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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Ein derartiger Fahrzeugsitz ist aus der
DE 195 48 339 A1 bekannt.
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Seit
Jahrzehnten wird der Erhöhung
der passiven Sicherheit bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen,
insbesondere Personenkraftwagen, größtes Augenmerk geschenkt. Neben
Bemühungen
zur Optimierung der gesamten Fahrzeugstruktur zur Verbesserung des
Crashverhaltens mittels CAD-Techniken stehen dabei Maßnahmen
zur Erhöhung
der Insassensicherheit im Innenraum im Vordergrund. Ein Ergebnis
dieser Entwicklung sind aufwändige
und durchaus wirkungsvolle Rückhaltesysteme
mit verschiedenartigen Airbags und Gurtstraffern.
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Ein
weiteres, wenn auch in der Öffentlichkeit weniger
beachtetes Ergebnis der Bemühungen
um eine bezüglich
der Insassensicherheit 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
gemäß der
EP 0 627 340 A1 dar.
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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 Körper
des Fahrers beaufschlagte Druckplatte in der Rückenlehne über einen komplizierten und
kostspieligen Hebelmechanismus bewirkt.
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Kopfstützen, zumindest
der Vordersitze, sind dabei höhenverstellbar
ausgeführt,
um Fahrzeuginsassen mit unterschiedlicher Körpergröße jeweils eine optimal positionierte
Anlagefläche
für den
Hinterkopf bei einem Frontaufprall zu bieten. Daneben stellt die
Höhenverstellbarkeit
auch ein Komfortelement 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.
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Bei
Pkw der Oberklasse und oberen Mittelklasse haben sich in den letzten
Jahren – zumindest als
Sonderausstattung – auch
Kopfstützen
mit verstellbarer Neigung etabliert. Diese erbringen eine weitere
Verbesserung der Einstellbarkeit der Kopfstütze auf die Anatomie und bevorzugte
Körperhaltung
des Fahrzeuginsassen. Die Neigungsverstellung erfolgt bei den bekannten
Anordnungen manuell.
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Insgesamt
haben Fahrzeugsitze mit höhen- und
neigungsverstellbaren Kopfstützen – insbesondere
solche mit elektrischer Höhenverstellung – eine aufwändige Konstruktion
und sind daher kostspielig, ohne bereits allen Sicherheitsanforderungen
und Komfortansprüchen
genügen
zu können.
Insbesondere ist eine Neigungsverstellung während der Fahrt – wenn überhaupt – nur auf
umständliche
Weise möglich.
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Die
DE 195 48 339 A1 beschreibt
eine Kopfstütze
für einen
Fahrzeugsitz mit Stützbügel und
daran in Richtung der Sitztiefe schwenkbar gehaltenem Kopfpolster
sowie mit einer im Crashfall aktivierten Verstellvorrichtung zum
Verlagern des Kopfpolsters relativ zum Stützbügel, derart, daß das Kopfpolster unmittelbar
an der Halslordose und dem Hinterkopf des Sitzbenutzers anliegt.
Zur Verbesserung des Kopfstützenkomforts
durch die Möglichkeit
der Individualanpassung der Kopfstützenkontur an die Bedürfnisse
des Sitzbenutzers ist die Verstellvorrichtung dort zusätzlich mit
einem manuellen Bedienglied ausgestattet, das die Veränderung
des Einstelllage des Kopfpolsters ermöglicht, ohne die Schutzfunktion
des Kopfpolsters im Crashfall zu beeinträchtigen.
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In
der
DE 299 22 592
U1 ist eine Vorrichtung zum Verstellen einer Kopfstütze an einer
Rücklehne eines
Fahrzeugsitzes beschrieben, wobei die Kopfstütze an einer Wippe abgestützt ist,
die um eine am Rückenlehnenrahmen
festgelegte Schwenkachse schwenkbar ist, wobei am Fahrzeugsitz eine
Verstelleinrichtung gelagert ist, deren Verstellbewegung über eine
Bewegungsübertragungseinrichtung
auf die Wippe übertragbar
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich der Funktion
und der Konstruktion der Kopfstütze
verbesserten Fahrzeugsitz anzugeben, der sich durch einen einfachen
Aufbau bei zuverlässiger
Funktion und einfache Bedienbarkeit auszeichnet.
