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Die
Erfindung betrifft eine Kopfstützenanordnung
für einen
Kraftfahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine
derartige Kopfstützenanordnung
umfasst ein Lehnengestell für
eine Rückenlehne
des Kraftfahrzeugsitzes, das sich entlang einer Lehnenlängsrichtung
erstreckt; eine Oberkante des Lehnengestells, die das Lehnengestell
in einer aufrechten Funktionsposition in Lehnenlängsrichtung nach oben begrenzt;
eine am Lehnengestell in Lehnenlängsrichtung
oberhalb der Oberkante des Lehnengestells angeordnete (höhenverstellbare)
Kopfstütze
mit einem Kopfstützenkörper; ggf.
eine Einrichtung zum Einstellen der Höhe der Kopfstütze durch
Verschieben des Kopfstützenkörpers entlang
der Lehnenlängsrichtung;
sowie zusätzlich
eine Einrichtung zum Verschwenken der Kopfstütze in einem Crash-Fall, mit der
die Kopfstütze
in Lehnenlängsrichtung
nach oben bewegt und dabei um eine virtuelle Achse verschwenkt wird,
um den Kopfstützenkörper in
Richtung auf den Kopf eines auf dem entsprechenden Kraftfahrzeugsitz
befindlichen Fahrzeuginsassen zu bewegen.
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Durch
die mittels einer Schwenkbewegung erzeugte Verlagerung der Kopfstütze in einem Crash-Fall
nach vorne und nach oben soll eine verbesserte Abstützung des
Kopfes und Nackenbereiches des Fahrzeuginsassen in einem Crash-Fall
erreicht werden.
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Unter
der aufrechten Funktionsposition des Lehnengestells wird vorliegend
eine Position des Lehnengestells verstanden, in der sich dieses – bezogen
auf den in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des entsprechenden
Fahrzeugsitzes – im
Wesentlichen entlang der vertikalen Fahrzeugachse erstreckt.
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Unter
der Lehnenlängsrichtung
des Lehnengestells wird diejenige Richtung verstanden, entlang der
sich die Wirbelsäule
eines auf dem entsprechenden Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen
erstreckt. Befindet sich das Lehnengestell in seiner aufrechten
Funktionsposition, so verläuft
die Lehnenlängsrichtung
im Wesentlichen entlang der vertikalen Fahrzeugachse.
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Eine
Kopfstützenanordnung
der eingangs genannten Art ist aus der
DE 100 51 344 C1 bekannt. Bei
dieser bekannten Anordnung schwenkt die Kopfstütze um eine fiktive (virtuelle)
horizontale Achse, die während
der Schwenkbewegung von einer Position, in der sie sich vor der
Kopfstütze
befindet, nach unten in eine Position wandert, in der sie sich vor dem
Lehnengestell befindet. Demnach verläuft die Schwenkachse der Kopfstütze bei
der bekannten Anordnung zu Beginn der Schwenkbewegung in einer horizontalen
Ebene, die die Kopfstütze
schneidet, und am Ende der Schwenkbewegung in einer horizontalen
Ebene, die die Rückenlehne
des entsprechenden Kraftfahrzeugsitzes in einem Bereich schneidet,
der zum Abstützen
des Rückens
eines Fahrzeuginsassen dient.
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In
der
DE 22 06 329 C2 ist
eine Kopfstütze für Kraftfahrzeugsitze
beschrieben, die bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs um
eine durch ein körperliches
Drehgelenk gebildete Schwenkachse verschwenkt wird, wobei die Schwenkachse
an einem Lehnenrahmen ausgebildet ist, der sich oberhalb der Oberkante
der Rückenlehne
des entsprechenden Fahrzeugsitzes erstreckt.
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Aus
der
DE 196 50 321
A1 ist eine Vorrichtung zum Einstellen der Neigung (Winkelstellung)
einer Kopfstütze
an einer Sitzlehne eines Kraftfahrzeugsitzes bekannt, die durch
ein Drehgelenk gebildet wird, welches sich unterhalb der Oberkante
der entsprechenden Rückenlehne
erstreckt.
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In
der
DE 100 58 518
A1 ist ein Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze beschrieben,
die schwenkbar an einer Verengung einer Lagerbuchse für die Kopfstütze unterhalb
der Oberkante des Rückenlehnenrahmens
angelenkt ist.
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Aus
der
EP 1 029 736 A1 ist
eine oberhalb einer Rückenlehne
angeordnete Kopfstütze
bekannt, die in einem Crash-Fall nach vorne in Richtung auf den
Kopf eines Fahrzeuginsassen verschoben wird.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kopfstützenanordnung
der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.
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Dieses
Problem wird durch die Schaffung einer Kopfstützenanordnung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Danach
liegt die Schwenkachse, um die die Kopfstütze in einem Crash-Fall verschwenkt
wird, während
der gesamten Schwenkbewegung der Kopfstütze – in Lehnenlängsrichtung
betrachtet – oberhalb
der Oberkante des Lehnengestells oder zumindest auf gleicher Höhe wie die
Oberkante des Lehnengestells.
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Dadurch,
dass sich die Schwenkachse der Kopfstütze während der Schwenkbewegung oberhalb
der Oberkante des Lehnengestells in horizontaler Richtung (senkrecht
zur Lehnenlängsrichtung bzw.
zur vertikalen Fahrzeugachse) erstreckt, lässt sich erreichen, dass die
Schwenkbewegung der Kopfstütze
nicht durch eine Kollision der Kopfstütze mit dem Sitzpolster beeinflusst
werden kann. Die Kopfstütze
bewegt sich daher in einem Crash-Fall definiert und zuverlässig entlang
einer vorgegebenen Bahn, die ein optimales Abstützen des Kopfes eines zu schützenden
Fahrzeuginsassen ermöglicht.
