DE102005033344B3

DE102005033344B3 - Crashaktive Kopfstütze

Info

Publication number: DE102005033344B3
Application number: DE102005033344A
Authority: DE
Inventors: Harald Klein; Daniel Hippel
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Adient US LLC
Priority date: 2005-07-16
Filing date: 2005-07-16
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-07-17

Abstract

Bei einer Kopfstütze (1) für einen Fahrzeugsitz, mit einem Träger (5), wenigstens je einer am Träger (5) angelenkten oberen und unteren Schwinge (11, 15), welche um horizontale Achsen (7, 17) schwenkbar sind, einem an den Schwingen (11, 15) angelenkten Prallelement (13), welches mit den Schwingen (11, 15) und dem Träger (5) wenigstens ein Viergelenk (19) bildet, und einem Energiespeicher, wobei im Crashfall der Energiespeicher das Viergelenk (19) antreibt, so dass das Prallelement (13) aus einer Ausgangsstellung heraus nach vorne in eine durch zusammenwirkende Crashsperrenteile (49, 53) nach hinten gesperrte Crashstellung ausfährt, wobei die Kopfstütze (1) im Normalgebrauch aus der Ausgangsstellung heraus durch Bewegen des Prallelementes (13) bei unverändertem Energiespeicher (25) in wenigstens eine weitere Komfortstellung überführbar ist, sperren die Crashsperrenteile (49, 53) auch die Komfortstellungen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Aus der DE 102 60 582 B3 ist eine Kopfstütze dieser Art bekannt, bei welcher zum Sperren mehrerer Crashstellungen auf jeder Seite der Kopfstütze zwei Crashsperrenteile vorgesehen sind, eines als schwenkbarer Arm und eines als Verzahnung an der oberen Schwinge, die im Crashfall zusammenwirken, ansonsten aber außer Eingriff gehalten werden. Zum Sperren der Komfortstellungen sind eine Rastleiste an der oberen Schwinge und eine am Träger angebrachte Feder mit einer zur Rastleiste passenden Zunge vorgesehen, welche kraftschlüssig mit Formschlussanteil zusammenwirken.

In der nachveröffentlichten DE 10 2004 017 800 B3 ist eine Kopfstütze mit einem von den Crashsperrenteilen verschiedenen Ringelement offenbart, welches die Komfortstellungen sichert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kopfstütze der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, dass die Crashsperrenteile auch die Komfortstellungen sperren, werden die vorhanden Bauteile besser ausgenützt und Bauteile für eine gesonderte Komfortsperre eingespart, was die Herstellung hinsichtlich Montageaufwand und Kosten günstiger macht. Eine Ausbildung der Kopfstütze für wenigstens eine weitere Komfortstellung, in die sie im Normalgebrauch aus der Ausgangsstellung heraus überführbar ist, hat den Vorteil, dass die prinzipiell gegebene Beweglichkeit der Kopf stütze zur Komfortsteigerung eingesetzt werden kann. Dabei kann im Crashfall aus jeder Komfortstellung heraus eine Crashstellung eingenommen werden.

Eine bevorzugte formschlüssige Anlage der Crashsperrenteile in Bewegungsrichtung des Prallelementes ermöglicht große Sperrkräfte, die nach dem Entsperren vorzugsweise durch kleine Bedienkräfte ersetzt werden, was den Bedienkomfort steigert. Zum Entsperren ist vorzugsweise ein Betätigungselement vorgesehen, welches die Crashsperrenteile von einander entfernt. Das Betätigungselement bewirkt dies vorzugsweise sowohl in den Komfortstellungen als auch in den Crashstellungen, womit auch ein reversibles Rücksetzen der Kopfstützen nach einem Crash möglich ist. Letzteres ermöglicht einen erneuten Einsatz der Kopfstütze, was Material- und Werkstattkosten spart, insbesondere wenn der Benutzer selber die Kopfstützen rücksetzen kann, was erneut Werkstattkosten spart. Das Betätigungselement ist vorzugsweise an einem beweglichen Crashsperrenteil angebracht, um möglichst direkt auf dieses einwirken zu können.

Mehrere Crashstellungen, die dann durch die Crashsperrenteile jeweils nach hinten gesperrt sind, haben den Vorteil, dass im Crashfall das sich vorwärts bewegende Prallelement unmittelbar nach Kontakt mit dem sich nach hinten bewegenden Kopf des Insassens gesperrt werden kann. Der Kopf wird dann möglichst weit vorne aufgefangen, erhält aber keinen zusätzlichen Impuls durch eine ungebremste, ihn nach vorne werfende Kopfstütze. Dies verhindert zusätzliche Belastungen für den Insassen. Für eine einfache und kostengünstige Realisierung einer solchen Crashsperre ist in bevorzugter Ausführung am Träger ein wenigstens teilweise bewegliches erstes Crashsperrenteil vorgesehen und an wenigstens einer der Schwingen oder einem zusammen mit den Schwingen bewegten Bauteil ein zweites Crashsperrenteil in Form einer Verzahnung, welche in jeder Crashstellung mit dem Crashsperrenteil zusammenwirkt, wobei durch mehrere Zähne mehrere Crashstellungen definiert werden. Durch eine Art Sägezahnform wird die Sperrwirkung auf eine Richtung beschränkt, d.h. die Vorwärtsbewegung des Prallelementes wird nicht behindert.