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Diese
Aufgabe wird mit einen Fahrzeugsitz gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung schließt
den grundlegenden Gedanken ein, eine als solche bekannte zweiteilige Kopfstütze mit
einem schwenkbaren Vorderteil mit einer geeigneten Antriebseinrichtung
zum Nach-Vorn-Schwenken im Falle eines Fahrzeugaufpralls zu versehen
und einen Fahrzeugsitz mit dieser kombinierten Anordnung auszurüsten. Weiterhin schließt sie den
wesentlichen Gedanken ein, eine nicht-manuelle Neigungsverstellung
in zweckmäßiger Weise
auf der Grundlage des zweiteiligen Kopfstützenaufbaus zu realisieren.
Eine derartige Kopfstütze
eignet sich zur Ausrüstung
mit einer motorischen oder hydraulischen Antriebseinrichtung besonders,
weil das starre Kopfstützen-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 Fahrzeugaufpralls
bietet.
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In
einer konstruktiv besonders sinnreich realisierbaren Ausführung ist
ein mechanischer Aktuator bzw. Steuersignalgeber vorgesehen, der
die einem Fahrzeuginsassen bei dem Fahrzeugaufprall erteilte Beschleunigung
erfaßt
und hieraus das Steuersignal 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 Rückenlehnenrahmen
mit einer Bewegungskomponente in Fahrtrichtung bewegbare Druckplatte auf.
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Eine
aus derzeitiger Sicht bevorzugte Ausführung schließt jedoch
die Erkenntnis ein, daß der als ”Antriebsquelle” nutzbare
Körper
des Fahrzeuginsassen, der bei einem Aufprall eine Beschleunigung 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 Rückenlehnen-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.
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Aus
dieser Erkenntnis ergibt sich der weitere, für die bevorzugte Ausführung der
Erfindung wesentliche Gedanke des Vorsehens einer Antriebs- bzw. Kraftübertragungseinrichtung
zur Crash-Verstellung, die aus der Verschiebung des Fahrzeuginsassen
mit kurzer Wegstrecke (zu Lasten der letztlich verfügbaren 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
konkreten Fall des Körpers
des Fahrzeuginsassen) angetrieben werden, wobei die erwähnte Verlängerung
des Verstellweges durch eine zickzack- oder mäanderförmige Deformation des sekundären Zugelementes
mittels der primären
Zugelemente gewonnen wird.
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In
einer konkreten Ausgestaltung sind die primären Zugelemente als quer oder
schräg
zur Verschiebungsrichtung des Fahrzeuginsassen sowie zur Längsachse
des sekundären
Zugelementes 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 sekundären
Zugelementes und der Längserstreckungen
der primären Zugelemente
gewährleistet
eine optimale Kraft-Weg-Umsetzung und damit vorteilhafte Funktionen
der Antriebseinrichtung.
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In
einer ersten Ausgestaltung dieser grundsätzlich bevorzugten Ausführung umschlingen
die als primäre
Zugelemente dienenden Drähte
oder Bänder das
sekundäre
Zugelement und sind mit beiden Enden am Grundkörper – speziell am Fahrzeugsitzrahmen – befestigt.
Die Befestigung beider Enden erfolgt dabei wahlweise an zueinander
eng benachbarten oder auch voneinander 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.
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In
beiden Ausführungen
kann zur Gewährleistung
einer ungehinderten Bewegung des Fahrzeuginsassen in der Sitzpolsterung
ein gewisses Spiel zwischen den jeweiligen Angriffspunkten der primären Zugelemente
und dem sekundären
Zugelement vorgesehen 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 wesentlichen spielfrei.
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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 wesentlichen undehnbarer Draht oder
Faden oder undehnbares Band ausgebildet, 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 Komponenten
besonders reibungsarm arbeiten kann.
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In
besonders einfach und kostengünstig
zu realisierenden Ausführungen
sind die primären
Zugelemente und/oder das sekundäre
Zugelement als Metalldrähte,
insbesondere Stahldrähte,
Metallbänder
(speziell Stahlbänder)
oder Fäden
oder Bänder aus
mit hochgradig zugfesten Fasern (Kevlar o. ä.) verstärktem Kunststoff ausgeführt.
