DE10033913A1 - Headrest for vehicle seats - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a headrest for a vehicle seat, in particular for a Motor vehicle seat, with the features mentioned in the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, Fahrzeugsitze mit Kopfstützen auszustatten, um bei einem Unfall die Verletzungsgefahr der Fahrzeuginsassen zu minimieren. Eine Kopfstütze verhindert insbesondere im Falle eines Heckaufpralls, dass der Kopf eines Fahrzeuginsassen nach hinten geschleudert wird. Da im Fahrbetrieb normalerweise zwischen der Kopfstütze und dem Kopf des Fahrzeuginsassen ein größerer Abstand vorhanden ist, wird bei einem Heckaufprall zunächst der Kopf des Fahrzeuginsassen relativ zum Fahrzeugsitz nach hinten geschleudert, bis er mit der Kopfstütze zur Anlage kommt. Man spricht hierbei von der Gefahr eines sogenannten Peitschenschlages, den der Kopf und die Halswirbelsäule des Fahrzeuginsassen erfahren. Dieser hat zur Folge, dass Scherkräfte im Halswirbelbereich auftreten, die häufig ein Schleudertrauma verursachen.It is known to equip vehicle seats with headrests in order to avoid an accident To minimize the risk of injury to the vehicle occupants. A headrest prevents especially in the event of a rear impact that the head of a vehicle occupant after is thrown behind. Because when driving normally between the headrest and there is a greater distance between the head of the vehicle occupant and one Rear impact first the head of the vehicle occupant relative to the vehicle seat to the rear hurled until he comes to rest with the headrest. One speaks of the Danger of a so-called whip strike, which the head and the cervical spine of the Experience vehicle occupants. This has the consequence that shear forces in the cervical vertebrae occur that often cause whiplash.
Zur Vermeidung der Verletzungen im Halswirbelbereich von Personen sind verschiedene Lösungen bekannt. Diese Lösungen sehen vor, bei einem Heckaufprall die Kopfstütze ruckartig nach vorne in Richtung des Kopfes des Fahrzeuginsassen zu verlagern. Damit sollen der Kopf und die Halswirbel möglichst frühzeitig abgestützt werden, so dass keine Verletzungen entstehen.There are several ways to avoid injury to the cervical vertebrae of people Known solutions. These solutions provide for the headrest in the event of a rear-end collision to jerk forward towards the head of the vehicle occupant. In order to The head and cervical vertebrae should be supported as early as possible so that none Injuries occur.
Die DE 198 00 078 A1 beschreibt eine Lösung, bei der innerhalb einer Kopfstütze ein Gaskissen angeordnet ist, das mit einer im Polsterteil der Rückenlehne untergebrachten und mit Gas gefüllten Gaskammer in Verbindung steht. Bei einem Heckaufprall wird durch die träge Masse des Fahrzeuginsassen eine erhöhte Belastung auf das Sitzlehnenpolsterteil und dadurch auf die Lehnengaskammer ausgeübt, wodurch diese komprimiert und zugleich das Gaskissen in der Kopfstütze aufgeblasen wird. Einerseits ist die Ausrüstung der Fahrzeugsitze mit den entsprechenden Gaskammern aufwendig, andererseits könnte die Funktion dieser Sicherheitseinrichtung, infolge der Abhängigkeit von der Masse des Fahrzeuginsassen, nicht in jedem Fall gewährleistet sein. Insbesondere bei Fahrzeuginsassen mit einem geringen Körpergewicht besteht die Gefahr, dass diese Sicherheitseinrichtung bei einem Unfall nicht beziehungsweise nicht in vollem Maße wirksam wird.DE 198 00 078 A1 describes a solution in which within a headrest Gas cushion is arranged, which is housed in the upholstered part of the backrest and communicates with gas-filled gas chamber. In the event of a rear impact, the inertial mass of the vehicle occupants an increased load on the seat back cushion part and thereby exerted on the backrest gas chamber, whereby it compresses and at the same time the gas cushion is inflated in the headrest. On the one hand, the equipment is the Vehicle seats with the corresponding gas chambers consuming, on the other hand, the Function of this safety device, due to the dependence on the mass of the Vehicle occupants cannot be guaranteed in every case. Especially at Vehicle occupants with a low body weight are at risk of this Safety device not or not fully effective in the event of an accident becomes.
