DE10041528A1 - Fahrzeugsitz - Google Patents
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Abstract
Fahrzeugsitz (1), insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einer Rückenlehne (3) und einer an deren oberem Ende angeordneten Kopfstütze (7), die ein im wesentlichen starr in der Rückenlehne gehaltertes Kopfstützen-Hinterteil (9) und ein um eine im wesentlichen horizontale Drehachse (15), insbesondere am oberen Ende des Kopfstützen-Hinterteils, schwenkbares Kopfstützen-Vorderteil (13) aufweist, mit mindestens einer Antriebseinrichtung (17, 19, 21) zum Nach-Vorn-Schwenken des Kopfstützen-Vorderteils um die Drehachse um einen großen Winkelbetrag im Ansprechen auf ein einen Fahrzeugaufprall kennzeichnendes erstes Steuersignal und um einstellbare Winkelbeträge im Ansprechen auf ein eine gewünschte Kopfstützenneigung kennzeichnendes zweites Steuersignal zur Neigungsverstellung.
Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1.
Seit Jahrzehnten wird der Erhöhung der passiven Sicherheit
bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen, insbesondere Perso
nenkraftwagen, größtes Augenmerk geschenkt. Neben Bemühungen
zur Optimierung der gesamten Fahrzeugstruktur zur Verbesse
rung des Crashverhaltens mittels CAD-Techniken stehen dabei
Maßnahmen zur Erhöhung der Insassensicherheit im Innenraum im
Vordergrund. Ein Ergebnis dieser Entwicklung sind aufwendige
und durchaus wirkungsvolle Rückhaltesysteme mit verschieden
artigen Airbags und Gurtstraffern.
Ein weiteres, wenn auch in der Öffentlichkeit weniger beach
tetes Ergebnis der Bemühungen um eine bezüglich der Insassen
sicherheit optimierte Innenraumgestaltung sind Lösungen zur
Optimierung der Position von Teilen der Sitzkonstruktion,
insbesondere des Kopfstützenteils, bei einem Front- oder
Heckaufprall. Eine in der Praxis eingeführte Lösung dieser
Art stellt das "Pro-Tech" System nach der EP 0 627 340 A1
dar.
Bei dem herkömmlichen System wird bei einem Heckaufprall das
Kopfstützenteil zum Kopf des Fahrers hin verschwenkt, um dem
gefürchteten "Whiplash" (Schleudertrauma) entgegenzuwirken.
Die Kopfstützenverstellung wird dort über eine durch den Kör
per des Fahrers beaufschlagte Druckplatte in der Rückenlehne
über einen komplizierten und kostspieligen Hebelmechanismus
bewirkt.
Kopfstützen, zumindest der Vordersitze, sind dabei höhen
verstellbar ausgeführt, um Fahrzeuginsassen mit unterschied
licher Körpergröße jeweils eine optimal positionierte Anla
gefläche für den Hinterkopf bei einem Frontaufprall zu bie
ten. Daneben stellt die Höhenverstellbarkeit auch ein Kom
fortelement dar, denn viele Fahrer bevorzugen auch beim
normalen Fahren eine Körperhaltung mit an die Kopfstütze
angelehntem Hinterkopf. Bei hochpreisigen Pkw werden in
jüngster Zeit auch elektrisch höhenverstellbare Kopfstützen
angeboten.
Bei Pkw der Oberklasse und oberen Mittelklasse haben sich in
den letzten Jahren - zumindest als Sonderausstattung - auch
Kopfstützen mit verstellbarer Neigung etabliert. Diese er
bringen eine weitere Verbesserung der Einstellbarkeit der
Kopfstütze auf die Anatomie und bevorzugte Körperhaltung des
Fahrzeuginsassen. Die Neigungsverstellung erfolgt bei den be
kannten Anordnungen manuell.
Insgesamt haben Fahrzeugsitze mit höhen- und neigungsver
stellbaren Kopfstützen - insbesondere solche mit elektrischer
Höhenverstellung - eine aufwendige Konstruktion und sind
daher kostspielig, ohne bereits allen Sicherheitsanforderun
gen und Komfortansprüchen genügen zu können. Insbesondere ist
eine Neigungsverstellung während der Fahrt - wenn überhaupt -
nur auf umständliche Weise möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hin
sichtlich der Funktion und Konstruktion der Kopfstütze ver
besserten Fahrzeugsitz anzugeben, der sich durch einen einfa
chen Aufbau bei zuverlässiger Funktion und einfache Bedien
barkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schließt den grundlegenden Gedanken ein, eine
als solche bekannte zweiteilige Kopfstütze mit einem schwenk
baren Vorderteil mit einer geeigneten Antriebseinrichtung zum
Nach-Vorn-Schwenken im Falle eines Fahrzeugaufpralls zu ver
sehen und einen Fahrzeugsitz mit dieser kombinierten Anord
nung auszurüsten. Weiterhin schließt sie den wesentlichen
Gedanken ein, eine nicht-manuelle Neigungsverstellung in
zweckmäßiger Weise auf der Grundlage des zweiteiligen Kopf
stützenaufbaus zu realisieren. Eine derartige Kopfstütze eig
net sich zur Ausrüstung mit einer motorischen oder hydrauli
schen Antriebseinrichtung besonders, weil das starre Kopf
stützen-Hinterteil in günstiger Weise eine Abstützfläche
nicht nur für die eigentliche Verstellung, sondern auch bei
Beaufschlagung des Kopfstützen-Vorderteiles (und damit des
Antriebes) mit einem hohen Impuls infolge eines Fahrzeugauf
pralls bietet.