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In
einer alternativen Ausführung
sind die primären
Zugelemente statt durch eine Vielzahl einzelner Drähte, Fäden oder
Bänder
durch mindestens zwei Flächen-Zugelemente
realisiert, von denen je eines zu beiden Seiten des sekundären Zugelementes
angeordnet und an der entsprechenden Seite des Grundkörpers (speziell
Fahrzeugsitzrahmens) befestigt ist. Diese Flächen-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.
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Die
Angriffspunkte am sekundären
Zugelement sind – ebenso
wie bei der Ausführung
mit einer Vielzahl einzelner, im wesentlichen 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 Auslösezustand
zu realisieren. In einer leicht herstellbaren, leichten und besonders
vorteilhaft in eine Fahrzeugrückenlehne 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.
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Die
primären
Zugelemente sind in sämtlichen
erwähnten
Ausführungen
zweckmäßigerweise an
den einander gegenüberliegenden
Seitenwangen des Fahrzeugsitzes befestigt. Die primären Zugelemente
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.
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Zusätzlich oder
alternativ hierzu ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, dass die primären
Zugelemente und das sekundäre
Zugelement hinter der Rückenlehnenpolsterung
des Fahrzeugsitzes angeordnet sind.
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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.
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Dieser
Steuersignalgeber ist mit Auswertungs- bzw. Verarbeitungseinrichtungen
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 Fahrzeuginsassen 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.
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Die
Antriebseinrichtung zur Crash-Verstellung weist in einer einfachen
und zuverlässig
wirksamen Ausführung
einen mit dem Kopfstützen-Vorderteil
verbundenen Kraftspeicher auf, insbesondere eine gegen die Rückenlehne
oder das Kopfstützen-Hinterteil
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 insbesondere ein über
das Steuersignal betätigtes
Entriegelungselement zugeordnet, das die Druckfeder zum Nach-Vorn-Schwenken
des Kopfstützen-Vorderteils freigibt.
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Weiterhin
ist der Antriebseinrichtung, speziell dem erwähnten Kraftspeicher, zweckmäßigerweise
eine Arretierungseinrichtung und/oder eine Dämpfungseinrichtung zugeordnet,
die das Zurückweichen des
Kopfstützen-Vorderteils
unter dem Druck des anprallenden Kopfes des Fahrzeuginsassen unmittelbar
nach dem Nach-Vorn-Schwenken verhindert oder doch wesentlich erschwert.
Hierdurch wird gewährleistet,
dass der Kopf des Fahr zeuginsassen zuverlässig abgefangen und das gefürchtete
Schleudertrauma infolge Überdehnen
der Halswirbelsäule verhindert
werden kann.
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Physiologisch
vorteilhaft ist hierbei der Einsatz einer Dämpfungseinrichtung, die das
Zurückweichen
des Kopfstützen-Vorderteiles
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.
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In
einer bevorzugten Ausführung
ist zur Neigungsverstellung am Kopfstützen-Vorderteil ein mit einem
Elektromotor verbundenes aktives Betätigungselement – insbesondere
eine Bowdenzugeinrichtung als Zugelement – angebracht. Zudem ist zwischen
dem Kopfstützen-Vorderteil
und dem Kopfstützen-Hinterteil
ein sich gegen letzteres abstützendes passives
Druckfederelement vorgesehen, welches das Kopfstützen-Vorderteil nach vorn (also
in Richtung auf den Hinterkopf des Fahrzeuginsassen) vorspannt.
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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.
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Eine
zur vorgenannten Ausführung
alternative Realisierung der Neigungsverstellung umfaßt ein dem
Kopfstützen-Vorderteil
zugeordnetes aktives Druckelement, mit dem das Kopfstützen-Vorderteil
in eine gewünschte
Winkellage relativ zum Hinterteil gebracht und in dieser Lage verriegelt
wird. Besonders geeignet ist hierbei ein selbstsperrender Antrieb;
alternativ kann einem Antrieb ohne eigene Selbstsperrwirkung auch
eine separate Arretierungseinrichtung zugeordnet sein.
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Bevorzugte
Ausführungen
des aktiven Druckelementes sind eine Zahnstangen-Ritzel-Einrichtung,
bei der das Ritzel insbesondere auf der Welle des als Antriebsquelle
dienenden Elektromotors sitzt, oder die Kolbenstange bzw. ein ähnliches bewegliches
Element einer Kolben-Zylinder-Einrichtung. Die letzterer wird zweckmäßigerweise
mittelbar über
eine Hydraulikpumpe elektromotorisch angetrieben und kann ganz oder
zumindest teilweise zwischen dem Kopfstützen-Hinterteil und dem Kopfstützen-Vorderteil
angeordnet sein.