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Als
eine sich oberhalb der Oberkante des Lehnengestells erstreckende
Achse bildet die Schwenkachse der Kopfstütze eine virtuelle (fiktive) Achse,
die außerhalb
der Lagerstellen liegt, über
die die Kopfstütze
am Lehnengestell schwenkbar angeordnet ist. Auch im Rahmen der vorliegenden
Erfindung kann eine Bewegung der Schwenkachse während des crash-bedingten Verschwenkens
der Kopfstütze
erfolgen. Die Schwenkachse verbleibt dabei jedoch stets oberhalb
der Oberkante des Lehnengestells.
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Die
Schwenkbewegung erfolgt derart, dass der Kopfstützenkörper einerseits in Lehnenlängsrichtung
nach oben und andererseits quer zur Lehnenlängsrichtung nach vorne bewegt
wird, um den Kopf eines Fahrzeuginsassen in einem Crash-Fall abzustützen.
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Die
Einrichtung zur Einstellung der Höhe der Kopfstütze in Lehnenlängsrichtung
weist mindestens eine Führungsstange,
vorzugsweise zwei Führungsstangen
auf, die in Lehnenlängsrichtung
verschieblich gelagert sind und an denen der Kopfstützenkörper festgelegt
ist. Die Führungsstangen
können
insbesondere an einer am Lehnengestell vorgesehenen Grundplatte
längsverschieblich
geführt
sein.
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Die
Einrichtung zum crash-bedingten Verschwenken der Kopfstütze dient
in diesem Fall zum Verschwenken der Führungsstangen, die bei ihrer Schwenkbewegung
den Kopfstützenkörper mitnehmen.
Die Einrichtung zum Verschwenken der Kopfstütze kann hierbei insbesondere
an der Grundplatte angreifen, an der die Führungsstangen der Kopfstütze längsverschieblich
geführt
sind und diese Grundplatte derart verschwenken, dass die gewünschte Schwenkbewegung
der Kopfstütze
erzeugt wird.
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Die
Einrichtung zur Einstellung der Höhe der Kopfstütze entlang
der Lehnenlängsrichtung
sowie die Einrichtung zum Verschwenken der Kopfstütze in einem
Crash-Fall können
zu einer Baueinheit zusammengefasst sein, die sich vorzugsweise
außerhalb des
Lehnengestells montieren und dann komplett vormontiert in das Lehnengestell
einbauen lässt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung verläuft
die Schwenkachse der Kopfstütze derart
oberhalb der Oberkante des Lehnengestells, dass sie die Führungsstangen
der Kopfstütze
schneidet. Sie liegt somit in der durch die Führungsstangen definierten Ebene.
Die Schwenkachse liegt dann also nicht nur in Lehnenlängsrichtung
oberhalb der Oberkante des Lehnengestells, sondern ist darüber hinaus
derart bezüglich
des Lehnengestells angeordnet, dass eine die Schwenkachse schneidende,
sich in Lehnenlängsrichtung
erstreckende Gerade durch die Oberkante des Lehnengestells hindurch
verläuft.
Die Schwenkachse liegt demnach in einer gedachten Verlängerung
des Lehnengestells über
seine Oberkante hinaus.
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Grundsätzlich kann
die Schwenkachse jedoch auch an anderen Stellen oberhalb der Oberkante
der Rückenlehne
angeordnet sein, also insbesondere auch quer zur Lehnenlängsrichtung
von dem Lehnengestell beabstandet neben dem Lehnengestell (davor
oder dahinter).
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Zur
Erzeugung der Schwenkbewegung um die erfindungsgemäß oberhalb
der Oberkante des Lehnengestells gebildete Schwenkachse können zwei
am Lehnengestell in Lehnenlängsrichtung
hintereinander angeordnete Führungseinrichtungen
vorgesehen sein. Beide Führungseinrichtungen
liegen vorzugsweise unterhalb der Oberkante des Lehnengestells.
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Die
beiden Führungseinrichtungen
umfassen vorzugsweise paarweise beidseits der Kopfstütze seitlich
am Lehnengestell vorgesehene Führungsmittel,
insbesondere in Form von Führungsbahnen, die
beispielsweise durch jeweils eine Führungskulisse gebildet werden
können,
in die die Kopfstütze
mit entsprechenden Führungselementen
eingreift, so dass durch Bewegung der Führungselemente entlang der
Führungskulissen
die Kopfstütze
in einem Crash-Fall verschwenkt werden kann.
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Die
Führungseinrichtungen
sind derart aufeinander abgestimmt, dass beim Vorklappen der Rückenlehne
eine Schwenkbewegung um eine virtuelle Achse oberhalb der Oberkante
der Rückenlehne
erfolgt.
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Die
in Lehnenlängsrichtung
obere Führungsbahn,
d.h., die näher
bei der Oberkante des Lehnengestells gelegene Führungsbahn, erstreckt sich
im Wesentlichen entlang der Lehnenlängsrichtung oder ist nur geringfügig zu dieser
geneigt. Die in Lehnenlängsrichtung
untere Führungsbahn
weist demgegenüber
eine stärkere
Neigung auf, so dass durch Führung
je eines der Kopfstütze
zugeordneten Führungselementes
in den beiden Führungsbahnen
eine Schwenkbewegung erzeugt wird.
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Durch
die Anordnung der oberen Führungsbahn
entlang der Lehnenlängsrichtung
wird erreicht, dass sich die Schwenkachse oberhalb der Oberkante des
Lehnengestells befindet. Die untere, zur Lehnenlängsrichtung stärker geneigte
Führungsbahn
ist von besonderer Bedeutung für
die Erzeugung der Schwenkbewegung um jene Achse.