Eine weitere Lösung ist aus der DE 198 50 758 A1 bekannt. Hierbei ist im gesamten Auflagebereich des Rückens des Fahrzeuginsassens in der Rückenlehne eine Druckplatte angeordnet. Im Falle eines Heckaufpralls wird durch die Trägheit der Masse der auf dem Sitz befindlichen Person eine Druckbeanspruchung der Druckplatte verursacht, die eine Verlagerung der Kopfstütze nach vorne auslöst. Diese Lösung weist die gleichen Nachteile wie die eingangs genannte Lösung auf.Another solution is known from DE 198 50 758 A1. Here is in the whole Support area of the back of the vehicle occupant in the backrest a pressure plate arranged. In the event of a rear-end collision, the inertia of the mass on the Person in the seat causes a pressure load on the pressure plate, which causes a Relocation of the headrest to the front triggers. This solution has the same disadvantages like the solution mentioned at the beginning.
Bei einem bekannten Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze nach der EP 0 786 373 A2 sind in der Rückenlehne eine Kraftaufnahmeeinrichtung, eine Kraftübertragungseinrichtung und eine Kopfstützenverstelleinrichtung angeordnet. Durch die träge Masse des Fahrzeuginsassen wird bei einem Heckaufprall über diese Einrichtungen die Kopfstütze zum Kopf des Fahrzeuginsassen hin verstellt. Der wesentliche Nachteil dieser Lösung besteht in der aufwendigen Ausgestaltung des Fahrzeugsitzes.In a known vehicle seat with a headrest according to EP 0 786 373 A2, in the backrest a force absorption device, a force transmission device and a headrest adjustment device is arranged. Due to the inert mass of the In the event of a rear-end collision, vehicle occupants use the headrest as a support Head of the vehicle occupant adjusted. The main disadvantage of this solution is the elaborate design of the vehicle seat.
Weiterhin ist es aus der EP 0 593 845 A1 bekannt, in der Kopfstütze einen Gassack unterzubringen. Bei einem Heckaufprall wird dieser über einen Hecksensor gesteuert, durch einen pyrotechnischen Gasgenerator aktiviert und innerhalb sehr kurzer Zeit aufgeblasen. Da der Abstand des Kopfes zur Kopfstütze stark differieren kann, würde beispielsweise bei einem sehr kurzen Abstand der Kopf beim Aktivieren des Gassackes mit einer unerwünschten Belastung nach vorne gestoßen werden. Des Weiteren sind die Anordnung eines erforderlichen Hecksensors und die pyrotechnischen Mittel aufwendig.Furthermore, it is known from EP 0 593 845 A1 to have an airbag in the headrest accommodate. In the event of a rear-end collision, this is controlled by a rear sensor activated a pyrotechnic gas generator and inflated within a very short time. Since the distance between the head and the headrest can differ greatly, for example, at a very short distance when activating the gas bag with a undesirable load pushed forward. Furthermore, the arrangement a required rear sensor and the pyrotechnic means expensive.
Gegenstand der EP 0 825 061 A2 ist eine Einrichtung zum Verschwenken einer Kopfstütze im Falle eines Heckaufpralles. Die Einrichtung umfasst eine in die Kopfstütze integrierte, gespannte Biegefeder, die bei einem Heckaufprall entspannt wird und durch die freiwerdende Energie zum Verschwenken des Auflageteiles führt. Eingeleitet wird die Schwenkbewegung der Kopfstütze durch einen Trägheitssensor, der bei einer vorbestimmten Beschleunigung die Biegefeder freigibt, indem er selbst um eine Achse relativ zum Fahrzeug nach hinten schwenkbar ist. Nachteilig hierbei ist, dass das Ausführen der Schwenkbewegung der Kopfstütze, bedingt durch die Anordnung der zum Aktivieren und zum Schwenken der Kopfstütze benötigten Bauteile und die Trägheit ihrer Massen, unvermeidbar mit einer längeren Reaktionszeit verbunden ist. Eine extrem hohe Schnelligkeit der Bewegungsabläufe ist jedoch insbesondere in solchen Fällen notwendig, bei denen sie eine unabdingbare Voraussetzung zur Gewährleistung einer sicheren Funktion ist. Bei der Aktivierung von Kopfstützen kann zur Vermeidung von Verletzungen schon ein Zeitbereich von wenigen Millisekunden von entscheidender Bedeutung sein.EP 0 825 061 A2 relates to a device for pivoting a headrest in the event of a rear-end collision. The device includes an integrated in the headrest, tensioned spiral spring, which is relaxed in a rear impact and through which released energy leads to pivoting of the support part. The is initiated Swiveling movement of the headrest by an inertia sensor, which at a predetermined acceleration releases the spiral spring by itself around an axis is pivotable backwards relative to the vehicle. The disadvantage here is that the execution the pivoting movement of the headrest, due to the arrangement of the to activate and components required for pivoting the headrest and the inertia of their masses, is inevitably associated with a longer response time. An extremely high one However, speed of movement is particularly necessary in such cases where they are an essential requirement to ensure safe functioning is. When activating headrests, one can avoid injury Time range of a few milliseconds can be of crucial importance.