DE102004003498B3

DE102004003498B3 - Kopfstütze an einem Kraftfahrzeugsitz mit zwei Seitenteilen

Info

Publication number: DE102004003498B3
Application number: DE102004003498A
Authority: DE
Inventors: Reimer Völz
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2024-01-24

Abstract

Eine Kopfstütze (6) an einem Kraftfahrzeugsitz (1) weist ein mittiges Kopfstützenteil (7) und zwei seitliche zwischen einer Ruhelage und einer Ausstelllage verschwenkbare Seitenteile (8) auf. Zur Erhöhung der passiven Sicherheit für eine Person ist der Kopfstütze (6) ein Airbag zugeordnet, um im Falle eines Crashs die Seitenteile (8) in die Ausstelllage zu verschwenken. Des Weiteren ist ein entsprechendes Verfahren angegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopfstütze an einem Kraftfahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf ein Verfahren gemäß Patentanspruch 6 zur Erhöhung der passiven Sicherheit einer Person auf einem Kraftfahrzeugsitz.

Aus der Praxis der Kraftfahrzeugtechnik ist es bekannt, an den Kraftfahrzeugsitzen, auf denen die Insassen während der Fahrt mit dem Kraftfahrzeug Platz nehmen, obenseitig an den Rückenlehnen der Sitze jeweils Kopfstützen anzuordnen. Die Kopfstützen bestehen üblicherweise aus einem Polster, das an zwei in der Rückenlehne des Kraftfahrzeuges verankerten Stützstangen höhenverstellbar angeordnet ist. Gegebenenfalls kann die Neigung der Kopfstütze an die persönlichen Bedürfnisse einer Person angepasst werden. Die Kopfstütze bzw. dessen Polster, z. B. ein Schaumstoffmaterial oder ein sonstiges dem Fachmann bekanntes und hierfür geeignetes Material, verhindert, dass im Falle eines Crashs der Kopf der Person unkontrolliert nach hinten über die obere Kante der Rückenlehne des Kraftfahrzeugessitzes zurückschlägt und ein Schleudertrauma hervorgerufen wird. Unter einem Crash ist hier ein Zusammenstoß mit einem anderen Kraftfahrzeug zu verstehen bzw. der Aufprall des Kraftfahrzeuges auf ein sonstiges feststehendes oder bewegliches Hindernis.

Zur Erhöhung der passiven Sicherheit für Personen im Kraftfahrzeug ist es zudem bekannt, im Lenkradtopf oder im Armaturenbrett auf der Beifahrerseite sowie seitlich an den Sitzen bzw. in den Seitenverkleidungen der Karosserie des Kraftfahrzeuges integriert Airbags anzuordnen, die, sobald ein entsprechender Airbag-Sensor einen Crash feststellt, selbsttätig aufgeblasen werden, um ein Aufschlagen der Person auf Teile der Fahrzeugkarosserie bzw. des Lenkrads oder Armaturenbretts zu vermeiden.

Besonders bei sportlichen Personenkraftwagen sowie bei Personenkraftwagen in gehobenen Fahrzeugklassen finden seitlich an der Kopfstütze bzw. an einem mittigen Kopfstützenteil der Kopfstütze angeordnete Seitenteile mehr und mehr Verbreitung. Diese sind manuell vom Nutzer des Kraftfahrzeuges oder elektromotorisch zwischen einer Ruhelage und einer Ausstelllage verschwenkbar. In der Ruhelage sind die Seitenteile im Wesentlichen quer zur Fahrzeugslängsachse seitlich an der Kopfstütze ausgerichtet. In der Ausstelllage schließen die Seitenteile einen in Fahrtrichtung gesehen nach vorne offenen Winkel ein. Die Seitenteile verfügen üblicherweise über entsprechende Polsterungen, um den Kopf des Fahrers bei sportlicher Fahrweise seitlich abzustützen oder zu führen. Ebenso ist es mit diesen Seitenteilen möglich, z. B. bei in Schlafstellung nach hinten verschwenkter Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes, den Kopf der Person seitlich abzustützen, damit diese Person auf dem Kraftfahrzeugsitz sich ausruhen oder schlafen kann.

