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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopfstütze an einem Fahrzeugsitz mit einem Basisteil, das an zwei Haltestangen angeordnet ist und einem Kopfstützträgerteil, das bei einem Heckaufprall von einer Design- in Richtung des Kopfes eines Fahrzeugsitzinsassen in eine Sicherheitsstellung verlagerbar ist.
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Diese Kopfstützen, die als sogenannte crash-aktive Kopfstützen bezeichnet werden, sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise der
DE 101 24 662 A1 , der
FR 2 898 308 A1 , der
DE 199 51 966 B4 , der
DE 296 14 238 U1 , der
DE 101 42 625 A1 , der
DE 102 08 620 C1 , der
DE 103 02 778 A1 , der
DE 102 60 582 B3 , der
DE 101 09 162 A1 sowie der
DE 203 21 462 U1 bekannt. Die dort beschriebenen Kopfstützen sind jedoch vergleichsweise aufwendig, insgesamt zu groß und in ihrer Verletzungsverminderungswirkung verbesserbar.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kopfstütze zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Kopfstütze gemäß Patentanspruch 1.
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Die erfindungsgemäße Kopfstütze weist ein Basisteil und ein Kopfstückträgerteil auf. Das Basisteil ist an mindestens einer Haltestange angeordnet. Bei dieser Haltestange handelt es sich vorzugsweise um ein U-förmig gebogenes Bauteil, das gute mechanische Eigenschaften und Vorteile für den Fall bietet, dass die Haltestange Teil eines Transformators ist. Sind zwei Haltestangen vorhanden, werden diese vorzugsweise durch ein elektrisch leitendes Kopplungselement miteinander verbunden, was ebenfalls Vorteile für den Fall bietet, dass die Haltestange Teil eines Transformators ist. Die Haltestange(n) wiederum ist/sind in der Regel in der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes befestigt. Zur Komfortverstellung ist die Kopfstütze meistens höhen- und/oder in ihrem Neigungswinkel verstellbar. Die Höhenverstellung kann durch eine Verschiebung der Kopfstütze relativ zu den Haltestangen und/oder durch eine Verschiebung der Haltestangen relativ zu der Rückenlehne erfolgen. Des weiteren weist die Kopfstütze ein Kopfstützträgerteil auf, das bei einem Heckaufprall von einer Design-, in Richtung des Kopfes eines Sitzinsassen, in eine Sicherheitsstellung verlagerbar ist. Zwischen dem Basisteil und dem Kopfstützträgerteil ist mindestens ein Hebel vorgesehen, dessen erstes Ende, vorzugsweise um eine Haltestange, drehbar, gelagert ist und dessen zweites Ende mit einem Gleitlager direkt oder indirekt an dem Kopfstützträgerteil angeordnet ist. Vorzugsweise weist die Vorrichtung zwei oder vier solcher Hebel auf. Bei der Verlagerung des Kopfstützträgerteils von der Design- in die Sicherheitsstellung vollführt der Hebel eine Drehbewegung und das Gleitlager bewegt sich translatorisch entlang des Kopfstützträgerteils. Diese Mimik ist sehr einfach und baut sehr flach. Das Kopfstützträgerteil Basisteil wird nur in einer Raumrichtung bewegt. Diese eine Raumrichtung muss nicht horizontal oder vertikal sein, sondern kann unter einem beliebigen Winkel im Raum angeordnet sein.