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kopfstütze der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einem Heckaufprall die auf den Kopf und Halswirbelbereich eines Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte reduziert und somit ein Verletzungsrisiko wirksam minimiert und die zugleich einfach und robust im Aufbau und kostengünstig herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of a headrest of the type mentioned Art to create the one on the head and cervical vertebra area in a rear impact Forces acting on the vehicle occupants are reduced and thus there is an effective risk of injury minimized and which is simple and robust in construction and inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird durch eine Kopfstütze mit den in dem unabhängigen Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass innerhalb der Kopfstütze eine mit dieser fest verbundene Trägerplatte angeordnet ist, die über ein Federsystem, bestehend aus wenigstens einer Druckfeder, insbesondere aus mehreren Druckfedern, mit einer in Fahrtrichtung des Fahrzeuges (x-Richtung) bewegbaren Platte derart in Verbindung steht, dass das Federsystem im normalen Gebrauchszustand der Kopfstütze vorgespannt ist, wobei die Platte durch eine Arretiereinrichtung in dieser Lage fixierbar ist und bei einem Heckaufprall durch einen Impuls einer Steuereinrichtung die Arretierung der Platte lösbar ist, wird eine aktive Kopfstütze geschaffen, mit der die auf den Kopf und Halswirbelbereich eines Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte reduziert und somit das Verletzungsrisiko wirksam minimiert werden. Die aktive Kopfstütze weist einen einfachen und robusten Aufbau auf und ist kostengünstig herstellbar. Da die aktive Kopfstütze selbständig funktionsfähig ist, sind aufwendige Ausgestaltungen der Rückenlehne oder anderer Teile des Fahrzeuges überflüssig. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kopfstütze besteht darin, dass sie nach einem Heckaufprall weiterhin verwendungsfähig bleibt, indem das Federsystem wieder in seine ursprüngliche Position bringbar ist. Das dazu notwendige Vorspannen der Druckfedern kann in vorteilhafter Weise mit einer Spannvorrichtung vorgenommen werden.This object is achieved by a headrest with the in the independent claim 1 mentioned features solved. The fact that within the headrest one with this firmly connected carrier plate is arranged, consisting of a spring system at least one compression spring, in particular from a plurality of compression springs, with one in Direction of travel of the vehicle (x-direction) movable plate is connected in such a way that the spring system is preloaded when the headrest is in normal use, wherein the plate can be fixed in this position by a locking device and at one Rear impact by a pulse from a control device, the locking of the plate can be released, an active headrest is created, with which the head and cervical vertebrae Forces acting on the vehicle occupants are reduced and thus the risk of injury becomes effective be minimized. The active headrest has a simple and robust structure and is inexpensive to manufacture. Since the active headrest is self-sufficient, elaborate designs of the backrest or other parts of the vehicle superfluous. Another advantage of the headrest according to the invention is that it remains usable after a rear impact by the spring system again can be brought into its original position. The necessary pretensioning of the Compression springs can advantageously be made with a tensioning device.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred refinements of the invention result from the others in the Characteristics mentioned subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described in an exemplary embodiment based on the associated Drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene, schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kopfstütze im normalen Gebrauchszustand und Fig. 1 is a partially sectioned, schematic side view of the headrest according to the invention in the normal state of use and
Fig. 2 die Kopfstütze nach Fig. 1 bei einem Heckaufprall. Fig. 2 shows the headrest according to Fig. 1 in a rear impact.
Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Kopfstütze 12 ist mit einer Rückenlehne 10 eines nicht weiter dargestellten Fahrzeugsitzes verbunden. Innerhalb der Kopfstütze 12 ist eine fest mit der Kopfstütze 12 verbundene Trägerplatte 14 angeordnet. Die Trägerplatte 14 besteht in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung aus einem metallischen Werkstoff, der dieser Trägerplatte 14 eine ausreichende Festigkeit verleiht. Die Trägerplatte 14 ist über ein Federsystem 16, das vorzugsweise aus mehreren Druckfedern besteht, mit einer in Fahrtrichtung des Fahrzeuges (x-Richtung) bewegbaren Platte 18 verbunden. Als Druckfedern kommen vorteilhafterweise Schraubendruckfedern zur Anwendung. Die Platte 18 besteht in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung aus Kunststoff, der dem beweglichen Teil eine geringe Masse bei gleichzeitiger Gewährleistung einer ausreichenden Stabilität verleiht. Im Ruhezustand ist das Federsystem 16 vorgespannt, wobei die Platte 18 durch eine Arretiereinrichtung 20 in dieser Lage fixierbar ist. Das Federsystem 16 stellt somit einen Energiespeicher dar, der jederzeit aktivierbar ist. Bei einem Heckaufprall auf das Fahrzeug ist die Arretierung der Platte 18 durch einen Impuls einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) lösbar, wobei die gespeicherte Energie freigesetzt wird. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Arretiereinrichtung 20 mit einem nicht dargestellten Airbagsteuergerät in Verbindung steht, durch dessen Impuls die Arretierung der Platte 18 lösbar ist.The headrest 12 shown schematically in FIG. 1 is connected to a backrest 10 of a vehicle seat, not shown. A support plate 14 which is fixedly connected to the headrest 12 is arranged within the headrest 12 . In a preferred embodiment of the invention, the carrier plate 14 consists of a metallic material which gives this carrier plate 14 sufficient strength. The carrier plate 14 is connected via a spring system 16 , which preferably consists of several compression springs, to a plate 18 which can be moved in the direction of travel of the vehicle (x direction). Helical compression springs are advantageously used as compression springs. In a preferred embodiment of the invention, the plate 18 is made of plastic, which gives the movable part a low mass while at the same time ensuring sufficient stability. In the idle state, the spring system 16 is pretensioned, the plate 18 being fixable in this position by a locking device 20 . The spring system 16 thus represents an energy store that can be activated at any time. In the event of a rear impact on the vehicle, the locking of the plate 18 can be released by a pulse from a control device (not shown), the stored energy being released. A preferred embodiment of the invention provides that the locking device 20 is connected to an airbag control device, not shown, by means of the pulse of which the locking of the plate 18 can be released.
Der Polsterteil der Kopfstütze 12 ist unterschiedlich ausgebildet. Im hinteren Bereich der Kopfstütze 12 besteht der Polsterteil aus einem festen Polster 22 und im vorderen Bereich aus einem elastischen Polster 24. Durch das feste Polster 22 erhält der Polsterteil der Kopfstütze 12 die notwendige Grundstabilität, während das elastische Polster 24 eine zerstörungsfreie elastische Verformung des Polsters der Kopfstütze 12 ermöglicht.The cushion part of the headrest 12 is designed differently. In the rear area of the headrest 12 , the upholstery part consists of a firm pad 22 and in the front area of an elastic pad 24 . The firm padding 22 gives the padding part of the headrest 12 the necessary basic stability, while the elastic padding 24 enables a non-destructive elastic deformation of the padding of the headrest 12 .