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Die
in Lehnenlängsrichtung
betrachtet untere (oder obere) Führungsbahn
oder beide Führungsbahnen
können
durch einen schwenkbar gelagerten Führungshebel ersetzt werden,
der mit einem Ende am Lehnengestell und mit dem anderen Ende an
einer Baugruppe der Kopfstütze
angelenkt ist.
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Prinzipiell
können
beide Führungseinrichtungen
jeweils wahlweise durch mindestens eine Führungsbahn oder mindestens
einen Führungshebel gebildet
werden, so dass beide Führungseinrichtungen
durch Führungsbahnen,
beide Führungseinrichtungen
durch Führungshebel
oder eine Führungseinrichtung
(die obere oder untere) durch Führungsbahnen
und die jeweils andere (untere oder obere) Führungseinrichtung durch Führungshebel
gebildet sein kann.
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Zur
Freisetzung der Energie, die für
die Erzeugung der Schwenkbewegung der Kopfstütze in einen Crash-Fall notwendig
ist, kann ein Energiespeicher vorgesehen sein, der vorzugsweise
chemische oder elastische Energie zur Verfügung stellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Energiespeicher durch ein elastisches Mittel, insbesondere
in Form mindestens eines Federelementes, gebildet, das derart gegen
die Kopfstütze
vorgespannt ist, dass es die Tendenz hat, die Kopfstütze zu verschwenken,
wobei eine Verriegelungseinrichtung der Schwenkbewegung der Kopfstütze solange
entgegenwirkt, wie die Verriegelungseinrichtung nicht crash-bedingt
entriegelt worden ist.
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Die
Verriegelungseinrichtung kann ein primäres Verriegelungselement umfassen,
das unmittelbar auf eine Baugruppe der Kopfstütze einwirkt, um eine Schwenkbewegung
der Kopfstütze
zu verhindern sowie ein sekundäres
Verriegelungselement, welches das primäre Verriegelungselement in
einer Position hält,
in der es ein Verschwenken der Kopfstütze verhindert, und welches
in einem Crash-Fall derart betätigt
wird, dass sich das primäre
Verriegelungselement in eine Position bewegen kann, in der es der
Schwenkbewegung der Kopfstütze
nicht mehr entgegenwirkt. Eine entsprechende Bewegung des primären Verriegelungselementes
lässt sich
dadurch erreichen, dass dieses mittels eines elastischen Elementes
derart beaufschlagt ist, dass es automatisch eine die Kopfstütze freigebende
Stellung einnimmt, wenn es nicht mehr durch das sekundäre Verriegelungselement
blockiert wird.
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Indem
die beiden Verriegelungselemente über exzentrisch bzw. keilförmig ausgebildete
Anschlagflächen
zusammenwirken, wird insbesondere eine spielfreie Verriegelung der
Rückenlehne
ermöglicht.
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Zum
Entriegeln der Verriegelungseinrichtung, die die Kopfstütze gegen
eine Schwenkbewegung sichert, solange kein Crash-Fall vorliegt,
können
unterschiedliche physikalische und technische Prinzipien vorgesehen
sein. Einerseits kann mittels eines Crash-Sensors in einem Crash-Fall
ein Signal erzeugt werden, das einen Aktor, z.B. in Form eines Elektromagneten,
eines Elektromotors oder einer pyrotechnischen Ladung, auslöst, der
wiederum die Entriegelung der Verriegelungseinrichtung bewirkt. Andererseits
können
unmittelbar der Druck des Körpers
eines Fahrzeuginsassen auf den Fahrzeugsitz (unter Verwendung einer
Aufprallplatte) oder die Aktivierung eines Gurtstraffers eines Sicherheitsgurtes verwendet
werden, um die Verriegelungseinrichtung zu entriegeln. Die entsprechenden
Kräfte
können beispielsweise über Zugmittel
(Seil) oder eine Hebelanordnung (Gestänge) von der Aufprallplatte
bzw. dem Gurtstraffer zu der Verriegelungseinrichtung übertragen
werden.
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Gemäß einer
weiteren Variante kann ein mit einem Hebelelement gekoppeltes Massenpendel vorgesehen
sein, das durch die in einem Crash-Fall auftretende negative Beschleunigung
ausgelenkt wird und hierdurch eine entsprechende Bewegung des zugeordneten
Hebelelementes auslöst,
welches wiederum auf die Verriegelungseinrichtung zur Entriegelung
einwirkt.
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Durch
die Verriegelungseinrichtung der Kopfstütze und den zugeordneten Auslösemechanismus
zum Entriegeln der Verriegelungseinrichtung in einem Crash-Fall
soll sichergestellt werden, dass die Schwenkbewegung der Kopfstütze tatsächlich nur dann
stattfindet, wenn die hierfür
vorgesehenen crash-typischen Bedingungen am Fahrzeug vorliegen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist weiterhin eine Rückstellsperre
vorgesehen, die insbesondere an einer der Führungseinrichtungen der Kopfstütze ausgebildet
sein kann und die einer Rückstellung
der Kopfstütze
nach Abschluss einer crash-bedingten Schwenkbewegung entgegenwirkt.
Hierdurch wird erreicht, dass die Kopfstütze nach Abschluss der Schwenkbewegung
fortdauernd für
das Abstützen
des Kopfes eines Fahrzeuginsassen zur Verfügung steht und nicht etwa durch
den Aufprall des Kopfes auf die Kopfstütze wieder in ihre ursprüngliche
Position zurückkehrt.