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Erfindungsgemäß ist das Kopfstützträgerteil in einer Vielzahl von Sicherheitsstellungen verrastbar. Dies hat den Vorteil, dass das Kopfstützträgerteil nicht eine bestimmte Sicherheitsstellung erreichen muss, bevor sie in dieser verrastet werden kann, sondern in einer Vielzahl von Sicherheitsstellungen verrasten kann, die sich alle zwischen der Designstellung und einer maximal möglichen Sicherheitsstellung befinden. Sollte es aufgrund von Platz- und/oder Zeitproblemen nicht möglich sein diese maximale Sicherheitsstellung zu erreichen, rastet das Kopfträgerteil selbsttätig in einer anderen, zwischen Design- und maximaler Sicherheitsstellung liegenden, Sicherheitsstellung, ein, in der dann der Kopf des Sitzinsassen abgefangen wird. Diese Ausführungsform bietet einen wesentlich besseren Schutz gegen mögliche Verletzungen des Kopf-, Hals-, Nacken- und/oder Schulterbereichs des Fahrzeuginsassen, da das Kopfstutzträgerteil unter den Belastungen, die bei einem Heckcrash auftreten, nicht in die Designstellung zurückgedrückt werden kann
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Erfinduingsgemäß sind an dem Gleitlager Rastmittel angeordnet, die mit Rastmitteln an dem Kopfstützträgerteil in der Sicherheitsstellung rastend zusammenwirken. Bei der Verlagerung des Kopfstützträgerteils von der Design- in die Sicherheitsstellung bewegen sich die Rastmittel an dem Gleitlager relativ zu den Rastmitteln an dem Kopfstützträgerteil und verrasten in der Sicherheitsstellung, die das Kopfstützträgerteil erreicht hat, wenn der Kopf des Sitzinsassen gegen das Kopfstützträgerteil schlägt. Bei den Rastmitteln kann es sich um Kraft- und/oder Formschluss- aber auch um Reibschlussmittel handeln. Vorzugsweise ist die Verrastung in der jeweiligen Sicherheitsstellung reversibel, so dass das Kopfstützträgerteil nach dem Crash wieder in seine Designstellung überführt werden kann.
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Weiterhin bevorzugt weist die Kopfstütze ein Mittel auf, das das rastende Zusammenwirken der Rastmittel zumindest in der Designstellung, vorzugsweise auch bei deren Verlagerung in die jeweilige Sicherheitsstellung verhindert. Bei diesem Mittel kann es sich beispielsweise um ein Federmittel, insbesondere eine Blattfeder, handeln, die das Rastmittel des Gleitstücks von dem Rastmittel des Kopfstützträgerteils wegdrückt. Sobald der Kopf des Sitzinsassen gegen das Kopfstützträgerteil schlägt, wird das Rastmittel des Kopfstützträgerteils gegen die Federkraft mit dem Rastmittel des Gleitlagers in Eingriff gebracht, so dass deren Verrastung erfolgt. Nach dem Crash drückt die Feder die Rastmittel vorzugsweise wieder auseinander und eine Überführung des Kopfstützträgerteils in die Designstellung kann erfolgen.
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Vorzugsweise sind die Hebel in Richtung der Sicherheitsstellung, beispielsweise mit einer Schenkel- oder einer Doppelschenkelfeder, vorgespannt.
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Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Kopfstütze ein Verriegelungsmittel auf, das das Kopfstützträgerteil bei Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges in seiner Designstellung hält. Besonders bevorzugt weist sie zusätzlich ein Entriegelungsmittel auf, das mit dem Verriegelungsmittel zusammenwirkt und das Kopfstützträgerteil bei einem Crash entriegelt. Bei dem Entriegelungsmittel kann es sich um ein elektrisch/elektronisches, mechanisches, mechatronisches und/oder pyrotechnisches Bauteil handeln.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Entriegelungsmittel mechanisch, elektrisch und/oder drahtlos ansteuerbar. Ein Beispiel für eine mechanische Ansteuerung ist ein Zug- oder Druckübertragungsmittel, beispielsweise ein Bowdenzug, der vorzugsweise durch die Haltestangen der Kopfstütze geführt wird und beispielsweise mit einem Aktuator, der sich in der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes befindet, angetrieben wird. Das Zug oder Druckübertragungsmittel kann auch die für die Verlagerung des Kopfstützträgerteils benötigte Energie zur Verfügung stellen. Ein elektrisches Ansteuerungsmittel ist beispielsweise ein elektrisch leitender Draht, der vorzugsweise ebenfalls durch die Haltestangen der Kopfstütze geführt wird und der auch die für die Verlagerung des Kopfstützträgerteils benötigte Energie zur Verfügung stellen kann. Das elektrische Ansteuerungsmittel kann beispielsweise einen Motor, einen Elektromagneten und/oder einen Pyroaktuator aktivieren und/oder antreiben. Eine drahtlose Ansteuerung erfolgt über ein drahtlos übertragenes Signal, vorzugsweise ein digitales Signal, von einem Crash-Sensor abgesetzt. Dieses Signal wird von einem Empfänger, der sich vorzugsweise in der Kopfstütze befindet empfangen. Dieses Signal wird dann an das Entriegelungsmittel weitergeleitet.
