DE10041528A1 - Fahrzeugsitz - Google Patents

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.

Bezugszeichenliste

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.

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.