DE10153133A1 - Kopfstütze für einen Kraftfahrzeugsitz - Google Patents

Abstract

Es ist eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz bekannt, die aus einem Polsterträger besteht, an dem oben ein Kopfpolster angelenkt ist. Im unteren Bereich des Kopfpolsters ist ein aufblasbarer Luftsack angeordnet, der in einem Crashfall sich schlagartig mit Luft füllt und dabei im Nackenbereich als Abstützung für den Kopf dient. Die erfindungsgemäße aktive Kopfstütze soll bei einem Unfall das Verletzungsrisiko eines Passagiers insbesondere im Kopf- und Nackenbereich reduzieren. DOLLAR A Erfindungegemäß weist die Kopfstütze (1) für einen Kraftfahrzeugsitz eine dem Kopf eines Passagiers zugewandte Stützfläche (12) auf, der in einer Ruhestellung mit der Kopfstütze (1) oberflächenbündig und zumindest über eine lösbare Verbindung (14) verbunden ist. Durch ein Stellelement (15) wird bei einem Unfall die Stützfläche (12) in eine Wirkstellung zum Kopf hin verlagert, wobei die Verbindung (14) gelöst wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für einen Kraftfahrzeugsitz.
• Aus der DE 39 00 495 A1 ist eine Kopfstütze für einen Kraftfahrzeugsitz bekannt, die über eine Halterung an dem oberen Bereich der Rückenlehne abgestützt ist. Die Kopfstütze weist ein relativ zur übrigen Kopfstütze verlagerbares Polsterelement auf, das eine Verstelleinrichtung selbsttätig in eine an den Kopf des Sitzbenutzers seitlich oder von hinten angenäherte Stützlage verlagert und anschließend an der Kopfstütze arretiert, wenn ein Sensor einen drohenden Zusammenstoß erfasst.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aktive Kopfstütze zu schaffen, die bei einem Unfall das Verletzungsrisiko eines Passagiers im Kopf- und/oder Nackenbereich reduziert.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Gemäß Patentanspruch 1 weist eine Kopfstütze für einen Kraftfahrzeugsitz eine dem Kopf eines Passagiers zugewandte Stützfläche auf, die in einer Ruhestellung mit der Kopfstütze oberflächenbündig und zumindest über eine lösbare Verbindung verbunden ist. Durch ein Stellelement wird bei einem Unfall die Stützfläche in eine Wirkstellung zum Kopf hin verlagert, wobei die Verbindung gelöst wird.
• Mit der erfindungsgemäßen aktiven Kopfstütze ist einerseits der aus Komfortgründen notwendige Abstand zwischen Kopf und Kopfstütze im Normalfall gewährleistet, andererseits wird bei einem Unfall der Abstand durch das Verlagern der Stützfläche deutlich verkleinert, sodass eine Relativbewegung zwischen Kopf und Oberkörper bei einem Unfall verringert wird. Dadurch reduziert sich die Belastung des Passagiers bei einem Heckaufprall. Eine derartige aktive Kopfstütze ist auch als Nachrüstlösung gut geeignet, da im Gegensatz zu bekannten aktiven Kopfstützen keine zusätzliche Mechanik in einer Lehne des Kraftfahrzeugsitzes erforderlich ist. Dies gewährleistet auch eine Steifigkeit des Systems Kopfstütze zu Kraftfahrzeugsitz, die nahezu genauso groß ist wie bei herkömmlichen passiven Kopfstützen.
• Die Stützfläche wird in einer günstigen Weiterbildung nach der Verlagerung fest in der Wirkstellung gehalten. Dadurch kann sich die Stützfläche nicht versehentlich wieder zurückverlagern, sondern verbleibt zwangsweise zur Sicherheit des Passagiers in der Wirkstellung. Die Kopfstütze bietet so auch bei einem zweiten Aufprall von hinten dieselbe Sicherheit wie beim ersten Aufprall.
• Die lösbare Verbindung kann idealerweise eine Verrastung sein. Eine Verrastung ist eine besonders einfache Verbindung, die leicht gelöst werden kann. Eine Verrastung ist auch gut reversibel, d. h. nach einer Verlagerung der Stützfläche von der Ruhestellung in die Wirkstellung kann die Stützfläche auch leicht wieder in die Ruhestellung gebracht werden. In einer ebenfalls sehr geeigneten Variante ist die lösbare Verbindung eine Sollbruchstelle. Eine Sollbruchstelle lässt sich besonders einfach herstellen, hat aber den Nachteil, dass sie nicht reversierbar ist. Sie muss so ausgelegt sein, dass die Ausstellkraft des Stellelements ausreicht, sie zu brechen.
• Vorteilhafterweise ist der Abschnitt zusätzlich an seinem unteren oder oberen Ende an die restliche Kopfstütze angelenkt. Der Abschnitt ist quasi als Klappe ausgeführt, die in ihrer Wirkstellung nach vorne ausgeklappt ist. Bei einer Anlenkung am unteren Ende bildet die Klappe in der Wirkstellung eine Art Rampe, die die "Aufsteigneigung" des Passagiers bei einem Unfall verringert. Die Festigkeit der Anlenkung muss dabei größer als die der lösbaren Verbindung sein.
