WO2001023210A1 - System for the instantaneous reduction of the distance between a head rest and the head of a vehicle passenger - Google Patents

System for the instantaneous reduction of the distance between a head rest and the head of a vehicle passenger Download PDF

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WO2001023210A1
WO2001023210A1 PCT/EP2000/009298 EP0009298W WO0123210A1 WO 2001023210 A1 WO2001023210 A1 WO 2001023210A1 EP 0009298 W EP0009298 W EP 0009298W WO 0123210 A1 WO0123210 A1 WO 0123210A1
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headrest
head
actuator
vehicle seat
contact surface
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PCT/EP2000/009298
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Inventor
Winfried Buss
Original Assignee
Siemens Restraint Systems Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/80—Head-rests
    • B60N2/806—Head-rests movable or adjustable
    • B60N2/865—Head-rests movable or adjustable providing a fore-and-aft movement with respect to the occupant's head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/80—Head-rests
    • B60N2/888—Head-rests with arrangements for protecting against abnormal g-forces, e.g. by displacement of the head-rest

Definitions

  • the present invention relates to a system for abruptly reducing the distance between the contact surface of a headrest arranged on a backrest of a vehicle seat and the head of an occupant sitting on the vehicle seat.
  • a further disadvantage of pyrotechnic systems would be that the ignition takes place in the immediate area of the headrest, so that the pressure and sound loads occur directly on the occupant's ear.
  • At least the contact surface of the headrest is shifted toward the head of the occupant by means of an actuator, and that in the event of subsequent detection of a false triggering of the system, at least the forward contact surface is brought into its initial position.
  • the crash sensor can be a conventional crash sensor that actually only generates a trigger signal after a registered impact.
  • the crash sensor can also be a so-called pre-crash sensor, which is able to reliably detect an imminent collision and thus generate a trigger signal, which is typically generated 1/2 to 1 second before the first unavoidable contact, and thus one There is information that there will be an impact immediately.
  • the present system is reversible compared to the previous passive protection concepts, as described above, and active systems with non-reversible components such as pyrotechnic propellants. False triggers do not cause economic damage since the head restraint can be returned to the starting position by the vehicle occupant in the event of a false trigger. Nevertheless, the protective system according to the invention unfolds the advantageous effects of the forward displacement of the contact surface of the headrest in that the distance between the head and the effective contact surface of the headrest is reduced, if not eliminated, so that there is hardly any room for an acceleration of the head relative to the trunk of the occupant is. The protection concept according to the invention can thus be effective against the unpleasant consequences of cervical spine Whiplash dreams work without attacking economic resources, even if the system should be triggered incorrectly.
  • the contact surface of the headrest is essentially formed by a bistable tilting spring which, in the pretensioned state, forms a concave contact surface for the head of an occupant in a first stable position and which, after being triggered by the actuator, forms a second stable one Position is transferred, in which the contact surface is convex.
  • the contact surface as a tensioned bistable toggle spring, it is possible for the actuator to cause the bistable toggle spring to change over to the second state without having to do all the work for moving the contact surface forward. In the event of a false triggering of the protection concept, the system can be brought back to the initial state simply by pulling the bistable toggle spring back into the headrest.
  • the actuator is an electric motor arranged in the headrest with a cam disc that rests on its shaft and rests on the bistable tilt spring inside the headrest, by means of which, after actuation of the electric motor, the transfer of the tilt spring into the second stable position is triggered.
  • the cam disc only needs to tap the pretensioned bistable tilting spring in order to stimulate it to transition to the second stable position. It is envisaged that even if an electric motor is used, the entire system will be fully activated within 50-100 milliseconds, ie after this time the headrest contact surface will be in the extended state. This period of time is sufficient to develop the full protective effect.
  • the bistable toggle spring can of course be covered with a suitable cover material, so that an attractive appearance of the headrest of the system can be achieved.
  • the headrest as a whole can also be coated with foam, so that a difference to the conventional headrest does not have to be noticeable either visually or from the feeling of the system.
  • the headrest can be locked in height with respect to the vehicle seat by means of a lock. This is to prevent a slight misalignment of the head on the contact surface of the headrest, after activation, that the head is subjected to a force that would be counterproductive in terms of avoiding cervical whiplash. In addition, this counteracts self-adjustment of the headrest. This is also important in the event of a frontal impact, when the occupant is pushed back into the vehicle seat after the first movement and the headrest is in the same position as before the impact due to the locking. In this way, it can develop its full effect and effectively support the occupant's head.
  • the actuator does not advance the contact surface, but after activation pivots the headrest as a unit in the direction of the occupant's head.
  • This system is also reversible, since after a false triggering of the system has been determined, the headrest can be brought back to the starting position by swiveling it back.
  • the effects of the second embodiment are comparable to those of the first embodiment. Only the implementation is different. Which concept is used in a vehicle depends, among other things, on various vehicle parameters.
  • the actuator is arranged in the backrest of the vehicle and introduces the forces for pivoting the headrest into the latter via a transmission mechanism.
  • This transmission mechanism can be, for example, a linkage or consist of cables and / or belt straps with rollers and / or rollers.
  • the actuator can also be arranged on the seat underframe of the vehicle seat and likewise introduce the forces for pivoting the headrest into the latter via a mechanical transmission mechanism already mentioned.
  • the design of the actuator as an electric motor is particularly preferred. This complies with the aim of reversibility of the system.
  • the second embodiment of the system can be advantageously further developed in that the actuator not only pivots the headrest, but also pivots the backrest of the motor vehicle seat in the direction of the back of the occupant sitting on the vehicle seat.
  • the system can be designed so that due to immersion of the occupant upon impact in the seat and the associated rotation of the backrest, the transmission mechanism for the forces to the headrest, for example in the form of webbing, is loosened again and the head can be gently caught ,
  • the invention is explained in more detail by way of example with reference to the drawing figures.