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Dabei
ist die Rückstellsperre
vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie zur Verhinderung einer Rückstellung
aktiviert ist, wenn der Kopfstützenkörper in
Abstützrichtung
belastet wird, d.h. wenn die zum Abstützen des Kopfes eines auf dem
entsprechenden Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen vorgesehene,
dem Fahrzeuginsassen zugewandte Abstützfläche des Kopfstützenkörpers durch
den Kopf jenes Fahrzeuginsassen belastet wird (z.B. durch Aufprall
des Kopfes auf die Abstützfläche mit Wirkrichtung
entgegen der Fahrzeuglängsachse nach
hinten). Es handelt sich also um eine passive Rückstellsperre, die durch den
zu schützenden
Fahrzeuginsassen selbst beim Aufprall auf die Kopfstütze aktiviert
wird.
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Als
Rückstellsperre
können
beispielsweise Formschlusselemente in Form von Verzahnungselementen
an den Führungsbahnen
vorgesehen sein, mittels derer die Kopfstützen beim Verschwenken geführt wird,
wobei die Verzahnungselemente mit einem zugeordneten Verzahnungsbereich
des in der jeweiligen Führungsbahn
geführten
Führungselementes
der Kopfstütze
derart zusammenwirken, dass eine Bewegung der Kopfstütze entgegen
der zuvor abgeschlossenen Schwenkbewegung verhindert wird.
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Wird
das Sicherheitssystem, das ein Verschwenken der Kopfstütze in einem
Crash-Fall bewirkt, sehr empfindlich ausgelegt, so dass es schon bei
vergleichsweise kleinen Crash- Energien
wirksam wird, dann ist es vorteilhaft, wenn die Kopfstütze nach
einem Verschwenken wieder in ihre ursprüngliche Position zurückführbar ist,
z.B. durch einen auf die Kopfstütze
ausgeübten
Druck nach vorne (d.h. in Fahrtrichtung bezogen auf einen in ein
Kraftfahrzeug eingebauten Fahrzeugsitz), der die Rückstellsperre aufhebt.
Dies entspricht einer reversiblen Schwenkbewegung der Kopfstütze.
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Durch
die beschriebene Einwirkung auf die Kopfstütze wird bei Verwendung von
Verzahnungselementen bzw. -bereichen zur Bildung einer Rückstellsperre
erreicht, dass die ineinander greifenden Verzahnungsbereiche außer Eingriff
geraten und somit eine Rückstellbewegung
der Kopfstütze
ermöglichen.
Die hierfür
erforderliche Ausübung
einer Druckkraft auf die Kopfstütze
nach vorne (in Fahrzeuglängsrichtung)
steht genau entgegengesetzt zu der Richtung, entlang der der Kopf
eines Fahrzeuginsassen in einem Crash-Fall auf seine Kopfstütze aufprallen
würde.
Hierdurch wird verhindert, dass eine Rückstellbewegung der Kopfstütze durch
den Aufprall des entsprechenden Fahrzeuginsassen auf seine Kopfstütze ausgelöst werden
könnte.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
dass bei einer Rückstellung
der Kopfstütze
in ihrer Ausgangsposition zugleich auch der zur Aktivierung der
Sicherheitsfunktion dienende Energiespeicher, z.B. ein Energiespeicher
zur Speicherung elastischer Energie (Federenergie), automatisch
wieder geladen wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Figuren deutlich werden.
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Es
zeigen:
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1a eine
Explosionsdarstellung einer Kopfstützenanordnung mit einer bezüglich eines Lehnengestells
höhenverstellbaren
Kopfstütze,
die zusätzlich
in einem Crash-Fall verschwenkbar ist;
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1b die
Kopfstützenanordnung
aus 1a in perspektivischer Darstellung;
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1c eine
Seitenansicht der Kopfstützenanordnung
aus den 1a und 1b;
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2a die
Kopfstützenanordnung
aus 1a nach dem Verschwenken der Kopfstütze;
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2b eine
perspektivische Darstellung der Kopfstützenanordnung aus 1a nach
dem Verschwenken der Kopfstütze;
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2c eine
Seitenansicht der Kopfstützenanordnung
aus 1a nach dem Verschwenken der Kopfstütze;
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3a eine
Einrichtung zum Verriegeln der Kopfstütze aus 1a in
ihrer Ausgangsposition vor einem Verschwenken;
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3b die
Verriegelungseinrichtung nach einer Entriegelung;
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4 eine
schematische Darstellung einer Schwenkbewegung der Kopfstütze aus
den 1a bis 2c;
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5a und 5b eine
erste Abwandlung der Kopfstützenanordnung
aus den 1a bis 2c vor
bzw. nach dem Verschwenken der Kopfstütze;
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6 eine
zweite Abwandlung der Kopfstützenanordnung
gemäß den 1a bis 2c;
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7a eine
dritte Abwandlung der Kopfstützenanordnung
aus den 1a bis 2c;
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7b ein
Detail aus 7a.
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Die 1a bis 1c zeigen
zusammen mit 3a eine Kopfstützenanordnung
für einen
Kraftfahrzeugsitz mit einer Kopfstützenbaugruppe 1 (vorliegend
auch einfach Kopfstütze
genannt), die einen an zwei Führungsstangen 11, 12 in
Form von Führungsholmen
befestigten Kopfstützenkörper 10 aufweist.
Die beiden Führungsstangen 11, 12 sind längsverschieblich
aufgenommen in Führungshülsen 21, 22,
die an einer Grundplatte 20 eines Kopfstützenträgers 2 vorgesehen
sind und aus deren oberen Endabschnitten 21a, 22a die
Führungsstangen 11, 12 mit
dem Kopfstützenkörper 10 herausragen.