• In einer besonders einfachen Ausführung kann die Anlenkung über ein Filmscharnier erfolgen. Damit sind für die Anlenkung keine zusätzlichen Scharnierbauteile erforderlich, die auch mit zusätzlichen Kosten verbunden wären.
• Aus optischen Gründen ist die Kopfstütze vorteilhafterweise zumindest im Bereich der Stützfläche mit Stoff oder Leder überspannt. Dadurch sind die Spalte zwischen der Stützfläche und der Kopfstütze nicht sichtbar. Zur Erhöhung des Komforts der Kopfstütze wird normalerweise zwischen Kopfstütze und Stoff oder Leder außerdem noch eine Polsterung, beispielsweise aus Schaumstoff, angebracht. Bei der Verlagerung der Stützfläche in die Wirkstellung beulen sich dann die Polsterung und der Stoff bzw. das Leder entsprechend der Form der Stützfläche zum Kopf des Passagiers hin aus, und die Polsterung wird - soweit vorhanden - dabei komprimiert. Dadurch ist die Polsterung in der Wirkstellung deutlich härter, als in der Ruhestellung. Die Polsterung kann so bereits bei deutlich geringeren Wegen relativ hohe Kräfte aufnehmen. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Kopfstütze sind für die Polsterung und den Stoff- bzw. Lederüberzug keine zusätzlichen Aufwendungen erforderlich.
• Das Stellelement kann sich an der Kopfstütze abstützen. Dies ist die einfachste Art der Abstützung. Als günstige Variante dazu kann das Stellelement auch an einer Halterung angebracht sein, die mit einer Lehne des Kraftfahrzeugsitzes verbunden ist und um die die Kopfstütze verschwenkbar ist. Bei einem Auslösen des Stellelements wird dadurch nicht nur die Stützfläche zum Kopf des Passagiers hin verlagert, sondern die gesamte Kopfstütze wird außerdem nach vorne verschwenkt. Dadurch wird die Stützfläche in Summe besonders weit nach vorne verlagert. Die Belastungen des Passagiers bei einem Heckaufprall reduzieren sich so noch mehr.
• Das Stellelement wird günstigerweise durch einen pyrotechnischen, pneumatischen oder hydraulischen Energiespeicher bewegt. Pyrotechnische Energiespeicher sind bereits von Airbags bekannt. Sie können innerhalb weniger Millisekunden eine großes Gasvolumen erzeugen und damit beispielsweise einen Kolben bewegen. Bei pneumatischen oder hydraulischen Stellelementen muss ein erhebliches Druckgefälle vorliegen, um ebenfalls einen Kolben in einem Zylinder sehr schnell bewegen zu können. Die Reaktionsgeschwindigkeit des Stellelements ist von großer Bedeutung, da bei einem Unfall die dem Kopf zugewandte Stützfläche der Kopfstütze innerhalb kürzester Zeit in die Wirkstellung verlagert werden muss, um wirklich das Verletzungsrisiko für den Passagier zu reduzieren. Alternativ kann das Stellelement auch eine vorgespannte mechanische Feder sein. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstige Form eines Stellelements.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen in schematischer Darstellungsweise:
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kopfstütze,
• Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II durch die Kopfstütze von Fig. 1 ohne Polster und
• Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Kopfstütze von Fig. 1 unmittelbar nach einem Heckaufprall.
• In den Figuren Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 ist eine Kopfstütze 1 abgebildet, die über einen U-förmigen Kopfstützenbügel 2 an einer hier nicht gezeigten Lehne eines Fahrzeugsitzes befestigt ist. Die Kopfstütze 1 besteht aus einem gehäuseartigen Einlegerteil 3 aus Kunststoff, auf dem das eigentliche Polster 4 befestigt ist. Das Polster 4 kann beispielsweise aus Schaumstoff bestehen, der mit Stoff oder Leder überspannt ist. Die Kopfstütze 1 ist über den Kopfstützenbügel 2 gestülpt. Das Einlegerteil 3 und damit die Kopfstütze 1 ist oben am Kopfstützenbügel 2 mittig über eine Klemmschelle 5 drehbar angebracht, die am Einlegerteil 3 befestigt ist. Die Klemmschelle 5 ermöglicht eine individuelle Neigungsverstellung der Kopfstütze 1. Die Unterseite der Kopfstütze 1 ist mit einem Abschlussdeckel 6 verschlossen. Der Abschlussdeckel 6 weist zwei längliche Öffnungen 7 auf, durch die die beiden Arme 8 und 9 des Kopfstützenbügels 2 hindurchgehen. Die längliche Form ist erforderlich, damit die Neigungsverstellung der Kopfstütze 1 möglich ist. An dem Kopfstützenbügel 2 ist am oberen Abschnitt eine etwa waagrechte Trägerbrücke 10 angebracht, die die beiden Arme 8 und 9 des Kopfstützenbügels 2 verbindet.