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Im
Hinblick auf den allgemeinen Trend des Einsatzes separater Stellmotoren
für die
verschiedensten Verstellfunktionen im Automobilbau wird diese letztgenannte
Variante aber eher Sonderanwendungen vorbehalten sein.
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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.
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In
einer bevorzugten Ausführung
ist neben der Neigungsverstellung eine motorische oder hydraulische
Höhenverstellung
der Kopfstütze
vorgesehen. Zur Höhenverstellung
wird im Regelfall ein gesonderter Antrieb vorhanden sein.
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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 Antriebseinrichtung mit einer Zahnstangen-Ritzel-Anordnung an, während die
letztere Ausführung
in Verbindung mit einer Bowdenzugeinrichtung sinnvoll ist.
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Bei
der Ausführung
des Fahrzeugsitzes mit kombinierter Höhen- und Neigungsverstellung
ist bevorzugt eine kombinierte elektronische Steuereinheit für beide
Verstellvorgänge
vorgesehen. Diese weist insbesondere einen Vertikalpositionsspeicher
zur Speicherung einer vorbestimmten Anzahl von Höheneinstellungen auf, der mit
dem Neigungswinkelspeicher für
die Neigungsverstellung zusammenhängend ausgebildet ist oder
zumindest derart mit diesem zusammenwirkt, daß in der Steuereinheit eine Mehrzahl
von Winkelstellungen und Höhenpositionen
zusammen speicherbar und in der Kombination auf Knopfdruck abrufbar
ist.
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Vorteile
und Zweckmäßigkeiten
der Erfindung ergeben sich im übrigen
aus den Unteransprüchen
sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
anhand der Figuren. Von diesen zeigen:
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1 und 1a eine
Skizze zur Erläuterung
des grundsätzlichen
Aufbaus und einer Variante der Kraftübertragung zur Crash-Verstellung
und Neigungsverstellung der Kopfstütze bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz,
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2 eine
schematische perspektivische Darstellung eines Pkw-Vordersitzes
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Crash-Auslösung
und
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3 eine
schematische perspektivische Darstellung eines Pkw-Vordersitzes
gemäß einer zweiten
Ausführungsform.
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In 1 sind
grob schematisch in Art einer Querschnittsdarstellung 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 ausgerichteten Kopfstützenführungen 5 zur
Halterung einer Kopfstütze 7.
Diese besteht im wesentlichen aus einem Kopfstützen-Hinterteil 9,
welches fest mit Kopfstützenstangen 11 zur
vertikal verschieblichen Halterung in den Kopfstützenführungen 5 der Rückenlehne 3 verbunden
ist, und einem gegenüber
dem Kopfstützen-Hinterteil 9 beweglichen Kopfstützen-Vorderteil 13.
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Das
Kopfstützen-Vorderteil 13 ist
um eine horizontale Drehachse 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 dargestellten) Fahrzeuginsassen hin oder von diesem weg
bewegbar ist. In der Figur ist eine erste Drehstellung des Kopfstützen-Vorderteils 13 durchgezogen und
eine zweite Drehstellung gestrichelt dargestellt.
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Zwischen
dem Kopfstützen-Hinterteil 9 und dem
Kopfstützen-Vorderteil 13 ist
eine das Vorderteil gegenüber
dem Hinterteil 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.
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Der
Bowdenzug 19 verzweigt sich in einem Kopplungselement 20,
welches in 1a genauer dargestellt ist,
in einen ersten und zweiten Bowdenzug-Abzweig 19.1 und 19.2.
Wie in 1a zu erkennen ist, umfaßt das Kopplungselement 20 im
wesentlichen 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.
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Ein
erstes Ende des Bowdenzuges (genauer gesagt: eines Innendrahtes)
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 1 allerdings nicht dargestellt
ist) mit einem weiter unten anhand von Beispielen genauer beschriebenen
Antrieb zur Crash-Auslösung verbunden.