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Die
Kopfstützenbaugruppe 1 ist über den Kopfstützenträger 2 an
einem Lehnengestell 5 eines Kraftfahrzeugsitzes festgelegt,
das zwei Lehnenseitenteile 51, 52 sowie einen
Lehnenkopf 50 umfasst. Der Lehnenkopf 50 bildet
den oberen Endabschnitt des Lehnengestells 5 und definiert
dessen Oberkante O. Das Lehnengestell 5 erstreckt sich
entlang einer Lehnenlängsrichtung
L, die im Wesentlichen der Erstreckungsrichtung der Wirbelsäule einer
auf dem entsprechenden Fahrzeugsitz befindlichen, sich an der Rückenlehne
anlehnenden Person entspricht. Bei einem in ein Kraftfahrzeug eingebauten
Fahrzeugsitz, dessen Rückenlehne
in eine aufrechte Stellung gebracht ist, verläuft die Lehnenlängsrichtung
L entlang der vertikalen Fahrzeugachse (z-Achse).
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Durch
Verschiebung der Führungsstangen 11, 12 in
den zugeordneten Führungshülsen 21, 22, die
sich entlang der Lehnenlängsrichtung
L erstrecken, ist die Höhe
h des Kopfstützenkörpers 10 bezüglich der
Oberkante O des Lehnengestells 5, d.h., der Abstand des
Kopfstützenkörpers 10 von
der Oberkante O des Lehnengestells 5 einstellbar. Hierfür sind unterschiedliche
manuelle bzw. fremdkraftbetätigte
(elektrische) Antriebe bekannt, die auf der Grundplatte 20 oder
an der Kopfstützenbaugruppe 1 angeordnet
sein können.
Auf die Darstellung eines Antriebs zur Einstellung der Höhe h des
Kopfstützenkörpers 10 wurde
hier verzichtet, da die vorliegende Erfindung unabhängig von
der Art des zur Einstellung der Höhe h des Kopfstützenkörpers 10 verwendeten Antriebs
ist.
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Zusätzlich zu
einer Einrichtung zur Einstellung der Höhe des Kopfstützenkörpers 1 ist
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Einrichtung zum Verschwenken des Kopfstützenkörpers 10 in
einem Crash-Fall vorgesehen, mittels der eine Schwenkbewegung des
Kopfstützenkörpers 10 erzeugbar
ist, durch die dieser in einer Richtung nach oben entlang der Lehnenlängsachse
L sowie nach vorne in einer Richtung V senkrecht zur Lehnenlängsachse
L bewegbar ist. Durch eine solche Bewegung soll in einem Crash-Fall
der Kopfstützenkörper 10 nach
vorne gegen den Kopf und Nacken des auf dem entsprechenden Fahrzeugsitz
befindlichen Fahrzeuginsassen geführt werden und gleichzeitig
verhindert werden, dass der Fahrzeuginsasse mit seinem Kopf in den
Bereich zwischen der Oberkante des Kopfstützenkörpers 10 und dem Dachhimmel
gerät.
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Die
Einrichtung zum Verschwenken des Kopfstützenkörpers 10 greift an
der Grundplatte 20 des zu der Kopfstützenbaugruppe 1 gehörenden Kopfstützenträgers 2 an
und umfasst zwei parallel zueinander angeordnete, in Lehnenlängsrichtung
L erstreckte Zugfedern 31, 32, die jeweils mit
ihrem unteren Ende 31a bzw. 32a an einem Fortsatz 2a des Kopfstützenträgers 2 und
mit ihren oberen Enden 31b bzw. 32b am Lehnenkopf 50 eingehängt sind. Die
beiden Federelemente 31, 32 stehen derart unter Vorspannung,
dass sie die Tendenz haben, die Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 und
damit die Kopfstütze 1 insgesamt
entlang der Lehnenlängsrichtung
L anzuheben.
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Eine
Bewegung der Kopfstütze 1 zusammen mit
dem Kopfstützenträger 2 unter
der Wirkung der vorgespannten Federelemente 31, 32 wird
jedoch durch eine Verriegelungseinrichtung 4 verhindert,
die an einem lehnengestellfesten Träger 40 angeordnet ist.
Diese Verriegelungseinrichtung 4 umfasst ein um eine Achse 43 schwenkbar
gelagertes primäres
Verriegelungselement 41 in Form eines Verriegelungshebels
mit einer Ausnehmung 41a, die im verriegelten Zustand der
Verriegelungseinrichtung 4 einen von der Grundplatte 20 des
Kopfstützenträgers 2 abstehenden
Fortsatz (Bolzen 45) umgreift. Hierdurch wird eine Bewegung
der Grundplatte 20 gegenüber dem lehnengestellfesten
Träger 40 der
Verriegelungseinrichtung 4 und somit eine Bewegung der Kopfstützenbaugruppe 1 insgesamt
gegenüber
dem Lehnengestell 5 verhindert. Das primäre Verriegelungselement 41 ist
mittels eines elastischen Elementes in Form einer Zugfeder 46,
die mit einem Ende 46a an dem Verriegelungselement 41 und
mit dem anderen Ende 46b an dem Träger 40 angreift, derart
elastisch vorgespannt, dass es die Tendenz hat, den Bolzen 45 freizugeben.
Dem wirkt jedoch ein um eine zweite Achse 44 schwenkbar
gelagertes sekundäres
Verriegelungselement 42 in Form eines weiteren Verriegelungshebels
entgegen, das mit einem Anschlag 42b gegen einen zugeordneten
Anschlag 41b des primären
Verriegelungselementes 41 drückt und daher eine Bewegung
des primären
Verriegelungselementes 41 unter der Wirkung des elastischen
Elementes 46 verhindert.
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Das
sekundäre
Verriegelungselement 42 weist einen Angriffspunkt 42a für eine Betätigungseinrichtung
auf, die in einem Crash-Fall ausgelöst wird und eine Schwenkbewegung
des sekundären Verriegelungselementes 42 um
seine Schwenkachse 44 bewirkt. Hierzu kann beispielsweise
ein sensorgesteuerter Aktor in Form eines Elektromagneten (Hubmagneten),
eines Elektromotors oder einer pyrotechnischen Ladung dienen, oder
ein mit einem Betätigungshebel
gekoppeltes Massenpendel oder ein Koppelmechanismus, der das sekundäre Verriegelungselement 42 an
einen Gurtstraffer koppelt.