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kopfstütze 12 ist folgende. Die Fig. 1 zeigt den Ruhezustand eines Feder-Masse-Systems, das aus dem Federsystem 16 und der Platte 18 besteht und als Energiespeicher fungiert. Dieser Zustand ist der normale Gebrauchszustand der Kopfstütze 12. Dabei ist das Federsystem 16 vorgespannt und stützt sich auf der Trägerplatte 14 ab. Das Federsystem 16 ist an seinen Enden jeweils mit der Trägerplatte 14 und der Platte 18 verbunden. Durch die Arretiereinrichtung 20 wird die Platte 18 in der vorgespannten Lage des Federsystems 16 gehalten, so dass im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeuges keine Veränderung der Lage der Platte 18 stattfinden kann. Bei einem Heckaufprall wird durch eine Steuereinrichtung ein Impuls erzeugt, durch den die Arretiereinrichtung 20 betätigt wird. Die Fixierung der Lage der Platte 18 wird dabei aufgehoben, so dass das vorgespannte Federsystem 16 sich in Richtung des Kopfes des Fahrzeuginsassen (x-Richtung) schlagartig entspannen kann. Das im Bereich der Platte 18 angeordnete elastische Polster 24 der Kopfstütze 12 wird dabei von der Platte 18 mitbewegt. Dadurch verringert sich der Abstand zwischen dem Kopf und der Kopfstütze 12 und der Kopf prallt mit einer geringeren Geschwindigkeit auf die Kopfstütze 12 auf. Auf diese Weise können Verletzungen der Fahrzeuginsassen weitestgehend vermieden werden.The operation of the headrest 12 according to the invention is as follows. Fig. 1 shows the idle state of a spring-mass system, which consists of the spring system 16 and the plate 18 and functions as an energy store. This state is the normal state of use of the headrest 12 . The spring system 16 is prestressed and is supported on the carrier plate 14 . The spring system 16 is connected at its ends to the carrier plate 14 and the plate 18 , respectively. The locking device 20 holds the plate 18 in the prestressed position of the spring system 16 , so that no change in the position of the plate 18 can take place during normal driving operation of the vehicle. In the event of a rear-end collision, a pulse is generated by a control device, by means of which the locking device 20 is actuated. The fixation of the position of the plate 18 is released, so that the prestressed spring system 16 can suddenly relax in the direction of the head of the vehicle occupant (x direction). The elastic cushion 24 of the headrest 12 arranged in the area of the plate 18 is thereby moved by the plate 18 . This reduces the distance between the head and the headrest 12 and the head impacts the headrest 12 at a lower speed. In this way, injuries to the vehicle occupants can be largely avoided.
Die Fig. 2 zeigt den Zustand der erfindungsgemäßen Kopfstütze 12 bei einem Heckaufprall, wobei das Federsystem 16 entspannt ist. Die Platte 18 mit dem sie umgebenden elastischen Polster 24 befinden sich in der vorderen Lage. Die Arretierung der Platte 18 durch die Arretiereinrichtung 20 ist hierbei gelöst. Die Platte 18 bleibt über das Federsystem 16 mit der Trägerplatte 14 verbunden. Fig. 2 shows the state of the headrest 12 according to the invention in a rear impact, the spring system is relaxed sixteenth The plate 18 with the elastic pad 24 surrounding it are in the front position. The locking of the plate 18 by the locking device 20 is released. The plate 18 remains connected to the carrier plate 14 via the spring system 16 .
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es nicht notwendig ist, die Kopfstütze 12 nach einem Heckaufprall durch eine neue Kopfstütze 12 zu ersetzen. Die erfindungsgemäße Kopfstütze 12 ist wiederverwendungsfähig, da das Federsystem 16 erneut gespannt werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist hierzu eine Spannvorrichtung vorgesehen. Da der vordere Bereich der Kopfstütze 12 aus einem elastischen Polster 24 besteht, nimmt dieses nach einer durch einen Heckaufprall bedingten elastischen Verformung wieder seine alte Form ein. Die Erfindung schafft insgesamt eine kostengünstige Kopfstütze, die mit einfachen Mitteln bei Crash-Unfällen wirksam dazu beiträgt, Verletzungen der Fahrzeuginsassen zu vermeiden. An important advantage of the invention is that it is not necessary to replace the headrest 12 with a new headrest 12 after a rear impact. The headrest 12 according to the invention is reusable since the spring system 16 can be tensioned again. In a preferred embodiment of the invention, a tensioning device is provided for this. Since the front area of the headrest 12 consists of an elastic cushion 24 , this resumes its old shape after an elastic deformation caused by a rear impact. Overall, the invention provides an inexpensive headrest which, with simple means in the event of a crash, effectively helps to prevent injuries to the vehicle occupants.
1010
Rückenlehne
backrest
1212
Kopfstütze
headrest
1414
Trägerplatte
support plate
1616
Federsystem
spring system
1818
Platte
plate
2020
Arretiereinrichtung
locking
2222
festes Polster
firm cushion
2424
elastisches Polster
elastic padding
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