Rahmen der Abmessungen seiner Durchlässe 19' für die Kopfstützenstangen 5 verschieblich ist. Der Schieber 19 kann über die Berandungen seiner Durchlässe 19' mit entsprechenden Kerben 5' in den Kopfstützenstangen 5 zusammenwirken, um diese zu verriegeln. Bei der Montage werden die Führungshülsen 9 mit den Kopfstützenstangen 5 soweit in die Höhenverriegelung 15 eingeführt, daß der in y-Richtung etwas nach links gezogene Schieber 19 in der untersten Kerbe 5' einrastet. Im Normalgebrauch wird die Raststellung des Schiebers geändert und dadurch die Höhe der Kopfstütze 1 eingestellt.

Auf jede Führungshülse 9 ist jeweils eine Schwenkeinrichtung 25 mit ihrer röhrenförmigen Schwenkhülse 25' für eine schwenkbare Lagerung aufgeschoben. Von der Schwenkhülse 25' stehen radial zwei angeschweißte oder einstückig damit ausgebildete Schwenkarme 27 ab. Am unteren Ende ihrer Schwenkhülse 25' weist jede Schwenkeinrichtung 25 eine durchlaßartige Verriegelungsaufnahme 28 auf, welche im Ausgangszustand der Kopfstütze 1 nach innen weist und über den Verriegelungshaken 23 geschwenkt ist, so daß die Schwenkeinrichtung 25 verriegelt ist. In diesem Ausgangszustand sind von beiden Schwenkeinrichtungen 25 die leicht zueinander versetzten Schwenkarme 27 in der Art von gefalteten Händen einander überkreuzend zugewandt. Die Schwenkeinrichtung 25 trägt an ihrem oberen Ende einen Mitnehmer 29, welcher einen die Schwenkhülse 25' umrundenden Clipsring 29', der mittels einer Nase in eine Nut der Schwenkhülse 25' greift, und einen radial vom Clipsring 29' abstehenden Mitnehmerbolzen 29" aufweist.

Ein im wesentlichen zylindrisches, mit zwei Längsrillen 31 ' versehenes Führungsrohr 31 ist horizontal in Querrichtung der Kopfstütze 1 (y-Richtung) angeordnet. Seine linke Stirnseite ist geschlossen. Von der offenen, rechten Stirnseite her sind in das Führungsrohr 31 eine Einstellscheibe 33, eine im folgenden als Schwenk- Druckfeder 35 bezeichnete Druckfeder und ein Kulissenstein 37 eingeführt. Dabei ist der Kulissenstein 37 mit einem zylindrischen Abschnitt innerhalb des Führungsrohrs 31 angeordnet und durch eine Nut-Feder-Führung in Längsrichtung des Füh- rungsrohrs 31 geführt und ragt mit einem radial abstehenden, kleineren quaderför- migen Abschnitt nach vorne aus einer entsprechenden, über etwa die rechte Hälfte des Führungsrohrs 31 hinweg vorgesehen Aussparung des Führungsrohrs 31 heraus. Die Position der Einstellscheibe 33 innerhalb des Führungsrohrs 31 ist beispielsweise durch eine Stellschraube einstellbar, welche in eine Gewindebohrung auf der Stirnseite des Führungsrohrs 31 eingedreht ist. Das so vormontierte Führungsrohr 31 ist mit seinen Längsrillen 31 ' in eine seitlich geschlitzte Grundplatte 41 geschoben und durch zwei Schellen 43 fixiert. Die Grundplatte 41 kann auch einstückig mit dem Führungsrohr 31 ausgebildet sein.