In einer konstruktiv besonders sinnreich realisierbaren Aus
führung ist ein mechanischer Aktuator bzw. Steuersignalgeber
vorgesehen, der die einem Fahrzeuginsassen bei dem Fahrzeug
aufprall erteilte Beschleunigung erfaßt und hieraus das Steu
ersignal bzw. zugleich die Antriebskraft zum Antrieb des
Kopfstützen-Vorderteils ableitet. Im einfachsten Fall weist
dieser mechanische Geber eine in der Rückenlehne angeordnete
und gegenüber einem im wesentlichen starren Rückenlehnenrah
men mit einer Bewegungskomponente in Fahrtrichtung bewegbare
Druckplatte auf.
Eine aus derzeitiger Sicht bevorzugte Ausführung schließt je
doch die Erkenntnis ein, daß der als "Antriebsquelle" nutzbar
Körper des Fahrzeuginsassen, der bei einem Aufprall eine Be
schleunigung erfährt und eine Kraft auf den Fahrzeugsitz,
insbesondere die Rückenlehne, ausübt, die Rückenlehne zwar
mit einer großen Kraft beaufschlagt, in dieser aber nur eine
relativ kleine Wegstrecke zurücklegen kann. Dies ist dadurch
bedingt, daß die Raumausnutzung in modernen Kraftfahrzeugen
auch unter Verzicht auf nicht unbedingt benötigte Rückenleh
nen-Bautiefen optimiert wird. Der größte Teil der Bautiefe
bzw. Dicke einer Rückenlehne muß dabei für Bewegungen des
Fahrzeuginsassen in der Polsterung bei geringer Andruckkraft
- also für die Gewährleistung eines angemessenen Sitzkomforts
- zur Verfügung stehen.
Aus dieser Erkenntnis ergibt sich der weitere, für die bevor
zugte Ausführung der Erfindung wesentliche Gedanke des Vorse
hens einer Antriebs- bzw. Kraftübertragungseinrichtung zur
Crash-Verstellung, die aus der Verschiebung des Fahrzeugin
sassen mit kurzer Wegstrecke (zu Lasten der letztlich verfüg
baren Antriebskraft) einen vergrößerten Verstellweg gewinnt.
Letztlich schließt die bevorzugte Ausführung den Gedanken
ein, diese grundsätzliche Idee durch das Zusammenspiel von
primären und sekundären Zugelementen zu realisieren, die
durch die Verschiebung eines beweglichen Körpers (im konkre
ten Fall des Körpers des Fahrzeuginsassen) angetrieben wer
den, wobei die erwähnte Verlängerung des Verstellweges durch
eine zickzack- oder mäanderförmige Deformation des sekundären
Zugelementes mittels der primären Zugelemente gewonnen wird.
In einer konkreten Ausgestaltung sind die primären Zugele
mente als quer oder schräg zur Verschiebungsrichtung des
Fahrzeuginsassen sowie zur Längsachse des sekundären Zugele
mentes verlaufende, im wesentlichen undehnbare Drähte bzw.
Fäden oder Bänder ausgebildet. Insbesondere die zueinander im
wesentlichen senkrechte Anordnung der Verschiebungsrichtung
des Körpers des Fahrzeuginsassen, der Längsachse des sekundä
ren Zugelementes und der Längserstreckungen der primären Zug
elemente gewährleistet eine optimale Kraft-Weg-Umsetzung und
damit vorteilhafte Funktionen der Antriebseinrichtung.
In einer ersten Ausgestaltung dieser grundsätzlich bevorzug
ten Ausführung umschlingen die als primäre Zugelemente die
nenden Drähte oder Bänder das sekundäre Zugelement und sind
mit beiden Enden am Grundkörper - speziell am Fahrzeugsitz
rahmen - befestigt. Die Befestigung beider Enden erfolgt da
bei wahlweise an zueinander eng benachbarten oder auch von
einander stärker beabstandeten Punkten des Grundkörpers. In
einer hierzu alternativen Ausgestaltung sind die Drähte oder
Bänder mit jeweils einem Ende am Grundkörper befestigt und
weisen am freien Ende einen Haken oder eine Öse auf, mit dem
bzw. mit der sie das sekundäre Zugelement umgreifen.
In beiden Ausführungen kann zur Gewährleistung einer ungehin
derten Bewegung des Fahrzeuginsassen in der Sitzpolsterung
ein gewisses Spiel zwischen den jeweiligen Angriffspunkten
der primären Zugelemente und dem sekundären Zugelement vorge
sehen sein. In einer anderen Variante ist ein entsprechendes
Spiel aber auch bezüglich der Verstellwirkung des sekundären
Zugelementes selbst vorgesehen, und die primären Zugelemente
umschlingen bzw. umgreifen das sekundäre Zugelement im we
sentlichen spielfrei.
In einer anderen Ausführung der Realisierung der primären
Zugelemente als Drähte oder Bänder sind diese an ihrem ersten
Ende fest mit dem Grundkörper und an ihrem zweiten Ende fest
mit dem sekundären Zugelement verbunden, wobei sie mit diesem
insbesondere verschweißt, (hart-)verlötet oder verpreßt sind.
Auch das sekundäre Zugelement ist bevorzugt als im wesentli
chen undehnbarer Draht oder Faden oder undehnbares Band aus
gebildet, wobei für das sekundäre Zugelement eine ausgeprägte
Biegsamkeit zur hinreichend leichten Ausbildung der Zickzack-
oder Mäanderkonfiguration im Auslösungsfall vorzusehen ist.
Vorteilhaft ist auch eine Hülle-Kern-Konfiguration in der Art
eines Bowdenzuges, die bei geeigneter Abstimmung der Kompo
nenten besonders reibungsarm arbeiten kann.
In besonders einfach und kostengünstig zu realisierenden Aus
führungen sind die primären Zugelemente und/oder das sekun
däre Zugelement als Metalldrähte, insbesondere Stahldrähte,
Metallbänder (speziell Stahlbänder) oder Fäden oder Bänder
aus mit hochgradig zugfesten Fasern (Kevlar o. ä.) verstärk
tem Kunststoff ausgeführt.