• Das Einlegerteil 3 weist auf der dem Kopf eines Passagiers zugewandten Seite 11 eine Klappe 12 auf, die an ihrer unteren Kante über ein Filmscharnier 13 mit dem restlichen Einlegerteil 3 gelenkig verbunden ist. An den Seitenkanten und an der oberen Kante ist die Klappe 12 über Sollbruchstellen 14 mit dem restlichen Einlegerteil 3 verbunden. Das Werkzeug zur Herstellung eines solchen Einlegerteils 3 ist nur unwesentlich komplizierter als bei einer herkömmlichen Kopfstütze und es treten keine Toleranzprobleme zwischen der Klappe 12 und dem Einlegerteil 3 auf, da es sich um eine werkzeugintegrierte Fertigung beider Bauteile handelt. Zwischen der Trägerbrücke 10 und dem oberen Bereich der Klappe 12 ist ein Stellelement 15 angeordnet. Das Stellelement 15 besteht im Wesentlichen aus einem Zylinder, in dem sich ein axial möglichst mühelos verlagerbarer Kolben befindet. Wenn die Kopfstütze 1 in ihrer Neigung verstellt wird, verschiebt sich aufgrund der Anordnung automatisch der Kolben im Zylinder.
• Normalerweise befindet sich die Klappe 12 in der in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung, das heißt oberflächenbündig zum restlichen Einlegerteil 3. In dieser Ruhestellung befindet sich die Kopfstütze 1 aus Komfortgründen relativ weit weg vom Kopf des Passagiers. Aufgrund dieses Abstandes entstehen bei einem Unfall relativ hohe Belastungswerte am Kopf und im Nackenbereich. Um diese hohen Belastungswerte zu reduzieren, wäre es von Vorteil, wenn der Abstand zwischen Kopfstütze 1 und Kopf bei einem Heckcrash reduziert werden kann.
• Wenn ein Heckcrash detektiert wird, verlängert sich dazu das Stellelement 15 schlagartig durch das Auslösen einer kleinen pyrotechnischen Zündkapsel an einem Ende des Zylinders des Stellelementes 15. Durch die Längenausdehnung wird die Kopfstütze 1 zunächst um die Klemmschelle 5 nach vorne verkippt, bis die beiden Arme 8 und 9 des Kopfstützenbügels 2 an einem Ende der länglichen Öffnungen 7 anliegen, sodass die Kopfstütze 1 sich nicht mehr weiter verkippen kann. Idealerweise weist die Vorderseite der Kopfstütze 1 dann in etwa die gleiche Neigung wie die Lehne des Fahrzeugsitzes auf. Bei einer weiteren Längenausdehnung des Stellelementes 15 brechen die Sollbruchstellen 14 am Einlegerteil 3 und die Klappe 12 verschwenkt um ihr Filmscharnier 13. Das Polster 4 wird zum Kopf des Passagiers hin gemäß der Kontur der Klappe 12 ausgebeult. Dabei wird das Polster 4 wie in Fig. 3 gezeigt auch komprimiert, sodass es beim Auftreffen des Kopfes schon bei sehr viel kürzeren Verformungswegen als im unkomprimierten Zustand hohe Kräfte aufnehmen kann. Diese Wirkstellung der Klappe 12 ist im Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 zur Verdeutlichung ohne Polster 4 dargestellt.
• In der Wirkstellung ist der Abstand zwischen Klappe 12 und Kopf des Passagiers deutlich geringer als der Ruhestellung der Klappe 12. Dadurch entstehen geringere Belastungswerte, es kommt zu einer kleineren Relativbewegung zwischen Kopf und Oberkörper des Passagiers. Die Klappe 12 bildet ferner in der Wirkstellung eine Art Rampe, die das unerwünschte "Aufsteigen" des Passagiers zumindest verringert. Da anfangs die Kopfstütze 1 mit ihrem unteren Ende nach vorne verkippt wird, hat die vorherige individuelle Neigungseinstellung der Kopfstütze auch keinen Einfluss auf die Wirksamkeit. Die Stützfläche wird also unabhängig von der vorherigen Neigungseinstellung immer in dieselbe Stellung relativ zur Lehne des Fahrzeugsitzes bewegt.
• Das Stellelement 15 ist so konzipiert, dass es in der Stellung, in der die Klappe 12 in der Wirkstellung ist, automatisch verriegelt, sodass die Klappe 12 sich nicht beispielsweise bei einem zweiten Aufprall von hinten wieder zurückverlagern kann, sondern fest in der Wirkstellung gehalten wird.
• Das Stellelement 15 kann bei Bedarf zusätzlich für eine fremdkraftbetätigte Neigungsverstellung der Kopfstütze 1 verwendet werden. Dazu muss der Kolben im Zylinder des Stellelementes 15 nur pneumatisch oder elektrisch verlagert werden. Der zusätzliche Aufwand zur Realisierung dieses Extras ist gering.