Durch obere und untere Schwingen, welche eine von der Parallelität abweichende Ausrichtung zueinander einnehmen, also durch ein von der Parallelogrammform abweichendes Viergelenk, wird das System der Kopfstütze stabilisiert. Zunächst wird in der Ausgangsstellung ein Totpunkt im Viergelenk vermieden, welcher das Ausfahren im Crashfall erschweren könnte. Des weiteren kann der bei Kräften von vorne oder von oben auf die Schwingen relevante Hebelarm kurz gehalten werden. Schließlich kann auch ein günstigerer Auffangwinkel erreicht werden. Erreicht wird dies alles vorzugsweise durch unterschiedliche Längen der Schwingen, beispielsweise indem die unteren Schwingen länger als die oberen Schwingen sind, soweit es die Abstände der Gelenke im Viergelenk betrifft. Die langen unteren Schwingen haben noch den Vorteil, dass beim Ausfahren des Viergelenks das auf dem Prallelement vorgesehene Polsterteil sich weitgehend tangential in Fahrtrichtung nach vorne bewegt, was eine einfachere Verblendung erlaubt und Kollisionen im unteren Bereich verhindert.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel in der Ausgangsstellung mit angedeuteter Polsterung,
2 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel in der mittleren Komfortstellung,
3 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel in der vorderen Komfortstellung, und
4 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel in der vorderen Komfortstellung in einer zu 3 verschiedenen Ebene.
Eine crashaktive Kopfstütze 1 ist für einen Fahrzeugsitz eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Die Kopfstütze 1 gleicht weitgehend, insbesondere hinsichtlich ihrer Crashaktivität, der DE 102 60 582 B3 , deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich einbezogen wird. Die Kopfstütze 1 ist höheneinstellbar mittels zweier paralleler, verschieblich gelagerter Kopfstützenstangen 3, die mit ihrem oberen Ende fest in einen quer zu den Kopfstützenstangen 3 angeordneten Träger 5 eingeführt sind.
Am oberen Ende des Trägers 5 ist um eine horizontale Achse 7 schwenkbar ein Paar oberer Schwingen 11 am Träger 5 gelagert. In abgewandelter Ausführung sind die beiden oberen Schwingen 11 einstückig ausgebildet oder miteinander fest verbunden. Die beiden oberen Schwingen 11 weisen eine Grundform mit einem länglichen Teil und einer daran angeformten, näherungsweise dreieckigen Fahne auf, wobei die Achse 7 am oberen Ende jeder oberen Schwinge 11 angeordnet ist. Die oberen Schwingen 11 weisen parallel zueinander nach vorne und nach unten. Am unteren Ende jeder oberen Schwinge 11 ist letztere an einem gemeinsamen Prallelement 13 angelenkt, welches in Fahrtrichtung vor dem Träger 5 angeordnet ist. Auf dem Prallelement 13 ist ein Polsterteil angeordnet.
Eine Paar unterer Schwingen 15 von länglicher Gestalt sind einerseits jeweils mittels eines horizontalen, zur Achse 7 parallelen Schwingenlagerbolzens 17 am Träger 5 und andererseits am unteren Ende des Prallelements 13 angelenkt. In abgewandelter Ausführung sind die beiden unteren Schwingen 15 einstückig ausgebildet oder miteinander fest verbunden. Der Träger 5, die obere Schwinge 11, das Prallelement 13 und die untere Schwinge 15 bilden jeweils ein Viergelenk 19. Dabei ist die untere Schwinge 15 länger als die obere Schwinge 11, so dass die obere Schwinge 11 und die untere Schwinge 15 nicht parallel sind. Zudem schwenken die obere Schwinge 11 und die zugehörige untere Schwinge 15 nicht in der gleichen Ebene, sondern sind entsprechend einer Abkröpfung des Prallelementes 13 versetzt zueinander angeordnet.
Zwischen den beiden oberen Schwingen 11 ist ein Fangblech 21 mit zwei seitlich eingebogenen Randbereichen und um die Achse 7 schwenkbar angeordnet. Das Fangblech 21 weist an dem von der Achse 7 abgewandten Ende einen parallel zur Achse 7 verlaufenden Haltebolzen 23 auf. Das in Fahrtrichtung hinter dem Prall element 13 angeordnete Fangblech 21 deckt auf der vom Prallelement 13 abgewandten Seite eine Doppelschenkelfeder 25 ab, welche als Energiespeicher dient. Die Doppelschenkelfeder 25 beaufschlagt mit einem Mittelabschnitt das Fangblech 21, ist mit zwei seitlich anschließenden Wicklungsabschnitten schraubenförmig um die Achse 7 gewickelt und ist mit zwei Endabschnitten am Träger 5 abgestützt. In abgewandelter Ausführung bildet der Mittelabschnitt den Haltebolzen 23. Das Fangblech 21 wird gehalten durch eine Klinke 27, welche mit ihrem Klinkenmaul den Haltebolzen 23 aufnimmt. Die Klinke 27 ist um parallel zur Achse 7 schwenkbar am Träger 5 gelagert und wird durch einen in der DE 102 60 582 B3 näher beschriebenen, magnetischen Haltemechanismus gehalten.