In einer alternativen Ausführung sind die primären Zugele
mente statt durch eine Vielzahl einzelner Drähte, Fäden oder
Bänder durch mindestens zwei Flächen-Zugelemente realisiert,
von denen je eines zu beiden Seiten des sekundären Zugelemen
tes angeordnet und an der entsprechenden Seite des Grundkör
pers (speziell Fahrzeugsitzrahmens) befestigt ist. Diese Flä
chen-Zugelemente sind dann jeweils an einer Vielzahl von
Punkten am sekundären Zugelement befestigt oder umgreifen
dieses mit geeigneten haken- oder ösenförmigen Fortsätzen
o. ä. an einer Vielzahl von Punkten.
Die Angriffspunkte am sekundären Zugelement sind - ebenso wie
bei der Ausführung mit einer Vielzahl einzelner, im wesentli
chen linearer Zugelemente - so angeordnet, daß die primären
Flächen-Zugelemente beidseits des sekundären Zugelementes in
dessen Längsrichtung alternierend an diesem angreifen, um die
erwünschte zickzack- oder mäanderförmige Verformung im Auslö
sezustand zu realisieren. In einer leicht herstellbaren,
leichten und besonders vorteilhaft in eine Fahrzeugrücken
lehne integrierbaren Ausführung sind die erwähnten Flächen-
Zugelemente als im wesentlichen undehnbare Gitter, Geflechte
oder Gewebe, insbesondere aus metall- oder faserverstärkten
Kunststoffdrähten bzw. -fäden oder -bändern ausgebildet.
Die primären Zugelemente sind in sämtlichen erwähnten Ausfüh
rungen zweckmäßigerweise an den einander gegenüberliegenden
Seitenwangen des Fahrzeugsitzes befestigt. Die primären Zug
elemente verlaufen in ihrer Ausführung als Drähte, Fäden oder
Bänder also bevorzugt im wesentlichen horizontal, d. h.
parallel zum Fahrzeugboden. Das sekundäre Zugelement ist
hierbei bevorzugt an einem Querträger in einem unteren oder
oberen Endbereich der Rückenlehne oder einem Querträger des
Sitzteiles des Fahrzeugsitzes befestigt und verläuft also in
einem annähernd der Rückenlehnenneigung entsprechenden Winkel
von etwa 90° oder weniger gegenüber dem Fahrzeugboden.
Zusätzlich oder alternativ hierzu ist zweckmäßigerweise vor
gesehen, daß die primären Zugelemente und das sekundäre Zug
element hinter der Rückenlehnenpolsterung des Fahrzeugsitzes
angeordnet sind.
Alternativ zu dem erwähnten mechanischen Steuersignalgeber
bzw. Aktuator ist zur Steuerung der Antriebseinrichtung für
das Kopfstützen-Vorderteil ein elektronischer Steuersignalge
ber einsetzbar, der eine schnelle Annäherung eines anderen
Fahrzeuges oder auch eine Annäherung des Fahrzeuginsassen an
die Rückenlehne des eigenen Fahrzeuges erfaßt.
Dieser Steuersignalgeber ist mit Auswertungs- bzw. Verarbei
tungseinrichtungen zur Auswertung des Annäherungs-Signals
unter vorbestimmten Weg-Zeit-Kriterien ausgerüstet und gibt
bei Erfüllung dieser Kriterien ein einen bevorstehenden oder
auch (im Falle der Auswertung der Annäherung des Fahrzeugin
sassen an die Rückenlehne) bereits erfolgten Fahrzeugaufprall
kennzeichnendes Steuersignal aus. Der Sensor ist insbesondere
ein Näherungssensor auf Ultraschall- oder Radar-Basis, wie er
dem Fachmann an sich bekannt ist.
Die Antriebseinrichtung zur Crash-Verstellung weist in einer
einfachen und zuverlässig wirksamen Ausführung einen mit dem
Kopfstützen-Vorderteil verbundenen Kraftspeicher auf, insbe
sondere eine gegen die Rückenlehne oder das Kopfstützen-Hin
terteil abgestützte und gegenüber dem Kopfstützen-Vorderteil
vorgespannte Druckfedereinrichtung. Dieser Kraftspeicher ist
durch das erwähnte Steuersignal steuerbar bzw. freigebbar.
Bei der Ausführung als Druckfedereinrichtung ist ihm insbe
sondere ein über das Steuersignal betätigtes Entriegelungs
element zugeordnet, das die Druckfeder zum Nach-Vorn-Schwen
ken des Kopfstützen-Vorderteils freigibt.
Weiterhin ist der Antriebseinrichtung, speziell dem erwähnten
Kraftspeicher, zweckmäßigerweise eine Arretierungseinrichtung
und/oder eine Dämpfungseinrichtung zugeordnet, die das Zu
rückweichen des Kopfstützen-Vorderteils unter dem Druck des
anprallenden Kopfes des Fahrzeuginsassen unmittelbar nach dem
Nach-Vorn-Schwenken verhindert oder doch wesentlich er
schwert. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Kopf des Fahr
zeuginsassen zuverlässig abgefangen und das gefürchtete
Schleudertrauma infolge Überdehnen der Halswirbelsäule ver
hindert werden kann.
Physiologisch vorteilhaft ist hierbei der Einsatz einer Dämp
fungseinrichtung, die das Zurückweichen des Kopfstützen-Vor
derteiles nicht völlig verhindert, sondern wesentlich dämpft
bzw. verzögert, und die somit die Wucht des Aufpralls des
Hinterkopfes auf die Kopfstütze mindert. Vorzugsweise weist
diese Dämpfungseinrichtung ein - als solches bekanntes -
hydraulisches oder Reibungs-Dämpfungsglied auf.