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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 Kopfstützen-Vorderteil 13 über die
Spreizhebelanordnung 17 im Zusammenwirken mit dem Federelement 18 gegenüber dem
Kopfstützen-Hinterteil
nach vorn oder hinten bewegt wird. Auf grundsätzlich ähnliche Weise wird die bei
einer Crash-Auslösung
aufgebrachte Antriebskraft auf das Kopfstützen-Vorderteil übertragen,
jedoch erfolgt in diesem Fall die Kraftübertragung sehr schnell, und
die Spreizhebelanordnung wird bis in die in 1 gestrichelt
dargestellte Über-Totpunkt-Position
gestreckt.
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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 Neigungsposition zurückgeführt werden.
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Zu
beachten ist, dass das Federelement 18 eine solche Federkonstante
haben muß,
daß die
eingestellte Winkelstellung des Kopfstützen-Vorderteils auch bei einem
heftigen Anlegen des Hinterkopfes des Fahrzeuginsassen erhalten
bleibt.
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2 zeigt
in einer gestrichelt gezeichneten perspektivischen 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 verstellt werden
kann. Das Sitzteil 101 und die Rückenlehne 103 haben
getrennte Rahmenteile 109 bzw. 111 aus Metallprofilen.
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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.
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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) Fahrzeuginsassen
im Falle eines Heckaufpralls und umgreifen mit ihren Haken 113a alternierend
von beiden Seiten einen im wesentlichen vertikal verlaufenden Bowdenzug 115.
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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 zugeordneten 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.
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Wenn
bei einem hinreichend starken Heckaufprall oder ”Rebound” nach einem Frontaufprall
der Körper
des Fahrzeuginsassen mit einer das Aufnahmevermögen der (nicht dargestellten)
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.
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Der
biegsame Bowdenzug 115 nimmt infolge des durch die Stahldrähte 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
Kopfstützen-Hinterteil
und Kopfstützen-Vorderteil
angetrieben werden kann.
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In 3 ist
eine weitere Antriebseinrichtung 207 in einem hinsichtlich
seines sonstigen Aufbaus mit dem Sitz nach 2 übereinstimmenden Pkw-Vordersitz 200 skizziert.
Die Antriebseinrichtung 207 umfasst hier insgesamt sechs
faserverstärkte,
z. B. kevlarverstärkte
Kunststoffbänder 213,
die alternierend von beiden Seiten her um ein als sekundäres Zugelement
dienendes, ebenfalls faserverstärktes Kunststoffkabel 215 geschlungen
und jeweils mit beiden Enden in entsprechenden Schlitzen der aufrechten
Abschnitte des Rahmenteils 211 befestigt sind.
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Die
Funktion dieser Anordnung entspricht grundsätzlich vollkommen derjenigen
nach der ersten Ausführungsform.
Die Kunststoffbänder 213 und das
Kunststoffkabel 215 wirken in ähnlicher Weise reibungsarm
zusammen wie die Drähte
nach 2 mit dem dort als sekundäres Zugelement vorgesehenen
Bowdenzug. Die gegenüber
Stahldrähten
flächigere
Ausbildung der primären
Zugelemente als Netze bzw. Bänder
nach 2 und 3 ermöglicht bei diesen letztgenannten
Ausführungen
das Weglassen eines gesonderten Lastverteilelementes.
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- 1;
100; 200
- Fahrzeugsitz
(Pkw-Vordersitz)
- 3;
103; 203
- Rückenlehne
- 5
- Kopfstützenführung
- 7;
105; 205
- Kopfstütze
- 9;
105A; 205A
- Kopfstützen-Hinterteil
- 11
- Kopfstützenstange
- 13;
105C; 205C
- Kopfstützen-Vorderteil
- 15;
105B; 205B
- Drehachse
- 17
- Spreizhebelanordnung
- 17a
- Anlenkpunkt
- 18
- Federelement
- 19
- Bowdenzug
- 19.1,
19.2
- Bowdenzug-Abzweig
- 20
- Kopplungselement
- 20a
- Drahtverbinder
- 101;
201
- Sitzteil
- 107;
207
- Antriebseinrichtung
- 109,
111; 209, 211
- Rahmenteil
- 113
- Stahldraht
- 113a
- Haken
- 115
- Bowdenzug
- 117;
217
- Querträger
- 119
- Lastverteilerplatte
- 213
- Kunststoffband
- 215
- Kunststoffkabel