Die Verschwenkmechanismen zum Verschwenken der Seitenteile bzw. zum symmetrischen Feststellen der Seitenteile in einer gewünschten Winkelstellung sind vom Fachmann beliebig ausführbar. Eine derartige Kopfstütze ist unter anderem aus der DE 195 28 716 A1 bekannt.

Die DE 100 05 196 A1 beschreibt eine Kopfstütze an einem Fahrzeugsitz mit zwei Seitenteilen, die zwischen einer Ruhelage und einer Ausstelllage verschwenkbar sind, wobei im Falle eines Crashs des Kraftfahrzeuges die Seitenteile entweder durch bloße Kopfbeaufschlagung des Fahrzeuginsassen oder durch ein Stellelement in die Ruhelage verlagerbar sind. Das bedeutet, dass im Falle eines Crashs die Seitenteile derart selbsttätig ausgerichtet werden, dass sie im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sind. In dieser Stel lung bieten die Seitenteile dem Kopf bei einem Seitenaufprall keinen Halt.

Die bekannten Kopfstützen mit Seitenteilen sind insofern nachteilig, als im Falle eines Crashs diese nicht zur Erhöhung der passiven Sicherheit einer Person im Kraftfahrzeug beitragen. Insbesondere im Falle eines Seitenaufpralls, z. B. eines anderen Kraftfahrzeuges, bietet die aus der DE 100 05 196 A1 bekannte Kopfstütze keine seitliche Abstützung für den Kopf der Person auf dem Kraftfahrzeugsitz, wodurch der Kopf unkontrolliert zur Seite pendeln und eventuell an der Fahrzeugkarosserie aufschlagen kann.

Eine weitere Kopfstütze mit zwei Seitenteilen ist aus der DE 101 36 827 C1 bekannt, die einen Sitz mit einem Sitzkissen und einer Rückenlehne beschreibt, wobei die auf einem Rahmen gehalterte Kopfstütze pneumatisch aufblasbar gestaltet ist. Die Kopfstütze kann bei unbelegtem Sitz in der Rückenlehne versenkt und bei besetztem Sitz ausgefahren werden. Die für die seitliche Abstützung des Kopfes vorgesehenen Seitenteile sind ebenfalls aufblasbar gestaltet. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, dass die Seitenteile so wie auch der mittlere Teil der Kopfstütze jeweils ein relativ großes Volumen umfassen und müssen komplett aufgeblasen werden, um im Falle eines Crashs einen wirksamen Schutz zu gewährleisten. Dies beansprucht jedoch relativ viel Zeit, die insbesondere bei einem Seitencrash kaum zur Verfügung steht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kopfstütze an einem Kraftfahrzeugsitz der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Kopf einer Person im Falle eines Crashs vor unkontrollierten Bewegungen schützt, sowie ein Verfahren zur Erhöhung der passiven Sicherheit anzugeben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe konstruktiv dadurch gelöst, dass zwischen den Seitenteilen und dem mittigen Kopfstützenteil jeweils ein aufblasbares Luftpolster angeord net ist, um im Falle eines Crashs die Seitenteile in die Ausstelllage zu verschwenken. Bei einem entsprechenden Verfahren wird im Falle eines Crashs der Airbag aufgeblasen, wodurch die Seitenteile (8) in die Ausstelllage verschwenkt werden.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass die seitlich an der Kopfstütze angeordneten und zwischen einer Ruhelage und einer Ausstelllage verschwenkbaren Seitenteile im Falle eines Crashs in die Ausstelllage verschwenkt werden, um derart eine unkontrollierte Bewegung des Kopfes der Person, die auf dem Kraftfahrzeugsitz Platz genommen hat, zu unterbinden. Insbesondere bei einem Seitenaufprall wird der Kopf der Person in der Querrichtung zur Fahrzeuglängsachse durch eines der beiden Seitenteile geführt bzw. abgestützt, wodurch eine Überdehnung der Wirbelsäule quer zur Körperlängsachse der Person vermieden ist. Ebenso ist ein unkontrolliertes Anschlagen des Kopfes an die Fahrzeugkarosserie vermieden. Hierbei versteht es sich, dass die Seitenteile mit geeigneten Polsterungen entsprechend den dem Fachmann bekannten Kopfstützen aus dem Stand der Technik versehen sind, um einen zu harten Aufprall auf die Seitenteile zu vermeiden. Weiterhin ist die gesamte Kopfstütze ausreichend stabil ausgelegt, um den hohen Beschleunigungen und Kräften im Crashfall standzuhalten. Die Oberflächen der Kopfstützen verfügen über abgerundete Ecken und Kanten, um das Verletzungsrisiko zu minimieren.