Auf der nach vorne weisenden Seite der im wesentlichen flachen Grundplatte 41 sind eine linke Zahnstange 45 und eine rechte Zahnstange 46 in Querrichtung der Kopfstütze 1 (y-Richtung) beweglich geführt. Die linke Zahnstange 45 und die rechte Zahnstange 46 sind auf einer mit der Grundplatte 41 verbundenen linken Zahnstangenführung 47 bzw. rechten Zahnstangenführung 48 gelagert. Eine vor den beiden Zahnstangen 45 und 46 angeordnete und an der Grundplatte 41 befestigte Zahnstangenabdeckung 49 hält die beiden in der Höhe leicht versetzt angeordneten Zahnstangen 45 und 46 in Anlage an die Grundplatte 41. Die Zahnstangenführungen 47 und 48 und die Zahnstangenabdeckung 49 können jeweils einstückig mit der Grundplatte 41 ausgebildet sein. An dem innen angeordneten, rechten Ende der linken Zahnstange 45 ist ein Kulissensteinadapter 51 angeschweißt oder einstückig ausgebildet, welcher mit dem quaderförmigen Abschnitt des Kulissensteins 37 verbunden ist. An dem außen angeordneten, linken Ende der linken Zahnstange 45 ist ein linker Mitnehmeradapter 53 angeschweißt oder einstückig ausgebildet, in dessen Öffnung 53' unter Bildung einer Art gelenkigen Verbindung der Mitnehmerbolzen 29" der linken Schwenkeinrichtung 25 greift. An dem außen angeordneten, rechten Ende der rechten Zahnstange 46 ist ein rechter Mitnehmeradapter 54 angeschweißt oder einstückig ausgebildet, in dessen Öffnung 54' unter Bildung einer Art gelenkigen Verbindung der Mitnehmerbolzen 29" der rechten Schwenkeinrichtung 25 greift.

In eine Bohrung der Grundplatte 41 ist eine Lagerbuchse 57 eingesetzt, in welcher eine Welle 61 eines Ritzels 63 drehbar gelagert ist. Das Ritzel 63 ist so zwischen den beiden Zahnstangen 45 und 46 angeordnet, daß die linke Zahnstange 45 mit ihrer nach oben weisenden Verzahnung in das Ritzel 63 auf dessen Unterseite eingreift und die rechte Zahnstange 46 mit ihrer nach unten weisenden Verzahnung in das Ritzel 63 auf dessen Oberseite eingreift. An dem nach hinten weisenden, auf der Rückseite der Grundplatte 41 angeordneten, freien Ende der Welle 61 ist ein Sperrklinkenrad 65 geschoben und mittels eines Stiftes fixiert. Das Sperrklinkenrad 65 weist eine bezogen auf die x-Richtung rechtsdrehend gerichtete sägezahnartige Verzahnung auf, in welche von oben her ein Sperrhaken 67 eingreift. Der hebelartig ausgebildete Sperrhaken 67 ist schwenkbar in einem auf der Rückseite der Grundplatte 41 über ein Winkelstück auf dem linken Ende des Führungsrohrs 31 angebrachten Lagerbock 69 gelagert. An dem vom Sperrklinkenrad 65 abgewandten Ende des Sperrhakens 67 ist um einen Stift des Sperrhakens 67 herum eine Sperrhakenfeder 71 angeordnet, welche zwischen dem Führungsrohr 31 und dem Sperrhaken 67 eingespannt ist und dadurch den Sperrhaken 67 und zum Sperrklinkenrad 65 hin in Schließrichtung vorspannt.

An der Grundplatte 41 ist oberhalb des Führungsrohrs 31 eine zweiteilig ausgebildete, quaderförmige Riegelführung 73 angebracht, innerhalb derer ein Riegel 75 in z- Richtung beweglich geführt ist. Der Riegel 75 ragt durch eine Öffnung 31" im Führungsrohr 31 in letzteres und hält so den Kulissenstein 37. Der Riegel 75 weist an seinem oberen Ende eine in y-Richtung angeordnete Querachse 77 und auf dieser links und rechts je ein Kugellager 79 auf. Ein Massesensor 81 ist auf einem bügel- förmigen Masseträger 83 angebracht, welcher mit seinen beiden freien Schenkeln über seitliche Lagerzapfen 85 an der Riegelführung 73 schwenkbar gelagert ist. An dem am Massesensor 81 entlang verlaufenden Mittelabschnitt des Masseträgers 83 ist auf dessen Unterseite mittig eine gewölbte Riegelkulisse 87 angebracht, welche auf den Kugellagern 79 des Riegel 75 aufliegt. Durch eine Riegelfeder 89 zwischen der Riegelführung 73 und dem Riegel 75 ist letzterer nach oben (z-Richtung) vorgespannt, wobei er durch die Riegelkulisse 87 gehalten wird. Anschläge 91 an der Riegelführung 73 begrenzen eine später beschriebene Schwenkbewegung des Masseträgers 83 samt Massesensor 81 beim Übergang in einen ausgelösten Zustand. Zwei Rückstellfedern 93, die zwischen einer vorderen Einhängung 95 an der Grundplatte 41 und einer hinteren Einhängung 97 am Masseträger 83 vorgesehen sind, sorgen für eine Rückstellung des Massesensors 81 in den Ausgangszustand nach einer eventuellen Schwenkbewegung.