Claims (11)

1. Kopfstütze (1) für einen Kraftfahrzeugsitz mit einer dem Kopf eines Passagiers zugewandten Stützfläche (12), die in einer Ruhestellung mit der Kopfstütze (1) oberflächenbündig und zumindest über eine lösbare Verbindung (14) verbunden ist, und die durch ein Stellelement (15) bei einem Unfall in eine Wirkstellung zum Kopf hin verlagert wird, wobei die Verbindung (14) gelöst wird.

2. Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (12) nach der Verlagerung in der Wirkstellung gehalten wird.

3. Kopfstütze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung (14) eine Verrastung ist.

4. Kopfstütze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung (14) eine Sollbruchstelle ist.

5. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (12) an ihrem unteren oder oberen Ende an die Kopfstütze (1) angelenkt ist.

6. Kopfstütze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung über ein Filmscharnier (13) erfolgt.

7. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (1) zumindest im Bereich der Stützfläche (12) zumindest mit Stoff oder Leder überspannt ist.

8. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (15) sich an der Kopfstütze (1) abstützt.

9. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (15) sich an einer Halterung (2) abstützt, die mit einer Lehne des Kraftfahrzeugsitzes verbindbar ist und um die die Kopfstütze (1) verschwenkbar ist.

10. Kopfstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (15) durch einen pyrotechnischen, pneumatischen oder hydraulischen Energiespeicher bewegt wird.

11. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (15) eine vorgespannte Feder ist.