Im Rahmen der Erfindung können die Seitenteile im Falle eines Crashs mit Hilfe beliebiger Einrichtungen in die Ausstelllage verschwenkt werden. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass die Seitenteile mit einer Federkraft beaufschlagt sind und ein Arretierungsmechanismus im Crashfall freigegeben wird, so dass die Seitenteile aufgrund der Federkraft in die Ausstelllage verschwenkt werden. Ebenso kann ein schnell ansprechender elektrischer Stellmotor die Seitenteile verschwenken. Bevorzugt ist der Kopfstütze jedoch ein im Stand der Technik be kannter Airbag zugeordnet, mit dem die Seitenteile in die Ausstelllage verschwenkbar sind. Dies kann u. a. dadurch erfolgen, dass zwischen den Seitenteilen und der mittig angeordneten Kopfstütze jeweils ein nach Art eines Airbags aufblasbares Luftpolster vorgesehen ist, wobei diesen Luftpolstern ein bekannter Airbag-Sensor zugeordnet ist, der in bekannter Weise einen Crash registriert und mit geeigneten Mitteln die Luftpolster aufbläst, so dass diese in die Ausstelllage verschwenkt werden. Bevorzugt ist die Kopfstütze wie im Folgenden beschrieben ausgestaltet.

Im normalen Betrieb des Kraftfahrzeuges können die Seitenteile von der Person auf dem Kraftfahrzeugsitz mit Hilfe geeigneter Mittel jeweils in die gewünschte Stellung verschwenkt und gegebenenfalls arretiert werden. Sind die Seitenteile z. B. in einer Mittelstellung zwischen Ruhelage und Ausstelllage angeordnet, werden sie im Falle eines Crashs von dieser Mittelstellung in die Ausstelllage verschwenkt. Weiterhin können an der Kopfstütze beliebige Überzüge aus verschiedenen Stoffen und/oder Leder vorgesehen sein.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass insbesondere mit bereits im Kraftfahrzeug vorhandenen Systemen und Einrichtungen die passive Sicherheit für Personen im Kraftfahrzeug erhöht ist, da die in Ausstelllage verschwenkten Seitenteile unkontrollierte Bewegungen eines Kopfes insbesondere bei einem Seitenaufprall vermeiden. Es sind praktisch keine zusätzlichen und kostenintensiven Einbauten notwendig.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der der Kopfstütze zugeordnete Airbag ein bereits im Kraftfahrzeugsitz vorhandener Airbag und hier insbesondere ein in der Rückenlehne oder der Sitzfläche integrierter Sei tenairbag. Mit diesen Airbags wird vermieden, dass z. B. ein Fahrer des Kraftfahrzeuges im Falle eines Seitenaufpralls gegen die linke Innenverkleidung der Fahrzeugkarosserie stößt und sich dabei verletzt. Es ist dem Fachmann möglich, das im Falle eines Crashs von dem Seitenairbag freigesetzte Gas zum Aufblasen des eigentlichen Luftpolsters zumindest teilweise der Kopfstütze zuzuleiten, um derart die Seitenteile in die Ausstelllage zu verschwenken. Dazu sind die Seitenteile jeweils um eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Schwenkachse, die am mittigen Kopfstützenteil angeordnet ist, verschwenkbar.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist hierzu zwischen den Seitenteilen und der mittig angeordneten Kopfstütze jeweils ein aufblasbares Luftpolster angeordnet, das vorzugsweise entsprechend bekannten Airbag-Luftpolstern ausgebildet ist. Diese Luftpolster stehen über Schlauch- oder Rohrleitungen mit dem Seitenairbag in Verbindung, um derart bei Auslösen des Seitenairbags ebenfalls mit aufgeblasen zu werden. Durch die zwischen den Seitenteilen und dem mittigen Kopfstützenteil angeordneten Luftpolster werden die Seitenteile im Falle des Aufblasens der Luftpolster in die gewünschte Ausstelllage verschwenkt und zwar unabhängig von der Winkelstellung der Seitenteile im Normalbetrieb. Hierfür ist die vorstehend beschriebene vertikale Schwenkachse in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen vorzugsweise im vorderen Bereich seitlich am mittigen Kopfstützenteil angeordnet. Somit wird der Kopf der auf dem Kraftfahrzeugsitz sitzenden Person seitlich unterstützt und das Verletzungsrisiko gesenkt. Hierzu geeignete Schlauch- oder Rohrleitungen, die den in Airbagsystemen auftretenden Drücken standhalten, sind dem Fachmann bekannt.