In einer bevorzugten Ausführung ist zur Neigungsverstellung
am Kopfstützen-Vorderteil ein mit einem Elektromotor verbun
denes aktives Betätigungselement - insbesondere eine Bowden
zugeinrichtung als Zugelement - angebracht. Zudem ist zwi
schen dem Kopfstützen-Vorderteil und dem Kopfstützen-Hinter
teil ein sich gegen letzteres abstützendes passives Druckfe
derelement vorgesehen, welches das Kopfstützen-Vorderteil
nach vorn (also in Richtung auf den Hinterkopf des
Fahrzeuginsassen) vorspannt.
Diese Komponenten wirken in vorteilhafter Weise so zusammen,
daß ein präzise vorbestimmbares Anziehen des Zugelementes
(beispielsweise durch Aufwickeln des Bowdenzugdrahtes auf
eine mit der Welle des Elektromotors starr verbundene Rolle
oder Scheibe) das Kopfstützen-Vorderteil um einen exakt
dosierten Winkelbetrag um die Drehachse verschwenkt, wobei
dieser dann durch die Kraft des Druckfederelementes in dieser
Winkelstellung gehalten wird. In einfacher und
kostengünstiger Ausführung weist das Druckfederelement
mindestens eine Stahl-Schraubenfeder auf; alternative
Realisierungen bestehen in Biegefedern, Elastomerblöcken o. ä.
Eine zur vorgenannten Ausführung alternative Realisierung der
Neigungsverstellung umfaßt ein dem Kopfstützen-Vorderteil zu
geordnetes aktives Druckelement, mit dem das Kopfstützen-Vor
derteil in eine gewünschte Winkellage relativ zum Hinterteil
gebracht und in dieser Lage verriegelt wird. Besonders geeig
net ist hierbei ein selbstsperrender Antrieb; alternativ kann
einem Antrieb ohne eigene Selbstsperrwirkung auch eine sepa
rate Arretierungseinrichtung zugeordnet sein.
Bevorzugte Ausführungen des aktiven Druckelementes sind eine
Zahnstangen-Ritzel-Einrichtung, bei der das Ritzel insbeson
dere auf der Welle des als Antriebsquelle dienenden Elektro
motors sitzt, oder die Kolbenstange bzw. ein ähnliches beweg
liches Element einer Kolben-Zylinder-Einrichtung. Die letzte
rer wird zweckmäßigerweise mittelbar über eine Hydraulikpumpe
elektromotorisch angetrieben und kann ganz oder zumindest
teilweise zwischen dem Kopfstützen-Hinterteil und dem Kopf
stützen-Vorderteil angeordnet sein.
Im Hinblick auf den allgemeinen Trend des Einsatzes separater
Stellmotoren für die verschiedensten Verstellfunktionen im
Automobilbau wird diese letztgenannte Variante aber eher Son
deranwendungen vorbehalten sein.
Der Antriebseinrichtung zur Neigungsverstellung ist entweder
ein einfacher Betätigungsschalter oder - bevorzugt - eine
elektronische Steuereinheit zugeordnet, welche insbesondere
einen Neigungswinkelspeicher zur Speicherung einer Mehrzahl
vorbestimmter Winkelpositionen des Kopfstützen-Vorderteils
aufweist. Bei dieser Ausführung können verschiedene Fahrer
auf Knopfdruck ihre optimale, vorgespeicherte Winkelposition
abrufen.
In einer bevorzugten Ausführung ist neben der Neigungsver
stellung eine motorische oder hydraulische Höhenverstellung
der Kopfstütze vorgesehen. Zur Höhenverstellung wird im
Regelfall ein gesonderter Antrieb vorhanden sein.
Die Antriebseinrichtung zur Neigungsverstellung kann zusammen
mit der Kopfstütze höhenverstellbar oder alternativ am
Rückenlehnenrahmen ortsfest angeordnet sein. Die erstere
Variante bietet sich insbesondere bei Ausführung der An
triebseinrichtung mit einer Zahnstangen-Ritzel-Anordnung an,
während die letztere Ausführung in Verbindung mit einer Bow
denzugeinrichtung sinnvoll ist.
Bei der Ausführung des Fahrzeugsitzes mit kombinierter Höhen-
und Neigungsverstellung ist bevorzugt eine kombinierte elek
tronische Steuereinheit für beide Verstellvorgänge vorgese
hen. Diese weist insbesondere einen Vertikalpositionsspeicher
zur Speicherung einer vorbestimmten Anzahl von Höheneinstel
lungen auf, der mit dem Neigungswinkelspeicher für die Nei
gungsverstellung zusammenhängend ausgebildet ist oder zumin
dest derart mit diesem zusammenwirkt, daß in der Steuerein
heit eine Mehrzahl von Winkelstellungen und Höhenpositionen
zusammen speicherbar und in der Kombination auf Knopfdruck
abrufbar ist.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im
übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der
Figuren. Von diesen zeigen:
Fig. 1 und 1a eine Skizze zur Erläuterung des grundsätzli
chen Aufbaus und einer Variante der Kraftübertra
gung zur Crash-Verstellung und Neigungsverstellung
der Kopfstütze bei einem erfindungsgemäßen Fahr
zeugsitz,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines
Pkw-Vordersitzes gemäß einer ersten Ausführungsform
der Crash-Auslösung und
Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines
Pkw-Vordersitzes gemäß einer zweiten Ausführungs
form.
In Fig. 1 sind grob schematisch in Art einer Querschnittsdar
stellung des oberen Abschnittes der Rückenlehne eines Pkw-
Sitzes 1 die für das Verständnis einer Ausführungsform der
Erfindung wesentlichen Komponenten gezeigt. Der Pkw-Sitz 1
umfaßt die Rückenlehne 3 mit annähernd vertikal ausgerichte
ten Kopfstützenführungen 5 zur Halterung einer Kopfstütze 7.