  • Figure 1 Schematic of the lateral arrangement of a headrest with respect to the head of an occupant before the triggering (a) and after the triggering (b) of the system,
  • FIG. 2 the schematic side view of the second embodiment of the system in a first embodiment
  • Figure 3 the schematic side view of the second
  • Figure 4 the schematic side view of the second embodiment in a third embodiment.
  • FIG. 1 a The relationship of the head 2 of a vehicle occupant with respect to a headrest 1 which is assigned to a vehicle seat can be seen from FIG. 1 a.
  • the distance between the head 2 and the contact surface 3 of the headrest 1 forms the potential hazard in the event of an impact of the vehicle, in particular in the event of a rear-end collision, since this distance enables the head 2 to accelerate relative to the occupant's torso. Reducing this distance is the focus of the protection concept.
  • an actuator 4 in the form of an electric motor 6 is arranged in the interior of the headrest 1, in this case on the support rod 14, via which the headrest 1 is connected to the seat back of the vehicle seat.
  • On the A shaft 7 of the electric motor 6 is arranged, which represents a trigger for a bistable tilt spring 5, which in the present case forms the contact surface 3.
  • the base body of the headrest 1 and the contact surface 3 can be covered with a foam 15, so that there is virtually no visual difference to the conventional headrest.
  • the height of the headrest 1 can be locked on the support rod 14 by means of the arrester 8, so that the headrest 1 does not self-adjust after the protection system has been activated.
  • Figure 1 b now shows the system of Figure 1 a after activation.
  • the electric motor 6 has moved the cam plate 7 in such a way that the bistable toggle spring 5 jumps into its second stable position, thus bridging the distance between the head 2 and the contact surface 3 of the headrest 1.
  • the head rests against the contact surface 3 in such a way that an impact-induced acceleration of the head 2 relative to the occupant's torso does not occur and, as a result, no cervical spine whiplash injury can occur, at least not to a previously known extent.
  • the system can be reactivated in a simple manner by moving the bistable toggle spring 5 from the state shown in FIG State brought according to Figure 1 a by pulling the bistable toggle spring back into the main body of the headrest 1, so that then a concave contact surface 3 is formed according to Figure 1 a.
  • FIG. 2 schematically shows a vehicle occupant 13 sitting on a vehicle seat which is equipped with the system according to the second embodiment of the first embodiment.
  • the system is designed so that after Activation, the headrest 1 is pivoted as a unit in the direction of the head 2 of the occupant 13.
  • an actuator 4 in the form of an electric motor is arranged in the backrest 9 of the vehicle seat, which, after activation, guides the forces into the support rod 14 after activation so that this leads to the aforementioned pivoting.
  • the transmission mechanism 10 is assigned a force limiter 12, which limits the forces introduced into the headrest 1, so that the head 2 of the occupant 13 is not subjected to forces in the case which serve to pivot the headrest 1 when the head 2 namely, when the system is activated, it already bears against the headrest 1.
  • FIG 3 the system according to the second embodiment is shown in a second embodiment.
  • an actuator is arranged in the seat base 11 of the vehicle seat.
  • the forces generated by the actuator after the system has been triggered are directed into a transmission mechanism 10 which, in the present case, not only pivots the headrest 1 in the direction of the head 2 of the occupant 13, but also pivots the backrest 9 of the vehicle seat in the direction of the back of the occupant 13 , This also reduces the distance between the lower spine and the backrest 9 of the vehicle seat, so that the occupant can be gently intercepted in this area as well.
  • FIG. 4 shows the second embodiment of the system in a third embodiment, which differs essentially from that according to FIG. 3 in that the actuator is arranged in the backrest 9 of the vehicle.
  • the actuating mechanism 10 is also designed in this case so that not only the headrest 1 is pivoted in the direction of the head 2 of the occupant 13, but also the backrest 9 is pivoted in the direction of the back of the occupant.
  • the selection of one or the other embodiment of the second embodiment depends, among other things, on various parameters, for example on the structure of the vehicle seat. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

The invention relates to a system for the instantaneous reduction of the distance of the supporting surface (3) of a head rest (1) located on a back rest of a vehicle seat to the head (2) of a passenger sitting on a vehicle seat. In order to avoid whiplash mostly caused by collisions from the rear, an actuator is provided which reacts to a trigger signal from a crash sensor by moving at least the supporting surface (3) of the head rest (1) in the direction of the head (2) of the passenger. In the event that a false alarm has triggered the system, the supporting surface located in a forward position is moved back to its original position. The system is a reversible one. The supporting surface of the head rest (1) can consist of a bistable, pre-loaded tilt-spring (5) located in said head rest (1). Said actuator (4), after triggering the system, effects a movement said of said tilt-spring (5) back to its second stable position. Alternatively, in a second embodiment, said head rest (1) can be provided as a unit which can be rotated in the direction of the head (2) of the passenger by means of a reversible drive unit.

Description

System zur schlagartigen Reduzierung des Abstandes zwischen Kopfstütze und Kopf eines Fahrzeuginsassen System for suddenly reducing the distance between the headrest and the head of a vehicle occupant
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur schlagartigen Reduzierung des Abstandes der Anlagefläche einer an einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes angeordneten Kopfstütze zum Kopf eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen.The present invention relates to a system for abruptly reducing the distance between the contact surface of a headrest arranged on a backrest of a vehicle seat and the head of an occupant sitting on the vehicle seat.