Zur weiteren Erhöhung der passiven Sicherheit kann in der Kopfstütze, insbesondere auf der dem Kopf des Fahrers zugewandten Vorderseite des mittigen Kopfstützenteils, ein weiteres aufblasbares Luftpolster vorgesehen sein, das ebenfalls von dem zugeordneten Airbag aufgeblasen wird. Mit diesem mittigen Luftpolster wird insbesondere im Falle eines Frontalzusammenstoßes das unkontrollierte Zurückschlagen des Kopfes gedämpft.

Zum kontrollierten Aufblasen der Luftpolster ist in der Schlauch- oder Rohrleitung, die vorzugsweise vom Seitenairbag zu den beiden seitlichen und gegebenenfalls zu dem in dem mittigen Kopfstützenteil integrierten Luftpolster führt, eine geeignete Drosseleinrichtung vorgesehen, z. B. ein Drosselventil. Mit diesem Drosselventil wird vermieden, dass die aufblasbaren Luftpolster mit dem maximalen Luftdruck, den der Seitenairbag erzeugt, beaufschlagt werden. Es erfolgt ein kontrolliertes Aufblasen der Luftpolster, um insbesondere eine Verletzung der Person auf dem Kraftfahrzeugsitz durch eine zu schnelle Verschwenkung der Seitenteile zu vermeiden.