Diese besteht im wesentlichen aus einem Kopfstützen-Hinter
teil 9, welches fest mit Kopfstützenstangen 11? zur vertikal
verschieblichen Halterung in den Kopfstützenführungen 5 der
Rückenlehne 3 verbunden ist, und einem gegenüber dem Kopf
stützen-Hinterteil 9 beweglichen Kopfstützen-Vorderteil 13.
Das Kopfstützen-Vorderteil 13 ist um eine horizontale Dreh
achse 15 am oberen, nach vorn gebogenen Ende des Kopfstützen-
Hinterteils 9 verschwenkbar, womit sein unteres Ende effektiv
in Richtung des Pfeils x zum Hinterkopf eines (nicht darge
stellten) Fahrzeuginsassen hin oder von diesem weg bewegbar
ist. In der Figur ist eine erste Drehstellung des Kopfstüt
zen-Vorderteils 13 durchgezogen und eine zweite Drehstellung
gestrichelt dargestellt.
Zwischen dem Kopfstützen-Hinterteil 9 und dem Kopfstützen-
Vorderteil 13 ist eine das Vorderteil gegenüber dem Hinter
teil fixierende Spreizhebelanordnung 17 vorgesehen. Dieser
ist ein Federelement 18 zugeordnet, das den Spreizhebeln und
damit dem Kopfstützen-Vorderteil 13 gegenüber dem Hinterteil
9 eine Vorspannung erteilt. Ein Bowdenzug 19 ist mit dem
einen Ende an einem Anlenkpunkt 17a der Spreizhebelanordnung
17 befestigt.
Der Bowdenzug 19 verzweigt sich in einem Kopplungselement 20,
welches in Fig. 1a genauer dargestellt ist, in einen ersten
und zweiten Bowdenzug-Abzweig 19.1 und 19.2. Wie in Fig. 1a
zu erkennen ist, umfaßt das Kopplungselement 20 im wesentli
chen einen Drahtverbinder 20a, der die Enden der Innendrähte
des einteiligen Bowdenzugabschnittes 19 und der beiden
Abzweige 19.1 und 19.2 derart fest miteinander verbindet, daß
- in Art eines Oder-Gliedes - eine an einem der Abzweige
19.1, 19.2 wirkende Zugkraft in den einteiligen Abschnitt 19
weitergeleitet wird.
Ein erstes Ende des Bowdenzuges (genauer gesagt: eines Innen
drahtes) ist um eine Rolle 21a gewickelt, die auf der Welle
eines Elektromotors 21 zur Neigungsverstellung sitzt. Der
Elektromotor wird - was in der Figur nicht dargestellt ist -
durch einen Betätigungsschalter oder über eine elektronische
Steuereinheit angesteuert. Das zweite Ende des Bowdenzuges
ist (was in Fig. 1 allerdings nicht dargestellt ist) mit
einem weiter unten anhand von Beispielen genauer beschriebe
nen Antrieb zur Crash-Auslösung verbunden.
Bei Ansteuerung des Elektromotors über ein entsprechendes
Steuersignal ("Kopfstütze nach vorn" bzw. "Kopfstütze nach
hinten") wird die Rolle 21a in eine der beiden mit dem Pfeil
symbolisierten Drehrichtungen gedreht und der Innendraht des
Bowdenzuges 19 angezogen oder entspannt, woraufhin das Kopf
stützen-Vorderteil 13 über die Spreizhebelanordnung 17 im
Zusammenwirken mit dem Federelement 18 gegenüber dem Kopf
stützen-Hinterteil nach vorn oder hinten bewegt wird. Auf
grundsätzlich ähnliche Weise wird die bei einer Crash-Auslö
sung aufgebrachte Antriebskraft auf das Kopfstützen-Vorder
teil übertragen, jedoch erfolgt in diesem Fall die Kraftüber
tragung sehr schnell, und die Spreizhebelanordnung wird bis
in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Über-Totpunkt-Posi
tion gestreckt.
In dieser Stellung wirkt die Hebelanordnung selbstsperrend,
kann also beim Aufprall des Hinterkopfes des Fahrzeuginsassen
nicht in ihre ursprünglich eingestellte Lage zurückweichen
und fängt den Kopf dadurch sicher auf. Sie muß nach dem
Unfall auf geeignete (an sich bekannte) Weise manuell
entriegelt werden und kann dann in die eingestellte Nei
gungsposition zurückgeführt werden.
Zu beachten ist, daß das Federelement 18 eine solche Feder
konstante haben muß, daß die eingestellte Winkelstellung des
Kopfstützen-Vorderteils auch bei einem heftigen Anlegen des
Hinterkopfes des Fahrzeuginsassen erhalten bleibt.
Fig. 2 zeigt in einer gestrichelt gezeichneten perspektivi
schen Darstellung einen Pkw-Vordersitz 100 mit einem Sitzteil
101, einer Rückenlehne 103 und einer Kopfstütze 105, in die
eine Antriebseinrichtung 107 für einen (nicht dargestellten)
Verstellmechanismus eingebaut ist, mit dem die Kopfstütze 105
im Falle eines Heck- und wahlweise auch Frontalcrashs ver
stellt werden kann. Das Sitzteil 101 und die Rückenlehne 103
haben getrennte Rahmenteile 109 bzw. 111 aus Metallprofilen.
Die Kopfstütze 105 hat den weiter oben beschriebenen Aufbau,
von dem in dieser Figur das Kopfstützen-Hinterteil 105A, die
horizontale Drehachse 105B und das schwenkbare Kopfstützen-
Vorderteil 105C zu sehen sind.