An den Schwenkeinrichtungen 25 ist eine nach vorne (x-Richtung) weisende und in einer y-z-Ebene angeordnete Prallplatte 101 beweglich angebracht. Hierzu sind die abgewinkelten Enden der Schwenkarme 27 in Kulissen oder anderen Gleitführungen auf der Rückseite der Prallplatte 101 eingehängt. Ein gepolsterter und bezogener, vorderer Polsterkörper 103 ist auf der Vorderseite der Prallplatte 101 angebracht, während ein ebenfalls gepolsterter und bezogener, hinterer Polsterkörper 105 auf der Rückseite der Grundplatte 41 angebracht ist. Der nicht näher dargestellte Trägerrahmen des Polsterkörpers 105 kann einstückig mit der Grundplatte 41 ausgebildet sein, gegebenenfalls auch einstückig mit dem Führungsrohr 31 sein. Im Ausgangszustand liegen der vordere Polsterköφer 103 und der hintere Polsterkörper 105 aneinander an, wobei sie die vorstehend beschriebenen Bauteile umschließen, und eπnöglichen so einen bestimmungsgemäßen Gebrauch der Kopfstütze 1. Im Falle eines Heckcrashs soll eine aus Prallplatte 101 und vorderem Polsterkörper 103 bestehende erste Baugruppe der Kopfstütze 1 sich relativ zu den hinteren Bauteilen der Kopfstütze 1 bewegen und zum Kopf des Insassens geführt werden.

Bei einem Heckcrash werden diejenigen Bauteile des Fahrzeuges, welche nicht starr mit der Fahrzeugstruktur verbunden sind, verzögert beschleunigt, wobei die Verzö- gerung insbesondere von der Art und Anzahl der Anbindungsstufen bis zur Fahrzeugstruktur abhängt. Ausgehend vom Ausgangszustand bewegt sich vorliegend der Massesensor 81 relativ zu den übrigen Bauteilen der Kopfstütze 1 nach hinten und führt dabei eine Schwenkbewegung um die Lagerbolzen 85 aus, bis der Masseträger 83 in Anlage an die Anschläge 91 gelangt. Die mitschwenkende Riegelkulisse 87 gibt dem Riegel 75 in z-Richtung nach oben Weg frei, wodurch die Riegelfeder 89 den Riegel 75 aus dem Führungsrohr 31 ziehen kann. Die als Energiespeicher für die Schwenkbewegung dienende Schwenk-Druckfeder 35 drückt den nun frei gegebenen Kulissenstein 37 nach rechts, worauf dieser die linke Zahnstange 45 als das antriebsseitige Element eines Getriebes ebenfalls nach rechts zieht. Über das mit der linken Zahnstange 45 in Zahneingriff stehende, sich nun drehende Ritzel 63 wird die mit dem Ritzel 63 in Zahneingriff stehende rechte Zahnstange 46 nach rechts gezogen, also gegenläufig zur linken Zahnstange 45. Das mit dem Ritzel 63 drehfest verbundene Sperrklinkenrad 65 dreht sich aufgrund der Zahnrichtung unter dem Sperrhaken 67 hindurch. Die beiden Zahnstangen 45 und 46 bewegen über ihre Mitnehmeradapter 53 und 54 die Mitnehmer 29 der Schwenkeinrichtungen 25 nach innen, so daß die als abtriebsseitige Elemente des Getriebes dienenden Schwenkarme 27 aus dem gefalteten Ausgangszustand heraus gegensinnig auseinander schwenken.