Um ebenfalls eine Verletzung einer Person auf dem Kraftfahrzeugsitz durch die verschwenkbaren Seitenteile zu vermeiden, ist ihnen jeweils ein Anschlag zugeordnet, der den Verschwenkwinkel begrenzt. Dies ist vorzugsweise ein mechanischer Anschlag.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend. noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit einer erfindungsgemäßen Kopfstütze,
2 die Kopfstütze nach 1 im aktivierten Zustand und
3 einen schematischen Längsschnitt durch den Kraftfahrzeugsitz nach 1.
Der Kraftfahrzeugsitz 1 umfasst ein Sitzpolster 2 und eine Rückenlehne 3. In die Rückenlehne 3 ist ein an sich bekannter Seitenairbag 4 zum Schutz einer Person bei Seitenaufprall des Kraftfahrzeuges integriert. An der Oberseite der Rückenlehne 3 sind zwei Stützstangen 5 vorgesehen, an denen eine Kopfstütze 6 höhenverstellbar angeordnet ist.
Die Kopfstütze 6 besteht im Wesentlichen aus einem an sich beliebig ausgestaltbaren mittigen Kopfstützenteil 7 sowie zwei seitlichen an dem Kopfstützenteil 7 verschwenkbar angeordneten Seitenteilen 8. Im mittigen Kopfstützenteil 7 ist ein aufblasbares Luftpolster 9 an der dem Kopf der auf dem Kraftfahrzeugsitz 1 sitzenden Person zugewandten Vorderseite integriert, das im Falle eines Crashs aufblasbar ist, um einen Aufschlag des Kopfs auf die Kopfstütze 6 bzw. das mittige Kopfstützenteil 7 zu dämpfen. Zwischen den Seitenteilen 8 und dem mittigen Kopfstützenteil 7 sind aufblasbare Luftpolster 10 angeordnet, die im Falle eines Crashs von einem zugeordneten Airbag aufgeblasen werden können, um die Seitenteile 8 in die in 1 dargestellte Ausstelllage zu verschwenken. In dieser Ausstelllage schließen die beiden Seitenteile 8 einen in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen nach vorne offenen Winkel ein. In der Ruhelage sind die Seitenteile 8 im Wesentlichen quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet.
Aus der schematischen Darstellung gemäß 2 ist eine Leitung 11 ersichtlich, die z. B. durch eine der Stützstangen 5 geführt sein kann, um den Luftpolstern 10 und/oder dem mittigen Luftpolster 9 ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium zuzuführen, um derart die Luftpolster 9, 10 im Falle eines Crashs aufzublasen. Es versteht sich, dass die Seitenteile 8 und/oder das mittige Kopfstützenteil 7 aus den dem Fachmann für Kopfstützen 6 bekannten Materialien mit ausreichend polsternden Eigenschaften bestehen, um einer Person im Kraftfahrzeug den höchstmöglichen Komfort zu bieten. Die Seitenteile 8 sind hierbei um im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Schwenkachsen 12 relativ zum mittigen Kopfstützenteil 7 verschwenkbar, wobei die Schwenkachsen 12 in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen an der Vorderseite der Kopfstütze 6 angeordnet sind.
Im Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges können die Seitenteile 8 von der auf dem Kraftfahrzeugsitz 1 Platz nehmenden Person in die gewünschte Winkellage verschwenkt und gegebenenfalls arretiert werden, um bei sportlicher Fahrweise dem Kopf ausreichend Seitenhalt zu bieten oder den Kopf im Schlaf zu unterstützen. Die gesamte Kopfstütze 6 ist in bekannter Weise höhenverstellbar und/oder in ihrer Neigung veränderbar.
Die Darstellung nach 3 zeigt, dass von dem Seitenairbag 4 eine Leitung 11, die aus hierfür geeigneten elastischen oder flexiblen Materialien besteht, zu den beiden Luftpolstern 10 zwischen den Seitenteilen 8 und gegebenenfalls zu dem mittigen Kopfstützenteil 7 geführt ist, um, falls der Seitenairbag 4 ausgelöst wird, ebenfalls die Luftpolster 10 und das mittige Luftpolster 9 aufzublasen, um derart die Seitenteile 8 in die Ausstelllage zu verschwenken. In der Leitung 11 kann auch zur Begrenzung des in der Leitung 11 bzw. in den Luftpolstern 9, 10 anliegenden Luftdrucks ein Drosselventil angeordnet sein.

1: Kraftfahrzeugsitz
2: Sitzpolster
3: Rückenlehne
4: Seitenairbag
5: Stützstange
6: Kopfstütze
7: mittiges Kopfstützenteil
8: Seitenteil
9: mittiges Luftpolster
10: Luftpolster
11: Leitung
12: Schwenkachse

Claims

Kopfstütze an einem Kraftfahrzeugsitz (1) mit einem mittigen Kopfstützenteil (7) und zwei seitlichen zwischen einer Ruhelage und einer Ausstelllage verschwenkbaren Seitenteilen (8), wobei der Kopfstütze (6) ein Airbag zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Seitenteilen (8) und dem mittigen Kopfstützenteil (7) jeweils ein aufblasbares Luftpolster (10) angeordnet ist, um im Falle eines Crashs die Seitenteile (8) in die Ausstelllage zu verschwenken.
Kopfstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag ein in den Kraftfahrzeugsitz (1) integrierter Seitenairbag (4) ist.
Kopfstütze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dem Kopf einer Person zugewandten Vorderseite des mittigen Kopfstützenteils (7) ein von dem Airbag aufblasbares Luftpolster (9) vorgesehen ist.
Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Leitung (11) zu den Luftpolstern (9, 10) ein Drosselventil vorgesehen ist.
Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Seitenteile (8) ein Anschlag vorgesehen ist.
Verfahren zur Erhöhung der passiven Sicherheit einer Person auf einem Kraftfahrzeugsitz (1) mit einem mittigen Kopfstützenteil (7) und zwei seitlichen zwischen einer Ruhelage und einer Ausstelllage verschwenkbaren Seitenteilen (8), wobei der Kopfstütze (6) ein Airbag zuge ordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Aufblasen des Airbags im Falle eines Crashs, – Verschwenkung der Seitenteile (8) durch den Airbag in die Ausstelllage.