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Die
Erfindung betrifft eine Kopfstütze für Fahrzeugsitze
mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen, einen
Polsterträger für eine Kopfstütze für
Fahrzeugsitze und ein Verfahren zum Herstellen eines Polsterträgers
für diese Kopfstütze mit den im Oberbegriff des
Anspruchs 14 genannten Merkmalen.
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Es
ist bekannt, dass die Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes bei
einem Fahrzeugzusammenstoß eine wichtige sicherheitsrelevante
Funktion trägt, wenn der Kopf eines Insassen infolge eines
ihm mitgeteilten Stoßimpulses mit großer Wucht
auf die Kopfstütze aufprallt. Die hierfür entwickelten
Sicherheitsstandards werden oftmals durch simulierte Crashtests überprüft.
So muss eine Kopfstütze stabil genug sein, um einem Bruch
zu widerstehen, und zugleich in der Lage sein, die auftretende Aufprallenergie
möglichst schonend für den betroffenen Insassen zu
absorbieren. Um diese beiden Aufgaben zu bewältigen, weisen
modernere Kopfstützen einen tragenden Polsterträger
auf, der die Aufgabe erfüllt, durch einen oder zwei meist
metallische Träger die Kopfstütze mit der Rückenlehne
des Sitzes fest und höhenverstellbar zu verbinden. Um diesen
Polsterträger herum ist eine Polsterung angeordnet, deren Hauptaufgabe
es ist, den Aufprall des Kopfes des Insassen abzufedern und somit
zumindest einen Teil der Aufprallenergie abzubauen. Die erwähnten
metallischen Träger können als zwei Metallstäbe
ausgeführt sein, werden jedoch oftmals zum Zwecke einer höheren
Stabilität einteilig als ein u-förmiger Träger ausgebildet,
wobei der quer angeordnete Teil der U-Form in der Kopfstütze
als eine Querversteifung agiert. Ein solcher u-förmiger
Träger erweist sich jedoch als aufwendig und teuer in der
Herstellung, wodurch eine weitere Anforderung definiert ist, eine
kostensparende Lösung anzustreben.
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Die
DE 196 08 825 A1 offenbart
eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, die einen
umpolsterten, so genannten Kopfkasten aufweist. Dieser Kopfkasten
ist schalenförmig ausgebildet und dient als eine Tragkonstruktion
der Kopfstütze.
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Beispielsweise
die
DE 197 50 375
A1 kann in den technologischen Hintergrund zur vorliegenden Erfindung
gestellt werden, da sie einige bekannte Aufbauvarianten einer Kopfstütze
offenbart.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopfstütze
für einen Fahrzeugsitz unter Berücksichtigung
wirtschaftlicher Aspekte mit einer erhöhten mechanischen
Festigkeit auszurüsten, und hierbei ein verbessertes Aufprallenergie-Absorptionsvermögen
der Kopfstütze zu gewährleisten. Ferner müssen
die angestrebten verbesserten Eigenschaften der Kopfstütze
in einem breiten Parameterbereich auf eine einfache Weise vorgebbar
sein, um eine leichte technische Umsetzbarkeit zu gewährleisten.
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Die
Erfindung geht von einer Kopfstütze für Fahrzeugsitze
mit einem Polsterträger und ihn umschließendem
Polster und wenigstens einer mit dem Polsterträger verbundenen,
in oder an der Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes befestigbaren Haltestange aus,
wobei die Kopfstütze einen frontalen Kopfaufprallbereich
aufweist. Ferner geht die Erfindung von einem Polsterträger
für eine derartige Kopfstütze aus.
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Dadurch,
dass der Polsterträger als ein dünnwandiger Schalenkörper
ausgebildet ist, wobei seine zum Kopfaufprallbereich der Kopfstütze
gewandte Frontoberfläche eine Vielzahl aneinander benachbarter
Vertiefungen und Hervorhebungen, die zum Erhöhen der mechanischen
Stabilität vorgesehen sind, aufweist, sind die Aufgaben
der Erfindung gelöst. Hierdurch wird ein leichtgewichtiger
und zugleich ein sehr steifer, dünnwandiger Schalenkörper mit
einem hohen Flächenträgheitsmoment geschaffen.
Durch die Dimensionierung und die Formgestaltung der Vertiefungen
und Hervorhebungen in der Oberfläche, sowie durch ihre
Wanddicke kann ein gewünschter Grad an mechanischer Steifigkeit
und Aufprallenergie-Absorptionsvermögen vorgegeben werden.
Die Herstellung als ein Kunststoffspritzteil kann für eine
Kostenreduzierung genutzt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die frontseitigen
Vertiefungen und Hervorhebungen als länglich ausgebildete,
zueinander benachbarte Rinnen und Rippen ausgeführt.