Große Probleme bei einem Heckaufprall - obwohl die Erfindung auf diesen Fall nicht ausschließlich ausgerichtet ist - bereiten Halswirbelsäulen- Schleudertraumen, die auf eine Beschleunigung des Kopfes gegenüber dem Rumpf des Insassen zurückzuführen sind. Schmerzhafte und langwierige Therapien mit meist Cervikalstützen als Ruhigstellungshilfsmittel sind die Folge für Fahrzeuginsassen, die einen derartigen Aufprall erlebt haben. Selbst tödliche Unfälle sind aufgrund des Beschleunigungseffektes zu vermerken.Major problems in a rear-end collision - although the invention is not exclusively aimed at this case - present cervical spine-whiplash dreams which are due to an acceleration of the head in relation to the trunk of the occupant. Painful and lengthy therapies with mostly cervical supports as immobilization aids are the result for vehicle occupants who have experienced such an impact. Even fatal accidents are noted due to the acceleration effect.
Es gibt bereits Fahrzeuge, die mit einem auf diesen Effekt gerichteten Schutzsystem ausgerüstet sind. Diese sind so ausgelegt, daß nach einem Heckaufprall der nach hinten beschleunigte Insasse die Kopfstütze nach vorne drückt, damit der Beschleunigungweg für den Kopf minimiert wird. Dieses System arbeitet rein passiv und beruht auf einer Reaktionsbewegung der Kopfstütze durch den in den Fahrzeugsitz gedrückten Fahrzeuginsassen. Nachteilig an diesem passiven System ist die ungesteuerte Auslösung des Systems, wodurch es zu einer verspäteten Aktivierung des Systems kommen kann. Nun wäre es denkbar, dieses passive System durch ein aktives System zu ersetzten, in dem beispielsweise ein pyrotechnischer Treibsatz nach Erhalt eines Signals von einem Crashsensor und einer Steuerelektronik zündet und die Kopfstütze nach vorne verlagert, also näher in Richtung auf den Kopf des Insassen, der auf dem mit dem System ausgestatteten Fahrzeugsitz sitzt. Generell aber wäre ein solches aktives System aufgrund einer möglichen relativ geringen Schwere eines Aufpralls sehr anfällig gegenüber Fehlauslösungen. So könnte das System beispielsweise so ausgelegt sein, daß es bei Differenzgeschwindigkeit von ca. 10 km/h aktiviert wird. Dies zu realisieren ist jedoch allein schon auf der Crashsensor-Seite hochproblematisch. Es ist nämlich in der Praxis sehr schwierig, für Differenzgeschwindigkeiten von 10 km/h einen Crashsensor zu entwickeln, der mit Sicherheit nur dann ein Auslösesignal generiert, wenn es tatsächlich zum Aufprall kommen wird oder gekommen ist. So könnte ein üblicher Crashsensor bereits auslösen, wenn es zu kleinen Kollisionen beim Einparken des Fahrzeugs kommen sollte. Hierauf würde dann der pyrotechnische Treibsatz zünden, obwohl selbstverständlich überhaupt keine Notwendigkeit gegeben wäre, das Schutzkonzept anzuwenden. Der Fahrzeughalter wäre sodann gezwungen, das System in einer Fachwerkstatt wieder aktivieren zu lassen, d.h. mit neuen pyrotechnischen Treibsätzen versehen und das System justieren zu lassen.There are already vehicles that are equipped with a protection system aimed at this effect. These are designed so that after a rear-end collision, the occupant accelerates backwards and pushes the headrest forward so that the acceleration path for the head is minimized. This system works purely passively and is based on a reaction movement of the headrest by the vehicle occupant pressed into the vehicle seat. A disadvantage of this passive system is the uncontrolled triggering of the system, which can result in a late activation of the system. It would now be conceivable to replace this passive system with an active system in which, for example, a pyrotechnic propellant ignites after receiving a signal from a crash sensor and control electronics and shifts the headrest forward, i.e. closer to the head of the occupant who sits on the vehicle seat equipped with the system. In general, however, such an active system would be very susceptible to false tripping due to the possible relatively low severity of an impact. For example, the system could be designed to be activated at a differential speed of approximately 10 km / h. However, realizing this is highly problematic on the crash sensor side alone. In practice, it is very difficult to develop a crash sensor for differential speeds of 10 km / h, which will certainly only generate a trigger signal if an impact actually occurs or has occurred. A common crash sensor could trigger if there should be minor collisions when parking the vehicle. The pyrotechnic propellant would then ignite, although of course there would be no need to apply the protection concept at all. The vehicle owner would then be forced to have the system reactivated in a specialist workshop, ie provided it with new pyrotechnic propellants and having the system adjusted.
Ein weiterer Nachteil von pyrotechnischen Systemen wäre darin zu sehen, daß die Zündung im unmittelbare Bereich der Kopfstütze stattfindet, so daß der Druck und Schallbelastungen direkt am Ohr des Insassen erfolgen.A further disadvantage of pyrotechnic systems would be that the ignition takes place in the immediate area of the headrest, so that the pressure and sound loads occur directly on the occupant's ear.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System der eingangs genannten Art anzugeben, welches dazu beiträgt, Halswirbelsäulentraumen bei einem Fahrzeugaufprall entgegenzuwirken und welches nach Fehlauslösungen reversibel ist, so daß dem Fahrzeughalter keine hohen Reaktivierungskosten im Falle der irrtümlichen Auslösung des Systems entstehen. Gelöst wird diese Aufgabe allgemein durch ein System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Zwei bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich mit deren vorteilhaften Weiterbildungen aus den Unteransprüchen.Against this background, it is the object of the present invention to provide a system of the type mentioned at the beginning which helps counteract cervical spine traumas in the event of a vehicle impact and which is reversible after false tripping, so that the vehicle owner does not incur high reactivation costs in the event of the system being accidentally triggered , This object is generally achieved by a system with the features of independent claim 1. Two preferred embodiments, with their advantageous developments, result from the subclaims.