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Unabhängig von
dem verwendeten physikalischen und technischen Prinzip zum Betätigen und Verschwenken
des sekundären
Verriegelungselementes 42 ist von Bedeutung, dass die entsprechende
Bewegung des sekundären
Verriegelungselementes 42 in einem Crash-Fall zuverlässig ausgelöst wird und
dass das sekundäre
Verriegelungselement 42 ansonsten in einer Position gehalten
ist, in der es eine Bewegung des primären Verriegelungselementes 41 verhindert.
Zur Erzielung der letztgenannten Funktion kann das sekundäre Verriegelungselement 42 beispielsweise
unter Verwendung eines weiteren, in den Figuren nicht dargestellten
elastischen Elementes in der in 3a dargestellten
Position fixiert werden, in der es eine Bewegung des primären Verriegelungselementes 41 um
seine Schwenkachse 43 verhindert. Die von dem entsprechend
elastischen Element aufgebrachte Kraft zur Fixierung des sekundären Verriegelungselementes 42 muss
von der Kraft überwindbar
sein, die beim Betätigen
des sekundären
Verriegelungselementes 42 durch einen Aktor, Gurtstraffer
oder dergleichen aufgebracht wird.
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Zur
Erzielung einer definierten Schwenkbewegung des Kopfstützenkörpers 10 nach
dem Entriegeln der Verriegelungseinrichtung 4 unter Wirkung der
Federelemente 31, 32 ist die Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 mittels
an den abgewinkelten Stirnseiten der Grundplatte 20 vorgesehenen
Führungselementen 23, 24 sowie 25, 26 in
zugeordneten Längsführungen
(Kulissenführungen) 33, 34 bzw. 35, 36 gestellfester
Führungsteile 53, 54 geführt.
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Die
an je einer Längsseite 51, 52 des
Lehnengestells 5 angeordneten Führungsteile 53, 54 weisen
dabei jeweils zwei in den Längsrichtungen
L übereinander
angeordnete Führungskulissen 33 und 35 bzw. 34 und 36 auf.
Dabei sind die auf gleicher Höhe
entlang der Lehnenlängsrichtung
L angeordneten Führungskulissen 33, 34 bzw. 35, 36 des
einen Führungsteils 53 und
anderen Führungsteils 54 jeweils
identisch ausgebildet.
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Die
in Lehnenlängsrichtung
oberen Führungskulissen 33, 34 verlaufen
im Wesentlichen parallel zur Lehnenlängsrichtung L und sind nur
leicht bezüglich
dieser geneigt. Sie erstrecken sich somit auch im Wesentlichen parallel
zu den Führungsstangen 11, 12 im
Bereich ihres Austritts aus den oberen Endabschnitten 21a, 22a der
Führungshülsen 21, 22. Die
unteren Führungskulissen 35, 36 sind
demgegenüber
stärker
gegenüber
der Lehnenlängsrichtung L
geneigt, und zwar jeweils von vorne unten nach hinten oben.
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Durch
das Zusammenwirken der in Lehnenlängsrichtung L übereinander
angeordneten Führungskulissen 33, 35 bzw. 34, 36 an
beiden Längsseiten
des Lehnengestells 5 wird die gewünschte Schwenkbewegung des
Kopfstützenkörpers 1 erreicht,
wie nachfolgend näher
erläutert
werden wird.
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In
einem Crash-Fall, insbesondere bei einem Heck-Crash wird die der
Grundplatte 2 zugeordnete Verriegelungseinrichtung 4 durch
Einwirkung auf das sekundäre
Verriegelungselement 42 mittels eines der voranstehend
beschriebenen Mechanismen entriegelt, wie in 3b dargestellt.
Der besagte Mechanismus wirkt auf die Angriffsstelle 42a des
sekundären
Verriegelungselementes 42 ein und bewirkt so eine Schwenkbewegung
des sekundären
Verriegelungselementes 42 um seine Schwenkachse 44, durch
die die Stützfläche 42b des
sekundären
Verriegelungselementes 42 von dem primären Verriegelungselement 41 weg
bewegt wird, so dass dieses unter der Wirkung des zugeordneten elastischen
Elementes 46 um seine Achse 43 verschwenken kann. Hierbei
gibt das primäre
Verriegelungselement 41 den Bolzen 45 frei, so
dass einer Bewegung der Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 unter
der Wirkung der an der Grundplatte 20 angreifenden Federelemente 31, 32 nichts
mehr entgegensteht.
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Die
Bewegung des primären
Verriegelungselementes 41 um seine Achse 43 wird
zudem durch einen Anschlag 42c des sekundären Verriegelungselementes 42 ausgelöst bzw.
verstärkt,
der auf einen zugeordneten Anschlag 41c des primären Verriegelungselementes 41 einwirkt.
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Unter
der Wirkung der in den vorgespannten Federelementen 31, 32 als
Energiespeicher gespeicherten elastischen Energie bewegt sich nun
die Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 nach oben. Dabei
wird aufgrund der Führung
der Grundplatte 20 mittels Führungselementen 23, 24; 25, 26 in
zugeordneten Führungskulissen 33, 34 bzw. 35, 36 eine Schwenkbewegung
vollzogen, die einer kombinierten Bewegung in Lehnenlängsrichtung
L nach oben sowie in einer Richtung V senkrecht hierzu nach vorne
entspricht. Diese Schwenkbewegung wird unmittelbar auf den über die
Führungsstangen 11, 12 am Kopfstützenträger 2 angeordneten
Kopfstützenkörper 10 übertragen.