Auf jedem Schwingenlagerbolzen 17 ist ein als zweiarmiger Hebel ausgebildetes erstes Crashsperrenteil 49 drehbar gelagert. Zum Zusammenwirken der oberen Schwinge 11 mit dem ersten Crashsperrenteil 49 weist die obere Schwinge 11 auf der von der Achse 7 entfernt liegenden, um die Achse 7 gekrümmten Seite der dreieckigen Fahne ein als Sägezahnverzahnung ausgebildetes zweites Crashsperrenteil 53 auf. Das erste Crashsperrenteil 49 ist auf seiner nach oben, zur oberen Schwinge 11 weisenden Seite so ausgebildet, dass es – bezüglich der Bewegungsrichtung des Prallelementes 13, d.h. tangential zur Achse 7 – formschlüssig an einem Zahn des zweiten Crashsperrenteil 53 anliegen kann, insbesondere in dem Bereich zwischen der kurzen Stufe des einen Zahnes und dem langen Rücken des nächsten Zahnes eingreift. Im Normalfall kann eine Komforteinstellung der Kopfstütze 1 vorgenommen werden, d.h. das Prallelement 13 mit der darauf angebrachten, nicht näher dargestellten Polsterung kann vom Insassen mittels der Viergelenke 19 aus der Ausgangsstellung, welche die hinterste Komfortstellung bildet, in eine andere Komfortstellung bewegt werden. Entsprechend der Zähne jedes zweiten Crashsperrenteils 53 werden die verschiedenen gestuften Komfortstellungen, vorliegend drei, jeweils mittels des ersten Crashsperrenteils 49 gesperrt, welches mittels einer am Träger 5 abgestützten Sperrenfeder 56 – auf das zweite Crashsperrenteil 53 zu – vorgespannt ist Zur Entsperren der Komfortstellungen ist an den beiden ersten Crashsperrenteilen 49 ein gemeinsames Betätigungselement 58 angebracht, welches als eine für den Benutzer zugängliche Drucktaste ausgebildet ist und mittels dessen jeweils das erste Crashsperrenteil 49 aus dem zweiten Crashsperrenteil 53 herausgeschwenkt werden kann. Um bei der Komforteinstellung die Bewegung der oberen Schwinge 11 nach vorne und nach hinten zu begrenzen, d.h. auf die drei Komfortstellungen zu beschränken, ist an der oberen Schwinge 11 ein Anschlag 60 angeformt, welcher nach vorne in Anlage an das Fangblech 21 und nach hinten an den Träger 5 gelangt. Während der Komforteinstellung bleibt das Fangblech 21 verriegelt, d.h. die Doppelschenkelfeder 25 gespannt. Nur in der hintersten Komfortstellung liegt das Fangblech 21 an dem Prallelement 13 an.
Im Falle eines Heckcrashs erhält der magnetische Haltemechanismus ein Signal und gibt die Klinke 27 frei, so dass die sich entspannende Doppelschenkelfeder 25 das Fangblech 21 nach vorne drücken und zeitgleich über den Haltebolzen 23 die Klinke 27 öffnen kann. Damit ist die crashaktive Kopfstütze 1 ausgelöst. Das Fangblech 21 gelangt in Anlage an das in einer der Komfortstellungen befindliche Prallelement 13, welches unter Ausfahren der Viergelenke 19 nach vorne schnellt. Die Crashsperrenteile 49 und 53 bewegen sich aneinander vorbei, da die Sägezahnverzahnung des zweiten Crashsperrenteils 53 so ausgerichtet ist, dass die Bewegung der oberen Schwingen 11 nach vorne nicht behindert wird. Eine Bewegung nach hinten wird aufgrund der Stufen in mehreren möglichen Stellungen gesperrt werden, welche nachfolgend als Crashstellungen bezeichnet sind, wobei bezüglich der Position des Prallelementes 13 die hinteren drei Crashstellungen den drei Komfortstellungen entsprechen. Sofern das Prallelement 13 keinen Widerstand erfährt, bewegt es sich in die vorderste mögliche Crashstellung. Gelangt dagegen das Prallelement 13 vorher in Anlage an den Kopf des Insassens, so sperren die Crashsperrenteile 49 und 53 in der am nächsten zurück gelegenen Crashstellung. Damit wird der Kopf des Insassens so weit weit vorne wie möglich abgestützt und dadurch so gering wie möglich belastet.
Die Crashsperrenteile 49 und 53 sperren somit sowohl die Komfortstellungen als auch die Crashstellungen. Die crashaktive Kopfstütze 1 kann nach einem Crash – analog dem Entsperren der Komfortstellungen – rückgesetzt werden, d.h. reversibel in die Ausgangsstellung gebracht werden. Hierzu wird ebenfalls das Betätigungselement 58 betätigt. Durch manuellen Druck von vorne auf das Prallelement 13, vorzugsweise mit beiden Händen, kann nun das Prallelement 13 und damit das Fangblech 21 entgegen der Kraft der sich spannenden Doppelschenkelfeder 25 wieder nach hinten in die Ausgangsstellungen bewegt werden, wobei der magnetische Haltemechanismus mit der Klinke 27 für den Haltebolzen 23 aufnahmebereit ist.