Demnach ist allgemein vorgesehen, daß auf ein Auslösesignal von einem Crashsensor zumindest die Anlagefläche der Kopfstütze mittels eines Aktuators in Richtung auf den Kopf des Insassen verlagert wird und daß im Falle der nachherigen Feststellung einer Fehlauslösung des Systems zumindest die vorverlagerte Anlagefläche in ihre Ausgangslage gebracht wird.Accordingly, it is generally provided that, on a trigger signal from a crash sensor, at least the contact surface of the headrest is shifted toward the head of the occupant by means of an actuator, and that in the event of subsequent detection of a false triggering of the system, at least the forward contact surface is brought into its initial position.
Der Crashsensor kann ein herkömmlicher Crashsensor sein, der ein Auslösesignal tatsächlich erst nach registriertem Aufprall erzeugt. Der Crashsensor kann jedoch auch ein sogenannter Pre-Crashsensor sein, der in der Lage ist, eine unmittelbar bevorstehende Kollision gesichert zu erfassen und so ein Auslösesignal zu erzeugen, welches typischerweise 1/2 bis 1 Sekunde vor dem ersten unabwendbaren Kontakt generiert wird und so eine Auskunft darüber gibt, daß es sogleich zum Aufprall kommen wird.The crash sensor can be a conventional crash sensor that actually only generates a trigger signal after a registered impact. However, the crash sensor can also be a so-called pre-crash sensor, which is able to reliably detect an imminent collision and thus generate a trigger signal, which is typically generated 1/2 to 1 second before the first unavoidable contact, and thus one There is information that there will be an impact immediately.
Gegenüber den bisherigen passiven Schutzkonzepten, wie oben beschrieben, und gegenüber aktiven Systemen mit nicht reversiblen Komponenten wie pyrotechnischen Treibsätzen ist das vorliegende System reversibel. Fehlauslösungen verursachen keine wirtschaftlichen Schäden, da die Kopfstütze vom Fahrzeuginsassen im Falle einer Fehlauslösung selbst wieder in die Ausgangsposition gebracht werden kann. Gleichwohl entfaltet das erfindungsgemäße Schutzsystem die vorteilhaften Wirkungen der Vorverlagerung der Anlagefläche der Kopfstütze dadurch, daß der Abstand zwischen dem Kopf und der effektiven Anlagefläche der Kopfstütze reduziert, wenn nicht beseitigt wird, so daß für eine Beschleunigung des Kopfes gegenüber dem Rumpf des Insassen kaum noch Raum ist. Das erfindungsgemäße Schutzkonzept kann somit wirkungsvoll gegen die unangenehmen Folgen von Halswirbelsäulen- Schleudertraumen wirken, ohne hierzu wirtschaftliche Resourcen anzugreifen, selbst wenn es einmal zu einer Fehlauslösung des Systems kommen sollte.The present system is reversible compared to the previous passive protection concepts, as described above, and active systems with non-reversible components such as pyrotechnic propellants. False triggers do not cause economic damage since the head restraint can be returned to the starting position by the vehicle occupant in the event of a false trigger. Nevertheless, the protective system according to the invention unfolds the advantageous effects of the forward displacement of the contact surface of the headrest in that the distance between the head and the effective contact surface of the headrest is reduced, if not eliminated, so that there is hardly any room for an acceleration of the head relative to the trunk of the occupant is. The protection concept according to the invention can thus be effective against the unpleasant consequences of cervical spine Whiplash dreams work without attacking economic resources, even if the system should be triggered incorrectly.
Gemäß einer ersten Realisierung ist vorgesehen, daß die Anlagefläche der Kopfstütze im wesentlichen gebildet ist von einer bistabilen Kippfeder, die in vorgespanntem Zustand in einer ersten stabilen Lage eine konkave Anlagefläche für den Kopf eines Insassen ausbildet und die nach Auslösung durch den Aktuator in eine zweite stabile Lage überführt wird, in welcher die Anlagefläche konvex ausgebildet ist.According to a first realization, it is provided that the contact surface of the headrest is essentially formed by a bistable tilting spring which, in the pretensioned state, forms a concave contact surface for the head of an occupant in a first stable position and which, after being triggered by the actuator, forms a second stable one Position is transferred, in which the contact surface is convex.
Durch die Ausbildung der Anlagefläche als unter Spannung stehenden bistabilen Kippfeder ist es möglich, daß der Aktuator ohne die Gesamtarbeit für die Vörverlagerung der Anlagefläche erbringen zu müssen, die bistabile Kippfeder dazu veranlaßt, in den zweiten Zustand überzuwechseln. Im Falle einer festgestellten Fehlauslösung des Schutzkonzeptes kann das System in den Ausgangszustand einfach dadurch gebracht werden, daß die bistabile Kippfeder in die Kopfstütze zurückgezogen wird.By designing the contact surface as a tensioned bistable toggle spring, it is possible for the actuator to cause the bistable toggle spring to change over to the second state without having to do all the work for moving the contact surface forward. In the event of a false triggering of the protection concept, the system can be brought back to the initial state simply by pulling the bistable toggle spring back into the headrest.