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Vorzugsweise weist die Kopfstütze einen Energiespeicher, beispielsweise eine Batterie, zum Betrieb des Entriegelungsmittel auf. Insbesondere handelt es sich um einen wiederaufladbaren Akku.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die zum Betrieb des Empfängers und/oder zum Antrieb des Entriegelungsmittels benötigte Energie und/oder die Steuerungssignale über einen Transformator zur Verfügung gestellt. Vorzugsweise fungiert dabei mindestens eine der Haltestangen der Kopfstütze als elektrisch leitender, vorzugsweise metallischer, Kern des Transformators. Vorzugsweise ist eine Spule, die Sekundärspule, des Transformators in der Kopfstütze und eine Spule, die Primärspule, im Bereich der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes angeordnet, wobei die Haltestange vorzugsweise zumindest bezüglich der letzteren Spule verschieblich angeordnet ist.
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In die Spule im Bereich der Rückenlehne wird vorzugsweise die zum Betrieb des Empfängers und/oder zum Antrieb des Entriegelungsmittels benötigte Energie, vorzugsweise in Form von Wechselstrom, eingespeist. Besonders bevorzugt wird auch im Falle eines Crashs das Signal für den Empfänger in diese Spule eingespeist und von der anderen Spule an den Empfänger weitergeleitet.
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Vorzugsweise befindet zwischen der Spule in der Kopfstütze und dem Empfänger und/oder einem Akku ein Gleichrichter, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsitz aufweisend die erfindungsgemäße Kopfstütze.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 4 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
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1a zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopfstütze.
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1b zeigt das Verriegelungsmittel
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1c zeigt das Gleitlager
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Entriegelungsmittels
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3 zeigt die erfindungsgemäße Kopfstütze mit einem Transformator
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4a, 4b zeigen die Aktuierung des Entriegelungsmittels mit einem Bowdenzug
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Die erfindungsgemäße Kopfstütze weist ein Basisteil 1 auf, das hier zur formschlüssigen Aufnahme von zwei Haltestangen 2 ausgebildet ist. Die Haltestangen 2 sind wiederum in bekannter Weise an der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes angeordnet. Des weiteren weist die Kopfstütze ein Kopfstützträgerteil 7 auf, das in der Regel mit einer Polsterung versehen ist und bei einem Heck-Crash von einer Design- in Richtung des Kopfes des Sitzinsassen in eine Sicherheitsstellung überführbar ist. Zwischen dem Basisteil 1 und dem Kopfstützträgerteil 7 sind zwei Hebel 3 angeordnet, wobei dessen erstes Ende 3.1 jeweils drehbar an einer Haltestange 2 gelagert ist und deren zweites Ende 3.2 über einen Stift 6 einem Gleitstück 5 scharnierartig verbunden ist. In der Designstellung sind die Hebel 3 im Wesentlichen parallel zu dem Basisteil angeordnet. Weiterhin ist an jeder Haltestange 2 eine Schenkelfeder angeordnet, deren eines Ende sich jeweils an dem Basisteil 1 und deren anderes Ende sich jeweils an einem Hebel 3 abstützt und somit