1: Kopfstütze
3: Kopfstützenstange
5: Träger
7: Achse
11: obere Schwinge
13: Prallelement
15: untere Schwinge
17: Schwingenlagerbolzen
19: Viergelenk
21: Fangblech
23: Haltebolzen
25: Doppelschenkelfeder, Energiespeicher
27: Klinke
49: erstes Crashsperrenteil
53: zweites Crashsperrenteil
56: Sperrenfeder
58: Betätigungselement
60: Anschlag

Claims

Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, mit einem Träger (5), wenigstens je einer am Träger (5) angelenkten oberen und unteren Schwinge (11, 15), welche um horizontale Achsen (7, 17) schwenkbar sind, einem an den Schwingen (11, 15) angelenkten Prallelement (13), welches mit den Schwingen (11, 15) und dem Träger (5) wenigstens ein Viergelenk (19) bildet, und einem Energiespeicher (25), wobei im Crashfall der Energiespeicher (25) das Viergelenk (19) antreibt, so dass das Prallelement (13) aus einer Ausgangsstellung heraus nach vorne in eine durch zusammenwirkende Crashsperrenteile (49, 53) nach hinten gesperrte Crashstellung ausfährt, wobei die Kopfstütze (1) im Normalgebrauch aus der Ausgangsstellung heraus durch Bewegen des Prallelementes (13) bei unverändertem Energiespeicher (25) in wenigstens eine weitere Komfortstellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashsperrenteile (49, 53) auch die Komfortstellungen sperren.
Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Sperren die Crashsperrenteile (49, 53) – in Bewegungsrichtung des Prallelementes 13 – formschlüssig aneinander anliegen.
Kopfstütze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der Crashsperrenteile (49) am Träger (5) schwenkbar gelagert ist.
Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites der Crashsperrenteile (53) an einer der Schwingen (11, 15) ausgebildet ist.
Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungselement (58) vorgesehen ist, welches für ein Entsperren die zusammenwirkenden Crashsperrenteile (49, 53) voneinander entfernt, insbesondere sowohl in den Komfortstellungen als auch in der Crashstellung.
Kopfstütze nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (58) an dem als zweiarmiger Hebel ausgebildeten ersten Crashsperrenteil (49) angebracht ist.
Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere fünf, sperrbare Crashstellungen und insbesondere drei sperrbare Komfortstellungen einnehmbar sind, wobei bezüglich der Position des Prallelementes (13) die hinteren Crashstellungen den Komfortstellungen entsprechen.
Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Schwinge (15) und die obere Schwinge (11) eine von der Parallelität abweichende Ausrichtung einnehmen, insbesondere indem die untere Schwinge (15) länger als die obere Schwinge (11) ist.
Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher eine gespannte Feder (25) ist und dass eine schwenkbare Klinke (27) vorgesehen ist, welche in der Ausgangsstellung, insbesondere auch nach dem Rücksetzen der Kopfstütze (1), die Feder (25) wenigstens indirekt hält und im Crashfall freigibt.
Kopfstütze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein schwenkbar gelagertes Fangblech (21) vorgesehen ist, welches von der Feder (25) beaufschlagt und von der Klinke (27) gehalten wird, wobei das Fangblech (21) insbesondere wenigstens mittelbar auf der Achse (7) für die oberen Schwingen (11) gelagert ist.