Durch die Bewegung der aufschwenkenden Schwenkarme 27 wird zum einen die gelenkig daran angebrachte Prallplatte 101 nach vorne (x-Richtung) bewegt. Zum anderen verlassen die Verriegelungsaufnahmen 28 die Verriegelungshaken 23. Die als Energiespeicher für die Höhenverschiebung dienenden Höhen-Druckfedern 13 entspannen sich dadurch und bewegen die Schwenkeinrichtungen 25 samt Grundplatte 41 und daran angebrachter Bauteile, welche zusammen eine zweite Baugruppe bilden, gegenüber der Höhenverriegelung 15, welche zusammen mit den Kopfstützenstangen 5 eine dritte Baugruppe bildet, nach oben (z-Richtung). Die Prallplatte 101 führt somit eine überlagerte Bewegung aus zwei translatorischen Bewegungen in x- und z-Richtung aus, um möglichst aus geringem Abstand zum Hinter- köpf und fernab vom Genick in Anlage an den Kopf des Insassens zu kommen. An den Schwenkhülsen 25' der Schwenkeinrichtungen 25 ausgebildete Schwenkanschläge 25" begrenzen die Bewegung der Schwenkeinrichtungen 25 derart, daß in diesem ausgelösten Zustand die Schwenkarme 27 nach vorne weisen. Der Sperrhaken 67 verhindert eine weitere Drehung des Sperrklinkenrads 65 und sowie eine Bewegung der Zahnstangen 45 und 46. Durch diese abtriebsseitige Sicherung des ausgelösten Zustand wird ein Zurückschwenken der Schwenkeinrichtungen 25 in den Ausgangszustand entgegen der Kraft der Schwenk-Druckfeder 35 verhindert, also eine reversible Aufnahme der Bewegungsenergie des Kopfes des Insassens und damit auch eine nachfolgende Rückübertragung auf den Kopf des Insassens ausgeschlossen.

Im zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Kopfstütze 201 für einen Fahrzeugsitz 202 auf zwei in die Rückenlehne 203 eingeführten Kopfstützenstangen 205 angebracht. Die nachfolgenden Richtungsangaben beziehen sich auf die Anordnung des Fahrzeugsitzes 202 in einem Kraftfahrzeug und dessen gewöhnliche Fahrtrichtung (x- Richtung). Für eine Höheneinstellung ist die Kopfstütze 201 auf an sich bekannte Weise relativ zur Rückenlehne 203 in der Höhe (z-Richtung) verschieblich ausgebildet und durch geeignete Rastmittel verrastbar. Im folgenden ist zunächst der Ausgangs- oder Gebrauchszustand der Kopfstütze 201 beschrieben.

Am oberen Ende jeder Kopfstützenstange 205 ist ein Anschlag 207 vorgesehen, welcher mit einem Hülsenbereich 207' auf die Kopfstützenstange 205 geschoben und mit dieser verbunden ist. Der Anschlag 207 ist ferner mit einem senkrecht vom Hülsenbereich 207' abstehenden, zur anderen Kopfstützenstange 205 weisenden Armbereich 207" unter Bildung einer Querstrebe mit dem Anschlag 207 auf der anderen Kopfstützenstange 205 verbunden.

Eine Höhenverriegelung 215 der Kopfstütze 201 umfaßt ein in Fahrzeugsitz- Querrichtung (y-Richtung) angeordnetes, längliches Joch 217 mit Durchlässen 217' für die Kopfstützenstangen 205 und zwei in entsprechende Schlitze des Jochs 217 in y-Richtung eingeschobene Entriegelungstasten 219, welche jeweils einen Durchlaß 219' für die zugeordnete Kopfstützenstange 205 aufweisen. Die federbelasteten Entriegelungstasten 219 wirken über die Berandungen ihrer Durchlässe 219' mit entsprechenden Kerben 205' in den Kopfstützenstangen 205 zusammen, um diese zu verriegeln. Im Normal gebrauch wird zur Einstellung der Höhe der Kopfstütze 201 die Höhenverriegelung 215 durch Drücken der Entriegelungstasten 219 aus den Kerben 205' gelöst, die gesamte Kopfstütze 201 in die gewünschte Höhe verfahren und eine neue Raststellung der Höhenverriegelung 215 eingenommen.

In z-Richtung nimmt das Joch 217 im Bereich jedes Durchlasses 217' eine Druckfeder 220 mit darüber angeordneter Unterlegscheibe 222 auf. Radial weiter außen gelegen sind im Bereich jedes Durchlasses 217' jeweils zwei radial nach innen gekrümmte Verriegelungshaken 223 am Joch 217 ausgebildet. Unter Zwischenlage jeweils eines Hülsenfreilaufs 224 mit einer Hülse 224' ist auf jede Kopfstützenstange 205 eine Schwenkeinrichtung 225 mit ihrer röhrenförmigen Schwenkhülse 225' aufgeschoben. Von der Schwenkhülse 225' steht ein hinteres Scharnier 227 ab. Am unteren Ende ihrer Schwenkhülse 225' weist jede Schwenkeinrichtung 225 einen flanschartigen, ersten Fußbereich 228 und radial gegenüberliegenden, schmalen, zweiten Fußbereich 230 auf, welche beide radial nach außen weisen und im Ausgangszustand der Kopfstütze 201 unter die Verriegelungshaken 223 geschwenkt sind, so daß die Schwenkeinrichtung 225 verriegelt ist. In diesem Ausgangszustand weisen die hinteren Scharniere 227 schräg nach innen.