Die Antriebseinrichtung 107 umfaßt beispielsweise insgesamt
fünf Stahldrähte 113, die jeweils mit dem einen Ende an einem
der aufrecht stehenden Abschnitte des Rahmenteils 111 der
Rückenlehne 103 befestigt sind und am anderen Ende einen
Haken 113a aufweisen. Die Stahldrähte 113 verlaufen im
wesentlichen waagerecht sowie quer zur Fahrzeuglängsachse und
somit zur Bewegungsrichtung eines (nicht dargestellten) Fahr
zeuginsassen im Falle eines Heckaufpralls und umgreifen mit
ihren Haken 113a alternierend von beiden Seiten einen im
wesentlichen vertikal verlaufenden Bowdenzug 115.
Der Bowdenzug 115 ist mit dem einen Ende an einem unteren
Querträger 117 des Rahmenteils 111 befestigt, und sein oberes
Ende ist - was in der Figur nicht näher dargestellt ist - mit
dem Kopfstützen-Vorderteil 105C bzw. einem diesem zugeordne
ten Hebel-Gelenk-Mechanismus verbunden. Die Stahldrähte 113
und der Bowdenzug 115 sind jeweils über den größeren Teil
ihrer Längserstreckung beweglich in eine Lastverteilerplatte
119 eingebettet, die insbesondere auch die Eingriffsstellen
der Haken 113a mit dem Bowdenzug 115 gegenüber dem Körper des
erwähnten Fahrzeuginsassen abdeckt.
Wenn bei einem hinreichend starken Heckaufprall oder
"Rebound" nach einem Frontaufprall der Körper des Fahrzeugin
sassen mit einer das Aufnahmevermögen der (nicht dargestell
ten) Polsterung übersteigenden Beschleunigung von vorn gegen
die Rückenlehne 103 gepreßt wird, dann wird er insbesondere
auch gegen die Stahldrähte 113 gedrückt, und diese ziehen am
jeweiligen Eingriffspunkt des Hakens 113a mit dem Bowdenzug
115 diesen zu sich hin, da sie selbst undehnbar sind.
Der biegsame Bowdenzug 115 nimmt infolge des durch die Stahl
drähte 113 alternierend von beiden Seiten ausgeübten Zuges
eine zickzack- oder mäanderförmige Gestalt an. Sein (oberes)
freies Ende wird dadurch um einen den Verschiebungsbetrag des
Fahrzeuginsassen in Richtung auf die Rückenlehne wesentlich
übersteigenden Betrag in Richtung des Pfeils in der Figur
nach unten gezogen und löst dabei eine Schwenkbewegung des
Kopfstützen-Vorderteils aus, die z. B. durch eine mittels des
Bowdenzuges freigegebene Druckfedereinrichtung zwischen Kopf
stützen-Hinterteil und Kopfstützen-Vorderteil angetrieben
werden kann.
In Fig. 3 ist eine weitere Antriebseinrichtung 207 in einem
hinsichtlich seines sonstigen Aufbaus mit dem Sitz nach
Fig. 2 übereinstimmenden Pkw-Vordersitz 200 skizziert. Die
Antriebseinrichtung 207 umfaßt hier insgesamt sechs faserver
stärkte, z. B. kevlarverstärkte Kunststoffbänder 213, die
alternierend von beiden Seiten her um ein als sekundäres Zug
element dienendes, ebenfalls faserverstärktes Kunststoffkabel
215 geschlungen und jeweils mit beiden Enden in entsprechen
den Schlitzen der aufrechten Abschnitte des Rahmenteils 211
befestigt sind.
Die Funktion dieser Anordnung entspricht grundsätzlich voll
kommen derjenigen nach der ersten Ausführungsform. Die Kunst
stoffbänder 213 und das Kunststoffkabel 215 wirken in ähnli
cher Weise reibungsarm zusammen wie die Drähte nach Fig. 2
mit dem dort als sekundäres Zugelement vorgesehenen Bowden
zug. Die gegenüber Stahldrähten flächigere Ausbildung der
primären Zugelemente als Netze bzw. Bänder nach Fig. 2 und 3
ermöglicht bei diesen letztgenannten Ausführungen das Weglas
sen eines gesonderten Lastverteilelementes.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschrie
benen Ausführungen beschränkt, sondern ebenso in einer Viel
zahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Han
delns liegen.
1
;
100
;
200
Fahrzeugsitz (Pkw-Vordersitz)
3
;
103
;
203
Rückenlehne
5
Kopfstützenführung
7
;
105
;
205
Kopfstütze
9
;
105
A;
205
A Kopfstützen-Hinterteil
11
Kopfstützenstange
13
;
105
C;
205
C Kopfstützen-Vorderteil
15
;
105
B;
205
B Drehachse
17
Spreizhebelanordnung
17
a Anlenkpunkt
18
Federelement
19
Bowdenzug
19.1
,
19.2
Bowdenzug-Abzweig
20
Kopplungselement
20
a Drahtverbinder
101
;
201
Sitzteil
107
;
207
Antriebseinrichtung
109
,
111
;
209
,
211
Rahmenteil
113
Stahldraht
113
a Haken
115
Bowdenzug
117
;
217
Querträger
119
Lastverteilerplatte
213
Kunststoffband
215
Kunststoffkabel
Claims (30)
1. Fahrzeugsitz (1; 100; 200), insbesondere für einen Per
sonenkraftwagen, mit einer Rückenlehne (3; 103; 203) und
einer an deren oberem Ende angeordneten Kopfstütze (7;
105; 205), die ein im wesentlichen starr in der Rücken
lehne gehaltertes Kopfstützen-Hinterteil (9; 105A; 205A)
und ein um eine im wesentlichen horizontale Drehachse
(15; 105B; 205B), insbesondere am oberen Ende des Kopf
stützen-Hinterteils, schwenkbares Kopfstützen-Vorderteil
(13; 105C; 205C) aufweist,
gekennzeichnet durch
mindestens eine Antriebseinrichtung (17, 19, 21; 107;
207) zum Nach-Vorn-Schwenken des Kopfstützen-Vorderteils
um die Drehachse um einen großen Winkelbetrag im Anspre
chen auf ein einen Fahrzeugaufprall kennzeichnendes er
stes Steuersignal und um einstellbare Winkelbeträge im
Ansprechen auf ein eine gewünschte Kopfstützenneigung
kennzeichnendes zweites Steuersignal zur Neigungsver
stellung.
2. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung ein zumindest mittelbar auf
das Kopfstützen-Vorderteil einwirkendes Element, insbe
sondere eine Bowdenzugeinrichtung (19; 115), als
Kraftübertragungselement umfaßt.
3. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung einen Elektromotor (21) als
erstes Antriebselement zur Neigungsverstellung umfaßt.
4. Fahrzeugsitz nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor auch das Nach-Vorn-Schwenken bei
einem Fahrzeugaufprall bewirkt.
5. Fahrzeugsitz nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
einen den Elektromotor ansteuernden elektronischen Steu
ersignalgeber, der die Annäherung eines anderen Fahrzeu
ges und/oder die Annäherung des Fahrzeuginsassen an die
Rückenlehne erfaßt und unter vorbestimmten Weg-Zeit-Kri
terien auswertet und bei deren Erfüllung ein einen be
vorstehenden oder erfolgten Fahrzeugaufprall kennzeich
nendes zweites Steuersignal ausgibt.
6. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch
einen mechanischen Aktuator (113; 213) bzw. Signalgeber
für das erste Steuersignal, der die dem Fahrzeuginsassen
bei dem Fahrzeugaufprall erteilte Beschleunigung erfaßt
und in eine Antriebskraft für die Antriebseinrichtung
zum Nach-Vorn-Schwenken bei dem Fahrzeugaufprall um
setzt.
7. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kraftübertragungselement (19) auf eine zwischen
dem Kopfstützen-Hinterteil (9) und dem Kopfstützen-Vor
derteil (13) angeordnete, insbesondere federbelastete,
Spreizhebeleinrichtung (17) derart wirkt, daß die Über
tragung einer Zugkraft ein Wegspreizen des Kopfstützen-
Vorderteils gegenüber dem Kopfstützen-Hinterteil um die
Drehachse (15) bewirkt.
8. Fahrzeugsitz nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spreizhebeleinrichtung (17) eine Arretierungs
einrichtung zum Arretieren in der ausgespreizten Stel
lung, insbesondere in einer Über-Totpunkt-Position, auf
weist.
9. Fahrzeugsitz nach Anspruch 2 und einem der
Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugelement (19) einen Verbindungs- bzw. Verzwei
gungspunkt (20) aufweist, an dem einerseits ein An
triebselement zur Neigungsverstellung und andererseits
ein Antriebselement zum Nach-Vorn-Schwenken bei einem
Fahrzeugaufprall angreift.
10. Fahrzeugsitz nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Verbindungs- bzw. Verzweigungspunkt ein Kopp
lungselement (20) zur festen Verbindung des Bowdenzuges
(19) mit zwei Zugdrähten (19.1; 19.2) vorgesehen ist.
11. Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Kopfstützen-Vorderteil ein mit einem Elektromotor
verbundenes aktives Zugelement, insbesondere eine Bow
denzugeinrichtung, angebracht und zwischen dem Kopfstüt
zen-Hintereil und dem Kopfstützen-Vorderteil ein sich
gegen das Kopfstützen-Hinterteil abstützendes und das
Kopfstützen-Vorderteil nach vorn vorspannendes passives
Druckfederelement angeordnet ist.
12. Fahrzeugsitz nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das passive Druckfederelement eine Stahl-Schrauben
feder aufweist.
13. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Kopfstützen-Vorderteil ein zumindest mittelbar
mit einem Elektromotor verbundenes aktives, insbesondere
selbstsperrendes, Druckelement angebracht ist.
14. Fahrzeugsitz nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aktive Druckelement als Zahnstange einer zwi
schen dem Kopfstützen-Hinterteil und dem Kopfstützen-
Vorderteil angeordneten Zahnstangen-Ritzel-Einrichtung
ausgebildet ist.
15. Fahrzeugsitz nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aktive Druckelement als Kolbenstange einer zwi
schen dem Kopfstützen-Hinterteil und dem Kopfstützen-
Vorderteil angeordneten Kolben-Zylinder-Einrichtung aus
gebildet ist, welche mittelbar über eine Hydraulikpumpe
elektromotorisch angetrieben wird.
16. Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine mit einem Steuersignaleingang der Antriebseinrich
tung verbundene elektronische Steuereinheit, die insbe
sondere einen Neigungswinkelspeicher zur Speicherung
einer Mehrzahl vorbestimmter Winkelpositionen des Kopf
stützen-Vorderteils um die Drehachse aufweist, zur Aus
gabe des zweiten Steuersignals.
17. Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine motorische oder hydraulische Antriebseinrichtung
zur Höhenverstellung der Kopfstütze.
18. Fahrzeugsitz nach Anspruch 16 und 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronische Steuereinheit einen Vertikalposi
tionsspeicher zur Speicherung einer vorbestimmten Anzahl
von Höheneinstellungen der Kopfstütze aufweist, welcher
insbesondere mit dem Neigungswinkelspeicher zusammenhän
gend ausgebildet ist oder zusammenwirkt, derart, daß in
der Steuereinheit eine Mehrzahl von Winkelstellung/
Höhenposition-Wertepaaren zur Einstellung der Kopfstütze
speicherbar ist.
19. Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung zum Nach-Vorn-Schwenken
zusammen mit der Kopfstütze, insbesondere vermittels
eines Antriebes zur Höhenverstellung, höhenverstellbar
ist.
20. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 6 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mechanische Aktuator bzw. Steuersignalgeber für
das erste Steuersignal eine in der Rückenlehne angeord
nete und gegenüber einem im wesentlichen starren Rahmen
der Rückenlehne mit einer Bewegungskomponente parallel
zur Fahrtrichtung bewegbare Druckplatte aufweist.
21. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 6 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mechanische Aktuator eine Mehrzahl primärer Zugelemente (113; 213), die jeweils mit mindestens einem Ende an einem Rückenlehnenrahmen (109, 111; 209, 211) befestigt und im Verschiebungsbereich des Fahrzeugin sassen angeordnet sind, und
ein sekundäres, langgestrecktes Zugelement (115; 215) aufweist, das mit mindestens einem Ende an dem Rücken lehnenrahmen und an mindestens einem Punkt mit dem Kopf stützen-Vorderteil (105C; 205C) oder der zugeordneten Antriebseinrichtung verbunden ist und in dessen Längs verlauf die primären Zugelemente im wesentlichen alter nierend von gegenüberliegenden Seiten angreifen derart, daß es bei einer Beaufschlagung der primären Zugelemente durch eine Verschiebung des Fahrzeuginsassen im wesent lichen zickzack- oder mäanderförmig verformt wird und dabei das Kopfstützen-Vorderteil antreibt bzw. dessen Antriebseinrichtung steuert.
daß der mechanische Aktuator eine Mehrzahl primärer Zugelemente (113; 213), die jeweils mit mindestens einem Ende an einem Rückenlehnenrahmen (109, 111; 209, 211) befestigt und im Verschiebungsbereich des Fahrzeugin sassen angeordnet sind, und
ein sekundäres, langgestrecktes Zugelement (115; 215) aufweist, das mit mindestens einem Ende an dem Rücken lehnenrahmen und an mindestens einem Punkt mit dem Kopf stützen-Vorderteil (105C; 205C) oder der zugeordneten Antriebseinrichtung verbunden ist und in dessen Längs verlauf die primären Zugelemente im wesentlichen alter nierend von gegenüberliegenden Seiten angreifen derart, daß es bei einer Beaufschlagung der primären Zugelemente durch eine Verschiebung des Fahrzeuginsassen im wesent lichen zickzack- oder mäanderförmig verformt wird und dabei das Kopfstützen-Vorderteil antreibt bzw. dessen Antriebseinrichtung steuert.
22. Fahrzeugsitz nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die primären Zugelemente (113; 213) als quer oder
schräg zur Verschiebungsrichtung des Fahrzeuginsassen
sowie quer oder schräg zur Längsachse des sekundären
Zugelementes verlaufende, im wesentlichen undehnbare
Drähte oder Bänder ausgebildet sind, die insbesondere
das sekundäre Zugelement (115; 215) umschlingen und mit
beiden Enden am Rückenlehnenrahmen befestigt sind oder
mit jeweils einem Ende am Rückenlehnenrahmen (109, 111;
209, 211) befestigt sind und am freien Ende einen Haken
oder eine Öse aufweisen, mit dem bzw. der sie das sekun
däre Zugelement umgreifen oder die mit einem Ende am
Rückenlehnenrahmen befestigt und mit ihrem freien Ende
fest mit dem sekundären Zugelement verbunden sind.
23. Fahrzeugsitz nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß das sekundäre Zugelement (115) als im wesentlichen
undehnbarer, ausgeprägt biegsamer Draht oder undehnba
res, biegsames Band ausgebildet ist.
24. Fahrzeugsitz nach Anspruch 21 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die primären Zugelemente durch mindestens je ein auf
einer Seite des sekundären Zugelementes angeordnetes und
dieses an einer Mehrzahl von Punkten umgreifendes oder
an einer Mehrzahl von Punkten mit diesem befestigtes
Flächen-Zugelement, insbesondere als im wesentlichen
undehnbares Gitter, Geflecht oder Gewebe, gebildet sind.
25. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 21 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die primären Zugelemente (113; 213) alternierend an
den gegenüberliegenden Seitenwangen (111; 211) des
Rückenlehnenrahmens befestigt sind und das sekundäre
Zugelement (115; 215) an einem Querträger in einem unte
ren oder oberen Endbereich der Rückenlehne oder an einem
Querträger des Sitzteils befestigt ist.
26. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 21 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die primären Zugelemente (113; 213) und das sekun
däre Zugelement (115; 215) hinter einer Rückenlehnenpol
sterung des Fahrzeugsitzes angeordnet sind.
27. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 21 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß die primären Zugelemente (113) und das sekundäre
Zugelement (115) in ein zumindest ihre Verbindungsberei
che gegenüber dem Fahrzeuginsassen überdeckendes flächi
ges Lastverteilungselement (119), insbesondere eine
Lastverteilerplatte, beweglich eingefügt sind.
28. Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung einen mit dem Kopfstützen-
Vorderteil verbundenen und durch das Steuersignal beauf
schlagten Kraftspeicher, insbesondere eine gegen die
Rückenlehne oder das Kopfstützen-Hinterteil abgestützte
und gegen das Kopfstützen-Vorderteil vorgespannte Druck
federeinrichtung, aufweist.
29. Fahrzeugsitz nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Kraftspeicher eine Arretierungs- und/oder eine
Dämpfungseinrichtung zugeordnet ist, die das Zurückwei
chen des Kopfstützen-Vorderteiles unmittelbar nach dem
Nach-Vorn-Schwenken verhindert oder wesentlich
erschwert.
30. Fahrzeugsitz nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungseinrichtung ein hydraulisches oder Rei
bungs-Dämpfungsglied umfaßt.
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