In besonders bevorzugter Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Aktuator ein in der Kopfstütze angeordneter Elektromotor mit einer auf seiner Welle sitzenden, im Inneren der Kopfstütze an der bistabilen Kippfeder anliegenden Kurvenscheibe ist, mittels derer nach Ansteuerung des Elektromotors die Überführung der Kippfeder in die zweite stabile Lage ausgelöst wird. Die Kurvenscheibe braucht die vorgespannte bistabile Kippfeder gewissermaßen nur anzutippen, um diese zum Übergang in die zweite stabile Lage anzuregen. Es wird in Aussicht genommen, daß selbst bei der Verwendung eines Elektromotors das Gesamtsystem innerhalb von 50 - 100 Millisekunden vollständig aktiviert ist, d.h. nach dieser Zeitspanne befindet sich die Anlagefläche der Kopfstütze im ausgefahrenen Zustand. Diese Zeitspanne reicht aus, um die volle Schutzwirkung zu entfalten. Die bistabile Kippfeder kann selbstverständlich bezogen sein mit einem geeigneten Bezugsstoff, so daß eine ansprechende Optik der Kopfstütze des Systems erzielbar ist. Auch kann die Kopfstütze insgesamt mit Schaum beschichtet sein, so daß zur herkömmlichen Kopfstütze weder optisch noch vom Anlagegefühl her ein Unterschied bemerkbar sein muß.In a particularly preferred further development, it is provided that the actuator is an electric motor arranged in the headrest with a cam disc that rests on its shaft and rests on the bistable tilt spring inside the headrest, by means of which, after actuation of the electric motor, the transfer of the tilt spring into the second stable position is triggered. To a certain extent, the cam disc only needs to tap the pretensioned bistable tilting spring in order to stimulate it to transition to the second stable position. It is envisaged that even if an electric motor is used, the entire system will be fully activated within 50-100 milliseconds, ie after this time the headrest contact surface will be in the extended state. This period of time is sufficient to develop the full protective effect. The bistable toggle spring can of course be covered with a suitable cover material, so that an attractive appearance of the headrest of the system can be achieved. The headrest as a whole can also be coated with foam, so that a difference to the conventional headrest does not have to be noticeable either visually or from the feeling of the system.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Kopfstütze in ihrer Höhe in bezug auf den Fahrzeugsitz mittels eines Feststellers verriegelbar ist. Damit soll verhindert werden, daß bei einer leichten Fehlanlage des Kopfes an der Anlagefläche der Kopfstütze diese nach ihrer Aktivierung dazu führt, daß der Kopf mit einer Kraft beaufschlagt wird, die im Hinblick auf Vermeidung eines Halswirbelsäulen-Schleudertraumas kontraproduktiv wäre. Darüber hinaus wird dadurch einer Selbstverstellung der Kopfstütze entgegengewirkt. Dies ist auch bei einem Frontalaufprall von Bedeutung, wenn der Insasse nämlich nach der ersten Bewegung nach vorne zurück in den Fahrzeugsitz gedrückt wird und die Kopfstütze aufgrund der Verriegelung sich in derselben Stellung wie vor dem Aufprall befindet. So kann sie ihre volle Wirkung entfalten und den Kopf des Insassen wirksam abstützen.According to an advantageous development, it is provided that the headrest can be locked in height with respect to the vehicle seat by means of a lock. This is to prevent a slight misalignment of the head on the contact surface of the headrest, after activation, that the head is subjected to a force that would be counterproductive in terms of avoiding cervical whiplash. In addition, this counteracts self-adjustment of the headrest. This is also important in the event of a frontal impact, when the occupant is pushed back into the vehicle seat after the first movement and the headrest is in the same position as before the impact due to the locking. In this way, it can develop its full effect and effectively support the occupant's head.
Gemäß einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, daß der Aktuator nicht die Anlagefläche vorverlagert, sondern nach Aktivierung die Kopfstütze als Einheit in Richtung des Kopfes des Insassen verschwenkt. Auch dieses System ist reversibel, da nach einer festgestellten Fehlauslösung des Systems die Kopfstütze durch Rückschwenken wieder in die Ausgangslage gebracht werden kann. Die Wirkung der zweiten Ausführungsform sind vergleichbar mit jenen der ersten Ausführungsform. Lediglich die Realisierung ist eine andere. Welches Konzept konkret in einem Fahrzeug zum Einsatz kommt, hängt u.a. auch von verschiedenen Fahrzeugparametern ab. Gemäß einer ersten konkreten Realisierung der zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Aktuator in der Rückenlehne des Fahrzeuges angeordnet ist und über einen Übertragungsmechanismus die Kräfte für das Verschwenken der Kopfstütze in diese einleitet. Dieser Übertragungsmechanismus kann beispielsweise ein Gestänge sein oder aber aus Seilzügen und/oder Gurtbändern mit Rollen und/oder Walzen bestehen.According to a second embodiment of the system according to the invention, it is provided that the actuator does not advance the contact surface, but after activation pivots the headrest as a unit in the direction of the occupant's head. This system is also reversible, since after a false triggering of the system has been determined, the headrest can be brought back to the starting position by swiveling it back. The effects of the second embodiment are comparable to those of the first embodiment. Only the implementation is different. Which concept is used in a vehicle depends, among other things, on various vehicle parameters. According to a first concrete implementation of the second embodiment, it is provided that the actuator is arranged in the backrest of the vehicle and introduces the forces for pivoting the headrest into the latter via a transmission mechanism. This transmission mechanism can be, for example, a linkage or consist of cables and / or belt straps with rollers and / or rollers.
Alternativ kann der Aktuator auch am Sitzuntergestell des Fahrzeugsitzes angeordnet sein und ebenfalls über einen schon erwähnten mechanischen Übertragungsmechanismus die Kräfte für das Verschwenken der Kopfstütze in diese einleiten.Alternatively, the actuator can also be arranged on the seat underframe of the vehicle seat and likewise introduce the forces for pivoting the headrest into the latter via a mechanical transmission mechanism already mentioned.
Besonders bevorzugt ist die Ausbildung des Aktuators als Elektromotor. Dies kommt dem Ziel der Reversibilität des Systems entgegen.The design of the actuator as an electric motor is particularly preferred. This complies with the aim of reversibility of the system.
Vorteilhaft ist die Zuordnung eines Kraftbegrenzers an den Übertragungsmechanismus, der die auf die Kopfstütze übertragenen Kräfte begrenzt. Hierdurch wird verhindert, daß der Kopf unnötigerweise mit Kräften beaufschlagt wird, deren es zur Erreichung der Schutzwirkung nicht bedarf, wenn nämlich der Kopf bereits bei Auslösung des Systems an der Kopfstütze anliegt.It is advantageous to assign a force limiter to the transmission mechanism, which limits the forces transmitted to the headrest. This prevents the head from being unnecessarily subjected to forces which are not required to achieve the protective effect, namely when the head is already in contact with the headrest when the system is triggered.