An jedem hinteren Scharnier 227 ist ein vorderes Scharnier 232 auf an sich bekannte Weise angelenkt, d.h. die beiden Scharniere 227 und 232 weisen in der Höhe abwechselnd hülsenförmige Aufnahmen für eine Scharnierachse 234 auf. Die Scharnierachsen 234 sind dabei parallel zu den Kopfstützenstangen 205 angeordnet. An den schräg nach außen weisenden vorderen Scharnieren 232 ist in gleicher Weise mit weiteren Scharnierachsen 234 ein im wesentlichen plattenförmiger Prallkörper 236 angelenkt. Eine Doppelschenkelfeder 238 weist zwei in y-Richtung angeordnete, schraubenförmig gewickelte Bereiche mit einem bügeiförmig herausgeführten Mittelbereich dazwischen und zwei hakenförmig gebogene Endbereiche auf. Mittels einer Halterung 242 ist die Doppelschenkelfeder 238 in ihrem Mittelbereich am Prallköφer 236 befestigt, während sie unter Vorspannung mit ihren Endbereichen in zwei vorderen Lagerböcken 244 des Jochs 217 drehbar eingehakt ist. Dem Prallkörper 236 gegenüberliegend ist am Joch 217 ein hinterer Polsterträger 246 von ähnlicher Abmessung angebracht.

Im Ausgangszustand wird der Prallköφer 236 mittels einer Prallkörperverriegelung 250 entgegen der vorgespannten Doppelschenkelfeder 238 zurückgehalten. Die Prallköφerverriegelung 250 weist einen Sperrhaken 252 auf, welcher schwenkbar in einem hinteren Lagerbock 254 des Jochs 217 gelagert ist. Im Ausgangszustand ist der Sperrhaken 252 von unten her in der Halterung 242 des Prallköφers 236 eingehakt. An diesem Ende ist am Sperrhaken 252 ein zweigliedriger Kniehebel 256 angelenkt, welcher mit seinem anderen Ende am Joch 217 angelenkt ist. Der Kniehebel 256 ist im Ausgangszustand nach oben durchgedrückt und hält dadurch den Sperrhaken 252. An der Knickstelle des Kniehebels 256 ist eine nach unten hängende Zugfeder 258 eingehängt.

Unterhalb des Kniehebels 256 ist im Joch 217 eine Welle 260 gelagert, welche mehrere radial abstehende Arme aufweist. An einem mittleren, nach vorne weisenden ersten Arm 260' ist das andere Ende der Zugfeder 258 eingehängt. An einem geringfügig dazu versetzt angeordneten, nach unten weisenden zweiten Arm 260" ist eine schwere Auslösemasse 262 als Massesensor angebracht. Ein versetzt dazu angeordneter, nach vorne weisender dritter Arm, im folgenden als Sperre 260"' bezeichnet, ist oberhalb einer Sperrmasse 262 angeordnet oder liegt auf ihr auf. Die Sperrmasse 262 ist ebenfalls schwenkbar im Joch 217 gelagert und durch eine Schenkelfeder 266 gegen die Welle 260 vorgespannt. Die Sperrmasse 264 verhindert ein Auslösen z.B. bei Schlägen auf die Kopfstütze 201, indem sie bei solchen Impulsen sich schneller als die Auslösemasse 262 bewegt und diese dann durch Anlage an die Sperre 260'" sperrt.