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Die
jeweiligen Längsachsen der länglich ausgebildeten
Rinnen und Rippen sind in einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung im Wesentlichen senkrecht und/oder im Wesentlichen horizontal
und/oder jeweils unter einem beliebigen dazwischen liegenden Winkel
angeordnet. Somit ist eine beliebige Anordnung der erfindungsgemäßen Rinnen
und Rippen ermöglicht, so dass der Aufbaugestaltung je
nach Anforderung weite Freiheitsgrade zur Verfügung stehen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist in dem als ein dünnwandiger
Schalenkörper ausgebildeten Polsterträger wenigstens
eine quer zu den frontseitigen Rinnen und Rippen angeordnete Versteifungsvertiefung
ausgebildet. Diese zusätzliche Versteifung sorgt vor allem
für eine erhöhte Festigkeit des Polsterträgers
gegen einen Bruch oder Durchbiegung in seinem mittleren Bereich.
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Die
Form der frontseitigen Rinnen und Rippen und der zu ihnen quer ausgerichteten
Versteifungsvertiefung weist gemäß einer weiteren
bevorzugten Ausgestaltung jeweils keine Hinterschneidung auf. Hierdurch
ist es möglich, kostensparend ein einfacheres Spritzgießwerkzeug
zu verwenden, das ohne zusätzliche Schieber auskommen kann.
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Jede
einzelne, als eine Rippe in der Frontoberfläche des Polsterträgers
ausgebildete Hervorhebung weist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung eine konstruktiv vorgebbare (elastische
oder plastische) Verformbarkeit auf, wodurch jeweils ein vorgegebenes
Aufprallenergie-Absorptionsvermögen definierbar ist. Dadurch kann
jede in dem Polsterträger ausgebildete Rippe in der Hauptrichtung
der auftretenden Aufprallkräfte, das heißt in
Fahrtrichtung, mit einem definierbaren Verhalten verformt werden.
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Vorzugsweise
ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die
Haltestange wenigstens zweiteilig ausgeführt. Da die mechanische
Stabilität des Polsterträgers erfindungsgemäß gewährleistet
ist, kann als Folge davon oftmals auf eine u-förmige metallische
Haltestange verzichtet werden, wodurch Herstellungskosten eingespart
werden können.
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Für
jede Haltestange ist vorzugsweise jeweils eine in den dünnwandigen
Schalenkörper des Polsterträgers integrierte Führungshülse
vorgesehen. Diese Führungshülsen sind mithilfe
von Verrippungen mit dem dünnwandigen Schalenkörper
des Polsterträgers verbunden und sorgen für eine
gute Kraftübertragung zwischen dem Polsterträger
und den Haltestangen der Kopfstütze.
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Der
dünnwandige Schalenkörper des Polsterträgers
kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung
mithilfe von Verrippungen mechanisch versteift sein. Hierfür
steht der gesamte Hohlraum des dünnwandigen Schalenkörpers
des Polsterträgers zur Verfügung.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
weist jede einzelne, als eine Rippe in der Frontoberfläche
des Polsterträgers ausgebildete Hervorhebung eine derartig
konstruktiv vorgebbare (vorzugsweise elastische) Verformbarkeit
auf, dass sie in Richtung zu einer benachbarten Rippe neigbar ist.
Die Möglichkeit zum seitlichen Neigen der Rippe ermöglicht
es, ein weiteres zusätzliches Aufprallenergie-Absorptionsvermögen
vorgeben zu können.
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Das
Polster einer fertigen Kopfstütze kann vorzugsweise zumindest
in dem frontalen Kopfaufprallbereich der Kopfstütze an
dem dünnwandigen Schalenkörper des Polsterträgers
angeordnet sein. Hierzu stehen bekannte Technologien zur Verfügung, die
von einem Umschäumen bis zum Aufstecken mit oder ohne einer
Verklebung reichen.
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Der
Querschnitt jeder einzelnen, als eine Rippe in der Frontoberfläche
des Polsterträgers ausgebildeten Hervorhebung und/oder
Vertiefung ist gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wellenförmig,
trapezförmig, rechteckig oder daran anlehnend geformt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist wenigstens eine, der Vielzahl zueinander benachbarter, in der
zum Kopfaufprallbereich der Kopfstütze gewandten Frontoberfläche
ausgebildeter, Vertiefungen und Hervorhebungen über die
obere Fläche des Polsterträgers fortgesetzt ausgebildet.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ihre Aufgaben
durch ein Verfahren zum Herstellen eines dünnwandigen,
schalenförmigen Polsterträgers einer Kopfstütze
nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen mit einem
Kunststoffspritz- oder Auftrageverfahren erreicht.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen,
in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand
der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Polsterträgers
und
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2 eine
perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Polsterträgers
gemäß 1 von unten.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines
erfindungsgemäßen Polsterträgers 10.