die Hebel in Richtung der Sicherheitsstellung vorspannt. An dem zweiten Ende 3.2 jedes Hebels 3 ist ein Rasthaken 14 vorgesehen, der die beiden Hebel, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Drahtes in der Designstellung halten. Die Sicherung der Hebel bzw. der Entsicherung wird genauer anhand der 1b und 2 erläutert. Beim Übergang der Hebel 3 von der Design- in eine Sicherheitsstellung drehen sich die Hebel 3 um die Haltestangen 2, der linke Hebel im, der rechte Hebel gegen den Uhrzeigersinn. Die Gleitstücke 5 machen dabei eine translatorische Bewegung von der Mitte des Kopfstützträgerteils 7 in Richtung von deren Rändern. Wie insbesondere 1c entnommen werden kann weisten die Gleitstücke 5 in ihrem dem Kopfstützträgerteil 7 zugewandten Teil Form- und/oder Kraftschlußmittel in Form einer Verzahnung auf. Diese Verzahnung wirkt mit einer Verzahnung zusammen, die an dem Kopfstützträgerteil 7 angeordnet ist. Das Zusammenwirken der beiden Verzahnungen verhindert, dass das Gleitstück die eingenommene Sicherheitsstellung wieder verlässt, insbesondere dann wenn der Kopf des Sitzinsassen bei einem Heckaufprall gegen das Kopfstützträgerteil 7 der Kopfstütze schlägt. Dadurch dass sich die Verzahnung an dem Kopfstützträgerteil 7 über einen langgestreckten Abschnitt erstreckt, kann das Gleitstück 5 in einer Vielzahl von Sicherheitsstellungen verrasten. Das Gleitstück 5 verrastet immer in der Stellung, die es gerade erreicht hat, wenn der Kopf des Sitzinsassen zurückschlägt. Um zu vermeiden, dass die beiden Verzahnungen schon in der Designstellung verrastend zusammenwirken ist an dem Gleitstück eine Blattfeder 10 angeordnet, die die Verzahnungen voneinander separiert. Diese separierende Wirkung wird auch noch während der Überführung in eine Sicherheitsstellung aufrecht erhalten und erst dann aufgehoben, wenn der Kopf des Sitzinsassen bei einem Heck-Crash in Kontakt mit dem Kopfstützträgerteil 7 kommt und die Blattfeder 10 so verformt, das die Verzahnungen in Eingriff gelangen.
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Um bei einem Heck-Crash die Überführung in die Sicherheitsstellung einzuleiten, weist die erfindungsgemäße Kopfstütze ein Entriegelungsmittel auf, das bei der Ausführungsform gemäß 1a ein Pyro-Aktuator 12 ist, der einen Auslösestift antreibt, der die Verriegelung der beiden Hebel in der Designstellung aufhebt. Dieser Aktuator 12 wird von einem Empfänger 11 ausgelöst, der ein digitales Signal empfängt, das beispielweise von einem Crash-Sensor gesendet wird, und dieses an den Aktuator 12 weiterleitet. Der Aktuator 12 und/oder der Empfänger 11 werden von einer Batterie oder einem Akku 15 gespeist.
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In 1b ist die Verriegelung jeder Hebel 3 in der Designstellung detailiert dargestellt. Der Rasthaken 14 wirkt mit einem Draht oder Stift an dem Pyroaktuator zusammen, der ein Aufklappen der Hebel 3 verhindert. Dieser Draht oder Stift wird bei einem Heckcrash von dem Auslösestift so in seiner Lage verändert, dass die Rasthaken 14 freigegeben werden.
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In 2 ist eine weitere Möglichkeit der Entriegelung dargestellt. Bei einem Heckcrash wird mit dem Stromkabel 18 ein Stromstoß auf das Drahtelement 17 gegeben, dessen Energie so bemessen ist, dass dieser innerhalb von vorzugsweise 2–5 ms ähnlich einer Schmelzsicherung durchtrennt wird und die Rasthaken 14 freigibt.