Ein gepolsterter und bezogener, vorderer Polsterkörper 270 ist auf der Vorderseite des Prallköφers 236 angebracht, während ein ebenfalls gepolsterter und bezogener, hinterer Polsterkörper 272 auf der Rückseite des hinteren Polsterträgers 246 angebracht ist. Im Ausgangszustand liegen der vordere Polsterkörper 270 und der hintere Polsterkörper 272 aneinander an, wobei sie die vorstehend beschriebenen Bauteile in der Art einer geschlossenen Einheit umschließen, und ermöglichen so einen bestimmungsgemäßen Gebrauch der Kopfstütze 201. Im Falle eines Heckcrashs soll eine aus Prallkörper 236 und vorderem Polsterköφer 270 bestehende erste Baugruppe der Kopfstütze 201 sich relativ zu den hinteren Bauteilen der Kopfstütze 201 bewegen und zum Kopf des Insassens geführt werden.

Bei einem solchen Heckcrash werden diejenigen Bauteile des Fahrzeuges, welche nicht starr mit der Fahrzeugstruktur verbunden sind, verzögert beschleunigt, wobei die Verzögerung insbesondere von der Art und Anzahl der Anbindungsstufen bis zur Fahrzeugstruktur abhängt. Ausgehend vom Ausgangszustand bewegt sich die Auslösemasse 262 relativ zu den übrigen Bauteilen der Kopfstütze 201 nach hinten und führt dabei mit der Welle 260 eine Schwenkbewegung aus. Die Sperrmasse 264 ist zusammen mit ihrer Schenkelfeder 266 so ausgelegt, daß sie langsamer nach hinten schwenkt und in diesem Fall wirkungslos bleibt. Die schwenkende Welle 260 zieht über die Zugfeder 258 am Kniehebel 256. Bei Erreichen einer bestimmten Federkraft schlägt der Kniehebel 256 nach unten durch und gibt den Sperrhaken 252 frei. Die in x-Richtung wirksame Prallköφerverriegelung 250 ist dadurch entriegelt. Die Doppelschenkelfeder 238 bewegt den Prallköφer 236 in x-Richtung nach vorne.

Durch die Bewegung des Prallköφers 236 klappt die aus vorderen und hinteren Scharnieren 232 und 227 bestehende Scharnier führung auf. Durch die Drehung der hinteren Scharniere 227 kommen die Fußbereiche 228 und 230 der Schwenkeinrichtung 225 von den Verriegelungshaken 223 frei. Durch das Öffnen dieser in z- Richtung wirksamen Verriegelung können sich die Druckfedern 220 entspannen, d.h. die eine zweite Baugruppe bildenden Schwenkeinrichtungen 225 werden gegenüber der Höhenverriegelung 215, welche zusammen mit den Kopfstützenstangen 205 eine dritte Baugruppe bildet, in z-Richtung nach oben in die oberste Position bewegt. Die quer zu ihrer Wirkrichtung bewegten Hülsenfreiläufe 224 behindern diese Bewegung nicht. Für die Schwenkbewegung der Schwenkeinrichtungen 225 und die Aufklappbewegung der Scharnierführung sind am Joch 217 und am hinteren Polsterträger 245 Endanschläge vorgesehen. Auch die Scharniere 227 und 232 können gegenseitig Anschläge für ihre Bewegung aufweisen. Der Prallköφer 236 führt somit eine überlagerte Bewegung aus zwei translatorischen Bewegungen in x- und z-Richtung aus, um möglichst aus geringem Abstand zum Hinterkopf und fernab vom Genick in Anlage an den Kopf des Insassens zu kommen.

Kommt während oder nach der Bewegung des Prallköφers 236 der Kopf des Insassens in Anlage an den vorderen Polsterköφer 270, so klemmen die beiden Hülsenfreiläufe 224 die Schwenkeinrichtungen 225 an den Kopfstützenstangen 205 fest. Die Hülsenfreiläufe 224 sind in jeder Zwischenstellung stufenlos wirksam. Zum Zurückstellen der Hülsenfreiläufe 224 muß die Kopfstütze 201 in ihre unterste Position gebracht werden. Die Kopfstützenstangen 205 sind dort durch Einstiche 205" in ihrem Durchmesser verringert, so daß dort die Hülsenfreiläufe 224 ihre Sperrwirkung nicht entfalten können. Eine reversible Aufnahme der Bewegungsenergie des Kopfes des Insassens mittels der Doppelschenkelfeder 238 und damit auch eine nachfolgende Rückübertragung auf den Kopf des Insassens sind dadurch ausgeschlossen.