Die zweite Ausfuhrungsform des Systems kann noch dadurch vorteilhaft weitergebildet werden, daß der Aktuator nicht nur die Kopfstütze verschwenkt, sondern auch die Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes in Richtung auf den Rücken des auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen verschwenkt. Das System kann dabei so ausgelegt sein, daß aufgrund eines Eintauchens des Insassen beim Aufprall in den Sitz und der damit verbundenen Rotation der Rückenlehne der Übertragungsmechanismus für die Kräfte zur Kopfstütze, beispielsweise in Form von Gurtbändern, wieder gelockert wird und der Kopf weich abgefangen werden kann. Die Erfindung wird anhand der Zeichnungsfiguren beispielhaft näher erläutert.The second embodiment of the system can be advantageously further developed in that the actuator not only pivots the headrest, but also pivots the backrest of the motor vehicle seat in the direction of the back of the occupant sitting on the vehicle seat. The system can be designed so that due to immersion of the occupant upon impact in the seat and the associated rotation of the backrest, the transmission mechanism for the forces to the headrest, for example in the form of webbing, is loosened again and the head can be gently caught , The invention is explained in more detail by way of example with reference to the drawing figures.
Hierbei zeigt:Here shows:
Figur 1 : Schematisch die seitliche Anordnung einer Kopfstütze in bezug auf den Kopf eines Insassen vor der Auslösung (a) und nach der Auslösung (b) des Systems,Figure 1: Schematic of the lateral arrangement of a headrest with respect to the head of an occupant before the triggering (a) and after the triggering (b) of the system,
Figur 2: die schematische Seitenansicht der zweiten Ausführungsform des Systems in einer ersten Ausbildung,FIG. 2: the schematic side view of the second embodiment of the system in a first embodiment,
Figur 3: die schematische Seitenansicht der zweitenFigure 3: the schematic side view of the second
Ausführungsform in einer zweiten Ausbildung, undEmbodiment in a second training, and
Figur 4: die schematische Seitenansicht der zweiten Ausführungsform in einer dritten Ausbildung.Figure 4: the schematic side view of the second embodiment in a third embodiment.
Nachstehend sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.The same parts are given the same reference numerals below.
Aus Figur 1 a ist die Relation des Kopfes 2 eines Fahrzeuginsassen in bezug auf eine Kopfstütze 1, die einem Fahrzeugsitz zugeordnet ist, ersichtlich. Der Abstand zwischen dem Kopf 2 und der Anlagefläche 3 der Kopfstütze 1 bildet das Gefahrenpotential bei einem Aufprall des Fahrzeugs, insbesondere bei einem Heckaufprall, da dieser Abstand die Beschleunigung des Kopfes 2 gegenüber dem Rumpf des Insassen ermöglicht. Diesen Abstand zu reduzieren steht im Mittelpunkt des Schutzkonzeptes.The relationship of the head 2 of a vehicle occupant with respect to a headrest 1 which is assigned to a vehicle seat can be seen from FIG. 1 a. The distance between the head 2 and the contact surface 3 of the headrest 1 forms the potential hazard in the event of an impact of the vehicle, in particular in the event of a rear-end collision, since this distance enables the head 2 to accelerate relative to the occupant's torso. Reducing this distance is the focus of the protection concept.
Hierzu ist im Inneren der Kopfstütze 1 ein Aktuator 4 in Form eines Elektromotors 6 angeordnet, vorliegend an der Stützstange 14, über welche die Kopfstütze 1 mit der Sitzlehne des Fahrzeugsitzes verbunden ist. Auf der Welle des Elektromtors 6 ist eine Kurvenscheibe 7 angeordnet, die einen Trigger für eine bistabile Kippfeder 5 darstellt, welche vorliegend die Anlagefläche 3 ausbildet. Der Grundkörper der Kopfstütze 1 sowie die Anlagefläche 3 können mit einem Schaumstoff 15 belegt sein, so daß optisch praktisch kein Unterschied zur herkömmlichen Kopfstütze besteht.For this purpose, an actuator 4 in the form of an electric motor 6 is arranged in the interior of the headrest 1, in this case on the support rod 14, via which the headrest 1 is connected to the seat back of the vehicle seat. On the A shaft 7 of the electric motor 6 is arranged, which represents a trigger for a bistable tilt spring 5, which in the present case forms the contact surface 3. The base body of the headrest 1 and the contact surface 3 can be covered with a foam 15, so that there is virtually no visual difference to the conventional headrest.
Die Kopfstütze 1 ist auf der Stützstange 14 in ihrer Höhe mittels des Feststellers 8 arretierbar, damit eine Selbstverstellung der Kopfstütze 1 nach Aktivierung des Schutzsystems unterbleibt.The height of the headrest 1 can be locked on the support rod 14 by means of the arrester 8, so that the headrest 1 does not self-adjust after the protection system has been activated.
Figur 1 b zeigt nun das System aus Figur 1 a nach Aktivierung. Wie ersichtlich, hat der Elektromotor 6 die Kurvenscheibe 7 derart bewegt, daß die bistabile Kippfeder 5 in ihre zweite stabile Lage springt und so der Abstand zwischen dem Kopf 2 und der Anlagefläche 3 der Kopfstütze 1 überbrückt wird. Der Kopf liegt so an der Anlagefläche 3 an, daß eine aufprallbedingte Beschleunigung des Kopfes 2 gegenüber dem Rumpf des Insassen unterbleibt und infolgedessen auch kein Halswirbelsäulen-Schleudertrauma entstehen kann, jedenfalls nicht in bislang bekanntem Maße.Figure 1 b now shows the system of Figure 1 a after activation. As can be seen, the electric motor 6 has moved the cam plate 7 in such a way that the bistable toggle spring 5 jumps into its second stable position, thus bridging the distance between the head 2 and the contact surface 3 of the headrest 1. The head rests against the contact surface 3 in such a way that an impact-induced acceleration of the head 2 relative to the occupant's torso does not occur and, as a result, no cervical spine whiplash injury can occur, at least not to a previously known extent.