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Die
entsprechende Schwenkbewegung S ist anhand 4 erkennbar,
in der der Kopfstützenkörper 10 zum
einen in seine Ausgangsposition vor Ausführung der Schwenkbewegung und
zum anderen in seiner Endposition nach Ausführung der Schwenkbewegung S
dargestellt ist.
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Es
ist deutlich erkennbar, dass die Schwenkbewegung S eine Verlagerung
des Kopfstützenkörpers 10 einerseits
der entlang der Lehnenlängsrichtung
L nach oben und andererseits senkrecht hierzu in einer Richtung
V nach vorne bewirkt, so dass sich der Kopfstützenkörper 10 hin zu dem
Kopf eines auf dem entsprechenden Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen
bewegt und dabei den Kopf insbesondere derart übergreift, dass dieser nicht über die Oberkante
des Kopfstützenkörpers 10 gelangen kann.
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Anhand 4 wird
ferner deutlich, dass die Schwenkbewegung S einer Bewegung um eine
virtuelle Achse A entspricht, die sich oberhalb der Oberkante O
des Lehnenkopfes 50 (vgl. 1a und 1b)
horizontal, d. h. senkrecht zur Lehnenlängsrichtung L, erstreckt und
dabei die Führungsstangen 11, 12 der
Kopfstützenbaugruppe
schneidet. Das am Lehnengestell vorgesehene Lehnenpolster P weist oberhalb
der Oberkante O des Lehnenkopfes eine kanalförmige Ausnehmung K von solcher
Größe auf, dass
die Schwenkbewegung der Führungsstangen 11, 12 um
die Schwenkachse A durch das Polster P nicht behindert wird.
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4 zeigt
eine besonders vorteilhafte Lage der Schwenkachse A oberhalb der
Oberkante O des Lehnenkopfes, in der diese die Führungsstangen 11, 12 der
Kopfstütze 1 schneidet
und somit in der durch die Führungsstangen 11, 12 aufgespannten
Ebene bzw. unmittelbar oberhalb der Oberkante O des Lehnenkopfes
verläuft.
D. h., eine sich in Lehnenlängsrichtung
L erstreckende, die Schwenkachse A schneidende Gerade würde auch
die Oberkante O des Lehnenkopfes schneiden.
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Die
Schwenkachse kann aber grundsätzlich auch
an anderer Stelle oberhalb der Oberkante O des Lehnenkopfes angeordnet
sein, beispielsweise senkrecht zur Lehnenlängsrichtung L von dem Lehnengestell
beabstandet vor oder hinter dem Lehnengestell. Entscheidend ist,
dass die Schwenkachse A in Lehnenlängsrichtung L auf einer Höhe liegt,
die mindestens der Höhe
der Oberkante O entspricht.
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Die 2a bis 2c zeigen
die Kopfstützenanordnung
aus den 1a bis 1c nach
Abschluss der Schwenkbewegung der Kopfstütze 1. Anhand der
Figuren wird deutlich, dass die an der Kopfstützenbaugruppe 1, genauer
an der Grundplatte 20 des Kopfstützenträgers 2 vorgesehenen
Führungselemente 23, 24, 25, 26 in
der jeweils zugeordneten Führungskulisse 33, 34, 35, 36 von
einem unteren Ende (unterer Anschlag) zu einem oberen Ende (oberer
Anschlag) verschoben wurden, und zwar unter der Wirkung der an der
Grundplatte 20 angreifenden Federelemente 31, 32.
Dies hat zu der Schwenkbewegung der Kopfstütze 1 in die in den 2a bis 2c dargestellte
Endposition geführt.
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Insbesondere
anhand der 1c und 2c wird
deutlich, dass sich die jeweilige obere Führungskulisse 33, 34 im
zugeordneten Führungsteil 53, 54 im
Wesentlichen entlang der Lehnenlängsrichtung
L erstreckt, während
die jeweilige untere Führungskulisse 36, 37 zur
Lehnenlängsrichtung
L stark geneigt ist. Dies erzeugt die gewünschte Schwenkbewegung um eine
Achse A (vergl. 4) oberhalb der Oberkante O
des Lehnenkopfes.
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Ferner
wird anhand der 1c und 2c am
Beispiel einer der beiden oberen Führungskulissen 33, 34 deutlich,
dass die Führungskulisse 34 an einer
Längsseite
mit einer Längsverzahnung 34a versehen
ist, der eine entsprechende Verzahnung 24a des in der Kulisse 34 geführten Führungselementes 24 zugeordnet
ist. Die Verzahnungen 24a, 34a sind derart als
Schrägverzahnungen
ausgebildet, dass sie zwar eine Bewegung des Führungselementes 24a in Lehnenlängsrichtung
L nach oben zulassen, die zu einem Verschwenken der Kopfstütze 1 führt, jedoch nicht
eine Bewegung entlang der entgegengesetzten Richtung nach unten.
Hierdurch ist die Kopfstützenbaugruppe
insgesamt und somit insbesondere der Kopfstützenkörper 10 nach Ausführung der Schwenkbewegung
in seiner Endposition fixiert. Dadurch wird verhindert, dass bei
einem Aufprall des Kopfes des zu schützenden Fahrzeuginsassen auf den
Kopfstützenkörper 10 dieser
wieder in seine ursprüngliche
Position zurückbewegt
werden kann. Die ineinander greifenden Verzahnungsbereiche 24a, 34a dienen
somit als Rückstellsperre,
mit der eine Rückstellbewegung
der Kopfstütze
aus der durch Verschwenken erzeugten Endposition heraus vermieden
wird.