Claims

Patentansprüche

1. Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einer ersten Baugruppe (101, 103; 236, 270) zur Anlage an den Kopf des Insassens und einer in der Höhe einstellbaren zweiten Baugruppe (25, 41 ; 225), wobei die erste Baugruppe (101, 103; 236, 270) sich im Crashfall relativ zur zweiten Baugruppe (25, 41 ; 225) nach vorne bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine unterhalb der zweiten Baugruppe (25, 41 ; 225) angeordnete dritte Baugruppe (5, 15; 215, 246, 272) der Kopfstütze (1; 201) vorgesehen ist, gegenüber welcher sich die erste Baugruppe (101, 103; 236, 270) im Crashfall nach oben bewegt.

2. Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Baugruppe (25, 41 ; 225) sich im Crashfall relativ zur dritten Baugruppe (5, 15; 215, 246, 272) nach oben bewegt und dabei die erste Baugruppe (101, 103; 236, 270) mitnimmt.

3. Kopfstütze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Crashfall die erste Baugruppe (101, 103; 236, 270) relativ zur zweiten Baugruppe (25, 41; 225) und die zweite Baugruppe (25, 41 ; 225) relativ zur dritten Baugruppe (5, 15; 215, 246, 272) eine translatorische Bewegung durchführt.

4. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangszustand die drei Baugruppen (101, 103, 25, 41, 5, 15; 215, 225, 236, 246, 270, 272) eine geschlossene Einheit bilden.

5. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Baugruppe (25, 41) wenigstens einen Energiespeicher (35), der im Ausgangszustand durch eine vorgespannte Verriegelung (75) gesichert ist, welche im Crashfall durch einen innerhalb der Kopfstütze (1) angeordneten Massesensor (81) gelöst wird, ein am Energiespeicher (35) angeschlossenes Getriebe (45, 46, 63, 29, 25) zum Antrieb für die Bewegung der ersten Baugruppe (101, 103) nach vorne, das wenigstens einen schwenkbaren Arm (27), welcher in Wirkverbindung mit der ersten Baugruppe (101, 103) steht und durch seine Schwenkbewegung die Bewegung der ersten Baugruppe (101, 103) bewirkt, und eine Sperre (65, 67) zur Sicherung des ausgelösten Zustan- des aufweist, wobei die zweite Baugruppe (25, 41) für die Bewegung nach o- ben wenigstens einen weiteren, eigenen Energiespeicher (13) zum Antrieb aufweist, der im Ausgangszustand durch eine Verriegelung (23, 28) gesichert ist, welche im Crashfall durch das Getriebe (45, 46, 63, 29, 25) geöffnet wird.

6. Kopfstütze für nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der ersten Baugruppe (236, 270) mit einer Schwenkbewegung wenigstens einer Schwenkvorrichtung (225) relativ zu einem feststehenden Bauteil (205) gekoppelt ist, wobei zwischen der Schwenkvorrichtung (225) und dem feststehenden Bauteil (205) ein Freilauf (224) vorgesehen ist, welcher eine Bewegung der ersten Baugruppe (236, 270) nach hinten sperrt.

7. Kopfstütze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Baugruppe (236, 270) und der zweiten Baugruppe (225) einen Energiespeicher (238) als Antrieb und eine Scharnierführung (232, 227) als Rückhalt vorgesehen sind.

8. Kopfstütze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung (225) einen Bestandteil der Scharnierführung (232, 227) bildet.

9. Kopfstütze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (238) im Ausgangszustand durch eine vorgespannte Verriegelung (250) gesichert ist, welche im Crashfall durch einen innerhalb der Kopfstütze (201) angeordneten Massesensor (262) gelöst wird.

10. Kopfstütze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrmasse (264) vorgesehen ist, welche den Massesensor (262) bei Impulsen auf die Kopfstütze (201) außerhalb des Crashfalls sperrt.

11. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bewegung nach oben die zweite Baugruppe (225) wenigstens einen eigenen, weiteren Energiespeicher (220) zum Antrieb aufweist, der im Ausgangszustand durch eine Verriegelung (223, 228, 230) gesichert ist, welche sich im Crashfall durch die Schwenkbewegung der Schwenkvorrichtung (225) öffnet.

13. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf (224) zwischen der Schwenkvorrichtung (225) und einer Kopfstützenstange (205) als feststehendem Bauteil wirksam ist, wobei die Kopfstützenstange (205) an wenigstens einer Stelle (205") einen reduzierten Durchmesser zum Lösen des Freilaufs (224) aufweist.

14. Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 13.