Sollte das System ausgelöst haben und sich hinterher herausstellen, daß die Aktivierung auf ein Fehlsignal oder auf eine Fehlinterpretation einer bestimmten Situation zurückzuführen war, ist das System in einfacher Weise dadurch wieder reaktivierbar, daß die bistabile Kippfeder 5 vom Zustand gemäß Figur 1 b wieder in den Zustand gemäß Figur 1 a gebracht wird, indem die bistabile Kippfeder wieder in den Grundkörper der Kopfstütze 1 hineingezogen wird, so daß sich dann wieder eine konkave Anlagefläche 3 gemäß Figur 1 a ausbildet.If the system has triggered and it turns out afterwards that the activation was due to a false signal or a misinterpretation of a specific situation, the system can be reactivated in a simple manner by moving the bistable toggle spring 5 from the state shown in FIG State brought according to Figure 1 a by pulling the bistable toggle spring back into the main body of the headrest 1, so that then a concave contact surface 3 is formed according to Figure 1 a.
In Figur 2 ist schematisch ein Fahrzeuginsasse 13 dargestellt, der auf einem Fahrzeugsitz sitzt, der mit dem System gemäß der zweiten Ausführungsform erster Ausbildung ausgestattet ist. Hier ist das System so ausgebildet, daß nach Aktivierung die Kopfstütze 1 als Einheit in Richtung des Kopfes 2 des Insassen 13 verschwenkt wird. Hierzu ist in der Rückenlehne 9 des Fahrzeugsitzes ein Aktuator 4 in Form eines Elektromotors angeordnet, der über einen Übertragungsmechanismus 10 nach Aktivierung die Kräfte so in die Stützstange 14 leitet, daß dies zur erwähnten Verschwenkung führen. Vorliegend ist dem Übertragungsmechanismus 10 ein Kraftbegrenzer 12 zugeordnet, der die in die Kopfstütze 1 eingeleiteten Kräfte begrenzt, damit der Kopf 2 des Insassen 13 in dem Falle nicht mit Kräften beaufschlagt wird, die an sich dem Verschwenken der Kopfstütze 1 dienen, wenn der Kopf 2 nämlich bei Aktivierung des Systems bereits an der Kopfstütze 1 anliegt.FIG. 2 schematically shows a vehicle occupant 13 sitting on a vehicle seat which is equipped with the system according to the second embodiment of the first embodiment. Here the system is designed so that after Activation, the headrest 1 is pivoted as a unit in the direction of the head 2 of the occupant 13. For this purpose, an actuator 4 in the form of an electric motor is arranged in the backrest 9 of the vehicle seat, which, after activation, guides the forces into the support rod 14 after activation so that this leads to the aforementioned pivoting. In the present case, the transmission mechanism 10 is assigned a force limiter 12, which limits the forces introduced into the headrest 1, so that the head 2 of the occupant 13 is not subjected to forces in the case which serve to pivot the headrest 1 when the head 2 namely, when the system is activated, it already bears against the headrest 1.
In Figur 3 ist das System gemäß der zweiten Ausführungsform in zweiter Ausbildung dargestellt. Hier ist ein Aktuator im Sitzuntergestell 11 des Fahrzeugsitzes angeordnet. Die vom Aktuator nach Auslösung des Systems erzeugten Kräften werden in einen Übertragungsmechanismus 10 geleitet, der vorliegend nicht nur die Kopfstütze 1 wiederum in Richtung des Kopfes 2 des Insassen 13 verschwenkt, sondern auch die Rückenlehne 9 des Fahrzeugsitzes in Richtung auf den Rücken des Insassen 13 verschwenkt. Dadurch wird auch der Abstand zwischen der unteren Wirbelsäule und der Rückenlehne 9 des Fahrzeugsitzes verringert, so daß auch in diesem Bereich ein schonendes Abfangen des Insassen erfolgen kann.In Figure 3, the system according to the second embodiment is shown in a second embodiment. Here an actuator is arranged in the seat base 11 of the vehicle seat. The forces generated by the actuator after the system has been triggered are directed into a transmission mechanism 10 which, in the present case, not only pivots the headrest 1 in the direction of the head 2 of the occupant 13, but also pivots the backrest 9 of the vehicle seat in the direction of the back of the occupant 13 , This also reduces the distance between the lower spine and the backrest 9 of the vehicle seat, so that the occupant can be gently intercepted in this area as well.