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Der Fachmann erkennt, dass die Entriegelung auch mechanisch beispielsweise über einen Bowdenzug oder über ein Funksignal, das der Empfänger empfängt erfolgen kann. Das Signal kann Ultraschall, ein niederfrequentes- oder hochfrequentes Signal sein, das vorzugsweise digital codiert ist. Weiterhin kann die Entriegelung auch über ein mit einem Lichtleiter transportiertes Signal ausgelöst werden.
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Weiterhin versteht der Fachmann, dass der Pyroaktuator direkt an eine Signalquelle angeschlossen sein kann.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopfstütze. Diese weist eine Primärspule 20 und eine Sekundärspule 21 auf. Die Primärspule 20 ist innerhalb der Rückenlehne vorzugsweise unterhalb der Haltestangenführung 19 angeordnet. Die zweite Spule 21 ist im oberen Bereich an der Haltestange 2 vorzugsweise fest angeordnet, insbesondere dort, wo sich das Basisteil 1 befindet. Die Haltestange 2 ist vorzugsweise relativ zu der Spule 20 verschiebbar, um eine Höheneinstellung der Kopfstütze zu ermöglichen. Die erste Spule 20 wirkt in dem vorliegenden Fall als Primärspule und die zweite Spule 21 als Sekundärspule eines Transformators, wobei der Trafokern die Haltestange 22 ist. Die Primärspule 20 ist über die elektrischen Anschlüsse 22 mit einer Wechselstromquelle verbunden. Über die elektrische Verbindung 22 wird auch im Falle eines Heck-Crashs das Signal zur Auslösung des Aktuators 12 eingespeist. Die Sekundärspule des Transformators ist über die Leitung 23 mit einem Gleichrichter 24 verbunden, der mit dem Gleichstrom den Akku 15 lädt. Des weiteren führen die Leitungen 23 zu dem Empfänger 11, der das Crash-Signal erhält und den Aktuator 12 auslöst, der seine Antriebsenergie aus dem Akku 15 bezieht. Die Wechselspannung liegt an den Leitungen 22 an, sobald der Motor des Fahrzeuges, in dem sich der jeweilige Sitz befindet, gestartet wird.
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4a und 4b zeigen die Entriegelung der Hebel 3 mit einem Bowdenzug 18. Dieser Bowdenzug wird durch eine der Haltestangen 2 geführt, im oberen Bereich des Basisteils 1 umgelenkt und dann zu einem Entriegelungsmittel geführt, das die beiden Hebel 3 entriegelt, so dass diese in die Sicherungsstellung überführt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Basisteil, Versteifung
- 2
- Haltestange
- 3
- Hebel
- 3.1
- erstes Ende des Hebels
- 3.2
- zweites Ende des Hebels
- 4
- Kraftspeicher, Federmittel, Doppelschenkelfeder
- 5
- Gleitlager
- 6
- Scharniermittel, Scharnierstift
- 7
- Kopfstützträgerteil, Kopfstützträgerplatte
- 8
- Rastmittel, Verzahnung
- 9
- Rastmittel, Verzahnung
- 10
- Mittel, Feder, Blattfeder
- 11
- Empfänger
- 12
- Aktuator, Pyroaktuator
- 13
- Entriegelungsmittel, Auslösestift
- 14
- Verriegelungsmittel, Rasthaken
- 15
- Energiespeicher, Batterie, Akku
- 17
- Verriegelungsmittel, Draht
- 18
- Entriegelungsmittel, elektrischer Leiter, Bowdenzug
- 19
- Haltestangenführung
- 20
- erste Spule, Primärspule
- 21
- zweite Spule, Sekundärspule
- 22
- elektrische Verbindung der Primärspule
- 23
- elektrische Verbindung der Sekundärspule
- 24
- Gleichrichter