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Eine
Frontfläche 101 des dünnwandigen Schalenkörpers
des Polsterträgers 10 ist durch eine Anzahl in
ihr ausgebildeter Vertiefungen 201n ,
mit n = 1 bis 4 im vorliegenden Beispiel, unterbrochen und setzt
sich dadurch aus einer Anzahl von als Rippen 101n ,
mit n = 1 bis 5, ausgebildeten Hervorhebungen zusammen.
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Die
Vertiefungen 201n , sind in vorliegender Ausgestaltung
bis über die obere Fläche 102 des dünnwandigen
Schalenkörpers des Polsterträgers 10 fortgesetzt,
wodurch eine weitere Versteifung des Schalenkörpers erreichbar
ist. Der dünnwandige Schalenkörper des Polsterträgers 10 ist
an seinem unteren Rand von einer verstärkenden Umrandung 12 umsäumt.
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Die
quer zu den Rippen 101n ausgerichtete Versteifungsvertiefung 30 im
hinteren Bereichsabschnitt des dünnwandigen Schalenkörpers
des Polsterträgers 10 ist durch in ihr ausgebildete
Verrippungen 301n , mit n = 1 bis
3, verstärkt. Am jeweils äußeren Ende
dieser Versteifungsvertiefung 30 ist je eine Führungsöffnung 14n , mit n = 1, 2, angeordnet, die zur
Aufnahme je einer (nicht dargestellten) Haltestange vorgesehen ist.
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Die
Seitenflächen 103 des dünnwandigen Schalenkörpers
des Polsterträgers 10 weisen in dieser Ausgestaltung
jeweils zwei weitere Rinnen 104n , mit
n = 1 bis 4, auf, die einer Stabilisierung im Seitenbereich dienen.
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Die
Fahrtrichtung beziehungsweise Sitzrichtung ist mit einem Pfeil A
angezeigt. Die hierbei beispielhaft als Haken ausgeführten
Befestigungselemente 202n können
zum Befestigen einer (nicht dargestellten) unteren Abdeckung oder
alternativ zum Ineingrifftreten mit einer (nicht dargestellten)
Umpolsterung vorgesehen sein. Eine solche Umpolsterung kann beispielsweise
ein Schaumstoffteil und eine Umhüllung aus Leder- oder
Textilmaterial aufweisen.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Polsterträgers 10 aus 1 von
unten. In dieser Ansicht ist ein großer, innenliegender
Hohlraum in dem dünnwandigen Schalenkörper des
Polsterträgers 10 zu sehen, in welchem die Rinnen 201n und 105n als
vorstehende Erhebungen zum Vorschein treten und umgekehrt und die
Rippen 101n als Einbuchtungen erscheinen.
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Die
Führungsöffnungen 14n zur
Aufnahme der (nicht dargestellten) Haltestangen sind durch jeweils
eine im Schalenkörper integrierte Führungshülse 16n , mit n = 1 bis 2, ausgebildet. Diese
Führungshülsen 16 sind mithilfe von innenliegenden
Verrippungen 17 und der an sie angrenzenden Versteifungsvertiefung 30 auf
eine sehr stabile Weise mit dem dünnwandigen Schalenkörper
des Polsterträgers 10 verbunden, so dass die auftretenden
Halte- und insbesondere Aufprallkräfte zuverlässig
von der Kopfstütze über die Haltestangen auf die
Rückenlehne des Fahrzeugsitzes weitergeleitet werden können.
Ferner können in den Rinnen 201n beispielhaft jeweils Öffnungen
vorgesehen sein, die spritzwerkzeugtechnisch bedingt sind, um eine
Entformbarkeit eines fertigen Polsterträgers durch eine
schieberfreie Ausführung des Spritzgießwerkzeugs
zu erreichen.
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Die
vorangehenden Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind
lediglich beispielhaft und nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen.
Die vorliegende Erfindungslehre kann leicht auf andere Anwendungen überfragen
werden. Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist zur Veranschaulichung
vorgesehen und nicht, um den Schutzbereich der Patentansprüche
einzuschränken. Viele Alternativen, Modifikationen und
Varianten sind für einen durchschnittlichen Fachmann offensichtlich, ohne
dass er hierfür den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
verlassen müsste, der in den nachfolgenden Ansprüchen
definiert ist.
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- 10
- Polsterträger
- 101
- Frontoberfläche
- 101n
- Hervorhebung,
Rippe
- 102
- obere
Fläche
- 102n
- fortgesetzte
Hervorhebung, Rippe
- 103
- Seitenfläche
- 104n
- Seitenrinne
- 105n
- fortgesetzte
Vertiefung, Rinne
- 201n
- Vertiefung,
Rinne
- 12
- Umrandung
- 14
- Führungsöffnung
- 16n
- Führungshülse
- 17n
- Verrippungen
- 30
- Versteifungsvertiefung,
quer ausgerichtet
- 301n
- Verrippungen
- n
- Indexzahl,
n = 1, 2, 3, ...
- A
- Fahrtrichtung,
Sitzrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19608825
A1 [0003]
- - DE 19750375 A1 [0004]