In Figur 4 ist die zweite Ausführungsform des System in dritter Ausbildung dargestellt, die sich im wesentlichen von jener gemäß Figur 3 dadurch unterscheidet, daß der Aktuator in der Rückenlehne 9 des Fahrzeuges angeordnet ist. Der Betätigungsmechanismus 10 ist in diesem Falle ebenfalls so ausgebildet, daß nicht nur die Kopfstütze 1 in Richtung auf den Kopf 2 des Insassen 13 verschwenkt wird, sondern ebenfalls die Rückenlehne 9 in Richtung auf den Rücken des Insassen verschwenkt wird. Die Auswahl der einen oder anderen Ausbildung der zweiten Ausführungsform hängt u.a. von verschiedenen Parametern, so beispielsweise vom Aufbau des Fahrzeugsitzes. Bezugszeichenliste4 shows the second embodiment of the system in a third embodiment, which differs essentially from that according to FIG. 3 in that the actuator is arranged in the backrest 9 of the vehicle. The actuating mechanism 10 is also designed in this case so that not only the headrest 1 is pivoted in the direction of the head 2 of the occupant 13, but also the backrest 9 is pivoted in the direction of the back of the occupant. The selection of one or the other embodiment of the second embodiment depends, among other things, on various parameters, for example on the structure of the vehicle seat. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Kopfstützeheadrest
Kopfhead
Anlageflächecontact surface
Aktuatoractuator
Kippfedertoggle spring
Elektromotorelectric motor
Kurvenscheibecam
Feststellerlock
Rückenlehnebackrest
Übertragungsmechanismustransmission mechanism
SitzuntergestellSeat base
Kraftbegrenzerforce limiters
Insasseinmate
StützstangeStabilizer
Schaumstoff foam

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. System zur schlagartigen Reduzierung des Abstandes der Anlagefläche (3) einer an einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes angeordneten Kopfstütze (1) zum Kopf (2) eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen (13), bei dem auf ein Auslösesignal eines Crashsensors zumindest die Anlagefläche (3) der Kopfstütze (1) mittels eines Aktuators (4) in Richtung auf den Kopf (2) des Insassen verlagert wird und bei dem im Falle der Feststellung einer Fehlauslösung zumindest die vorverlagerte Anlagefläche wieder in ihre Ausgangslage gebracht wird.1. System for abruptly reducing the distance between the contact surface (3) of a headrest (1) arranged on a backrest of a vehicle seat and the head (2) of an occupant (13) sitting on the vehicle seat, in which at least the contact surface (13) is triggered by a trigger signal from a crash sensor. 3) the headrest (1) is shifted towards the head (2) of the occupant by means of an actuator (4) and, in the event of detection of a false trigger, at least the forward shifted contact surface is brought back into its initial position.
2. System nach Anspruch 1, bei dem die Anlagefläche (2) der Kopfstütze (1) im wesentlichen gebildet ist von einer bistabilen Kippfeder (5), die im vorgespannten Zustand in einer ersten stabilen Lage eine konkave Anlagefläche (3) ausbildet und die nach Auslösung durch den Aktuator (4) in eine zweite stabile Lage überführt wird, in welcher die Anlagefläche (3) konvex ausgebildet ist.2. System according to claim 1, wherein the contact surface (2) of the headrest (1) is essentially formed by a bistable rocker spring (5), which forms a concave contact surface (3) in the preloaded state in a first stable position and after Triggering by the actuator (4) is transferred to a second stable position, in which the contact surface (3) is convex.
3. System nach Anspruch 2, bei dem der Aktuator (4) ein in der Kopfstütze (1) angeordneter Elektromotor (6) mit einer auf seiner Welle sitzenden, im Inneren der Kopfstütze (1) an der bistabilen Kippfeder (5) anliegenden Kurvenscheibe (7) ist, mittels derer nach Ansteuerung des Elektromotors die Überführung der Kippfeder (5) in die zweite stabile Lage ausgelöst wird.3. System according to claim 2, wherein the actuator (4) in the headrest (1) arranged electric motor (6) with a seated on its shaft, inside the headrest (1) on the bistable rocker spring (5) abutting cam ( 7), by means of which the transfer of the rocker spring (5) into the second stable position is triggered after actuation of the electric motor.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Kopfstütze in ihrer Höhe in bezug auf den Fahrzeugsitz mittels eines Feststellers (8) verriegelbar ist. 4. System according to any one of claims 1 to 3, wherein the headrest in its height with respect to the vehicle seat by means of a lock (8) can be locked.
5. System nach Anspruch 1, bei dem der Aktuator (4) nach Aktivierung die Kopfstütze (1) als Einheit in Richtung des Kopfes (2) des Insassen verschwenkt.5. System according to claim 1, wherein the actuator (4) pivots the activation of the headrest (1) as a unit in the direction of the head (2) of the occupant.
6. System nach Anspruch 5, bei der der Aktuator (4) in der Rückenlehne (9) des Fahrzeuges angeordnet ist und über einen mechanischen Übertragungsmechanismus (10) die Kräfte für das Verschwenken der Kopfstütze in diese einleitet.6. System according to claim 5, wherein the actuator (4) is arranged in the backrest (9) of the vehicle and introduces the forces for pivoting the headrest into the latter via a mechanical transmission mechanism (10).
7. System nach Anspruch 5, bei dem der Aktuator (4) in dem Sitzuntergestell (11) des Fahrzeugsitzes angeordnet ist und über einen mechanischen Übertragungsmechanismus (10) die Kräfte für das Verschwenken der Kopfstütze (1) in diese einleitet.7. System according to claim 5, wherein the actuator (4) is arranged in the seat base (11) of the vehicle seat and introduces the forces for pivoting the headrest (1) into this via a mechanical transmission mechanism (10).
8. System nach Anspruch 6 oder 7, bei dem der mechanische Übertragungsmechanismus (10) aus Seilzügen und/oder Gurtbändern und/oder Rollen und/oder Walzen besteht.8. System according to claim 6 or 7, wherein the mechanical transmission mechanism (10) consists of cables and / or webbing and / or rollers and / or rollers.
9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, der bei dem der Aktuator (4) aus einem Elektromotor besteht.9. System according to any one of claims 5 to 8, in which the actuator (4) consists of an electric motor.
10. System nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem dem mechanischen Übertragungsmechanismus (10) ein Kraftbegrenzer (12) zugeordnet ist, welches die auf die Kopfstütze (1) übertragenen Kräfte begrenzt.10. System according to one of claims 5 to 9, wherein the mechanical transmission mechanism (10) is assigned a force limiter (12) which limits the forces transmitted to the headrest (1).
11. System nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem der Aktuator (4) nach Auslösung auch die Rückenlehne (9) des Kraftfahrzeugsitzes in Richtung auf den Rücken des auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen (13) ver schwenkt. 11. System according to one of claims 5 to 10, in which the actuator (4) after triggering the backrest (9) of the motor vehicle seat in the direction of the back of the occupant sitting on the vehicle seat (13) pivots ver.
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