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Allerdings
ist eine Rückstellbewegung
dann möglich,
wenn die beiden Verzahnungen 24a, 34a außer Eingriff
gebracht werden, zum Beispiel durch Ausübung einer Zug- oder Druckkraft
auf den Kopfstützenkörper 10 in
einer Richtung V senkrecht zur Lehnenlängsrichtung L nach vorne. Stehen
die Verzahnungen 24a, 34a außer Eingriff, so kann das Führungselement 24 in
der Führungskulisse 34 wieder nach
unten bewegt werden und die gesamte Kopfstützenbaugruppe bewegt sich in
ihre Ausgangsposition, wobei die Federelemente 31, 32 (vgl. 1a und 1b)
wieder gespannt werden. Sie speichern also wieder elastische Energie,
um die Kopfstütze 1 im
Bedarfsfall erneut verschwenken zu können. Es handelt sich hier
also um eine reversible Sicherheitsvorrichtung.
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In
den 5a und 5b ist
eine Abwandlung der Anordnung aus den 1a bis 1c bzw. 2a bis 2c vor
dem Verschwenken des Kopfstützenkörpers 10 (5a)
sowie nach dem Verschwenken des Kopfstützenkörpers 10 (5b)
dargestellt.
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Der
Unterschied zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel besteht darin,
dass bei der vorliegenden Anordnung die Rückstellsperre für den Kopfstützenkörper 10 nicht
in der jeweils oberen Führungskulisse 34 sondern
in der in Lehnenlängsrichtung
L darunter liegenden Führungskulisse 36 vorgesehen
ist. Diese weist daher an einer Längsseite eine Verzahnung 36a auf,
die mit einer zugeordneten Verzahnung 26a des zugehörigen Führungselementes 26 derart
zusammenwirkt, dass das Führungselement 26 in
der Führungskulisse 36 zwar
nach oben bewegt werden kann; nach Erreichen der oberen Endposition
(vgl. 5b) eine Rückkehr in die Ausgangsposition
(5a) jedoch nicht möglich ist. Dies wird dadurch
erreicht, dass das Führungselement 26 mit
seiner Verzahnung 26a in die zugeordnete Verzahnung 36a der
Führungskulisse 36 eingreift.
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Auch
hier soll wieder eine Rückstellbewegung
des Kopfstützenkörpers 10 dadurch
möglich sein,
dass dieser in einer Richtung V nach vorne mit einer Druck- bzw.
Zugkraft belastet wird. In diesem Zusammenhang ist von Bedeutung,
dass vorliegend die Verzahnung 36a auf der vorderen Längsseite
der Kulisse 36 vorgesehen ist, während bei dem in den 1a bis 2c dargestellten
Ausführungsbeispiel die
Verzahnung 34a auf der hinteren Längsseite der entsprechenden,
oberen Kulisse 34 angeordnet ist. In jedem Fall soll erreicht
werden, dass durch Einwirkung einer Druck- bzw. Zugkraft auf den
Lehnenkörper 10 in
einer Richtung V nach vorne die entsprechenden Verzahnungen von
Führungselement
und Führungskulisse
außer
Eingriff gebracht werden können,
um eine Rückstellbewegung
der Kopfstützenbaugruppe 1 zu
ermöglichen.
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6 zeigt
eine Abwandlung der Kopfstützenanordnung
aus den 1a bis 1c hinsichtlich
der Federelemente 31, 32, die die zur Ausführung der
Schwenkbewegung der Kopfstütze
erforderliche Kraft erzeugen.
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Gemäß 6 sind
die beiden Federelemente 31, 32 jeweils im Bereich
der Führungsteile 53, 54 angeordnet,
und zwar jeweils mit ihrem oberen Ende (von denen in 6 nur
ein oberes Ende 32b erkennbar ist) an einer Befestigungsstelle
des entsprechenden Führungsteiles 53, 54 festgelegt
und mit Ihrem jeweiligen unteren Ende (von denen in 6 nur ein
unteres Ende 32a erkennbar ist) an dem in der jeweiligen
unteren Führungskulisse 36 geführten Führungselement 26 festgelegt.
Somit sind die Federelemente 31, 32 mit ihren
oberen Enden jeweils gestellfest an einem der Führungsteile 53, 54 und
mit ihren unteren Enden über
jeweils ein Führungselement
an der Grundplatte 20 der Kopfstützenbaugruppe festgelegt.
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Die 7a und 7b zeigen
eine weitere Abwandlung der Kopfstützenanordnung aus den 1a und 1c,
wobei an den beiden Führungsteilen 53, 54 die
jeweilige untere Führungskulisse durch
einen Führungshebel
in Form eines Schwenkhebels 37 bzw. 38 ersetzt
ist. Die beiden Führungshebel 37, 38 sind
mit ihrem in Lehnenlängsrichtung
L oberen Ende 37a, 38a an dem jeweiligen Führungsteil 53 bzw. 54 angelenkt
und mit dem jeweiligen unteren Ende 37b, 38b an
einem abgewinkelten Abschnitt der Grundplatte 20.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird also die Schwenkbewegung der Kopfstützenbaugruppe, insbesondere
des Kopfstützenkörpers 10,
durch eine Kombination der Bewegung von Führungselementen 23, 24 in
jeweils einer oberen Führungskulisse 33, 34 mit
einer Schwenkbewegung der unterhalb der Führungskulissen 33, 34 angeordneten
Führungshebel 37, 38 erzeugt.
Auch hier wird durch den Verlauf der oberen Führungskulissen 33, 34 im
Wesentlichen parallel zur Lehnenlängsrichtung L bzw. der Erstreckungsrichtung
der Führungsstangen 11, 12 im
Bereich ihres Austritts aus den Führungshülsen 21, 22 erreicht,
dass sich die Schwenkachse, um die der Kopfstützenkörper 10 Crash-bedingt
verschwenken kann, oberhalb der Oberkante des Lehnenkopfes des entsprechenden
Lehnengestells befindet.