DE19841648A1

DE19841648A1 - Kopfstützenrohr

Info

Publication number: DE19841648A1
Application number: DE19841648A
Authority: DE
Inventors: Paul E Gass; Philip A Taylor
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2018-09-12
Also published as: DE19841648B4; US5992939A; ES2152849B1; ES2152849A1

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Kopfstützenrohr (Kopfstützenbuchse) zur Aufnahme eines zylindrischen Trägerstabes für eine Kopfstütze und insbesondere ein Kopfstützenrohr aus nachgebendem Material, das Paare von inneren zusammendrückbaren Quetschrip pen aufweist, die Veränderungen des Durchmessers des Trägerstabes kompensieren. Auf diese Weise wird eine feste Reibungspassung zwischen dem Rohr und dem Trä gerstab unabhängig von Veränderungen des Durchmessers des Stabes erzielt, so daß die Probleme mit den bekannten Kopfstützen im Hinblick auf Stöße, Vibrationen und Geräusche sowie die seitliche Einklemmung nicht mehr auftauchen.

2. Stand der Technik

Bekannte Kopfstützen weisen im allgemeinen einen zylindrischen Trägerstab und ein Rohr zur Aufnahme des Trägerstabes auf. Viele bekannte Kopfstützen haben sich im Gebrauch jedoch als nachteilig erwiesen, da sie ein relativ starkes Geräusch erzeugen, das durch Vibrationen, Stöße und ein Knistern des Trägerstabes in dem Rohr ver ursacht wird, da zwischen dem Rohr und dem Trägerstab ein ungenügender und un gleichmäßiger Reibungseingriff besteht. Dieses Problem ist insbesondere in den ver gangenen Jahren verstärkt aufgetreten, da die Fahrzeuge aufgrund ihrer aerodynami schen und akustischen Optimierung immer weniger Geräusche im Innenraum erzeu gen, so daß das durch die Kopfstütze verursachte Geräusch stärker hervortritt. Ein zweites Problem besteht bei vielen bekannten Kopfstützen darin, daß sie eine übermä ßige seitliche Einspannung aufweisen, d. h. eine Bewegung der Kopfstütze in seitlicher Richtung, die nicht nur Geräusche erzeugt, sondern auch eine entsprechende Klem mung des Kopfes des Fahrers verursacht. Ein drittes Problem besteht darin, daß bei vielen Kopfstützen durch den oben genannten ungenügenden und ungleichmäßigen Reibungeingriff zwischen dem Rohr und dem Trägersstab eine gleichmäßige Bewe gung des Trägerstabes in dem Rohr verhindert wird, so daß die Einstellung der Kopf stütze für den Benutzer mühsam ist.

Zur Beseitigung dieser Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kopf stützenrohr zur Aufnahme und zum Eingreifen mit einem zylindrischen Kopfstützen- Trägerstab zu schaffen, bei dem das Summen, Schütteln und Rattern sowie die da durch verursachten Geräusche, wie sie bei zahlreichen Kopfstützen auftreten, beseitigt sind. Mit der Erfindung soll ferner ein Kopfstützenrohr geschaffen werden, bei dem keine seitliche Klemmung auftritt. Schließlich soll mit der Erfindung ein Kopfstützen rohr geschaffen werden, mit dem eine konstante und gleichmäßig verteilte Reibungs kraft auf den Trägerstab ausgeübt wird, so daß der Stab im praktischen Einsatz leicht eingeführt und entfernt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Mit einem Kopfstützenrohr gemäß der Erfindung werden die oben genannten Ziele er reicht und andere nützliche Eigenschaften erzielt, indem ein Kopfstützenrohr aus einem nachgebenden Material geschaffen wird, das einen Körper mit einer axialen Bohrung und mindestens zwei Paaren von zusammendrückbaren Quetschrippen auf weist, die integral mit diesem ausgebildet und im Inneren in seiner Längsrichtung an geordnet sind und die durch Reibung mit einem zylindrischen Trägerstab einer Kopf stütze eingreifen können, der einen Durchmesser innerhalb eines vorbestimmten Tole ranzbereiches aufweist.

Die Quetschrippen sind paarweise angeordnet und stehen radial mit einer Distanz her vor, die mit dem minimal möglichen Durchmesser des Trägerstabes korrespondiert. Zwischen jedem Paar von Rippen und integral mit diesen ist eine Wange vorgesehen, die vertikal mit einer Distanz hervorsteht, die mit dem maximal möglichen Durchmes ser des Trägerstabes korrespondiert. Wenn der Trägerstab in das Rohr eingeführt wird, greift der Trägerstab aufgrund der Reibung mit den Quetschrippen ein und drückt, wenn der tatsächliche Durchmesser des Trägerstabes größer ist, als der minimal mög liche Durchmesser gemäß der Vorgabe durch die betreffende Toleranz, die Quet schrippen gleichförmig zusammen sowie in Richtung auf die Wange, wobei der Ab stand erforderlich ist, damit der Trägerstab frei in das Rohr eingeführt und aus diesem herausgezogen werden kann, während gleichzeitig eine konstante und gleichmäßig verteilte Reibungskraft zwischen dem Trägerstab und dem Inneren des Rohres auf rechterhalten wird, so daß der Trägerstab gleichmäßig verschoben werden kann.

Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Innenseite des Rohres in engem und gleichförmigen Reibungseingriff mit dem Trägerstab steht, unabhängig davon, wie groß der tatsächliche Durchmesser des Trägerstabes innerhalb des Toleranzbereiches ist, so daß ein Summen, Schütteln und Rattern und eine seitliche Klemmung verhin dert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kopfstützenrohr von oben;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Kopfstützenrohr;

Fig. 3 einen Trägerstab mit einem maximalen Durchmesser, der in das Kopfstützen rohr eingeführt ist, von oben;

Fig. 4 einen Trägerstab mit einem minimalen Durchmesser, der in das Kopfstützenrohr eingeführt ist, von oben; und

Fig. 5 einen Trägerstab mit einem mittleren Durchmesser, der in das Kopfstützenrohr eingeführt ist, von oben.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die oben genannten Figuren zeigen ein Kopfstützenrohr 10, bei dem jeweils gleiche Elemente in den Figuren mit gleichen Ziffern bezeichnet sind.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Kopfstützenrohr gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Kopfstützenrohr 10 ist aus einem nach gebenden Kunststoffmaterial geformt. Das Kopfstützenrohr 10 hat einen zylindrischen Körper 12 mit einer sich verjüngenden kreisförmigen Bohrung B zur Aufnahme eines zylindrischen Trägerstabes 14 einer Kopfstütze (nicht dargestellt). Diese Verjüngung oder Formschräge ermöglicht ein einfaches Entfernen des Rohres aus der Spritzguß form während der Herstellung. Der Körper 12 hat einen inneren Abschnitt 16 und einen äußeren Abschnitt 18.

Mit dem inneren Abschnitt 16 sind integral vier Paare P1, P2, P3, P4 von zusammen drückbaren Quetschrippen 20 geformt, und zwischen jedem Paar der Quetschrippen liegen vier Wangen 22. Ferner liegen hinter jedem Paar von Quetschrippen 20 vier Vertiefungen 24. Auch wenn ein Minimum von zwei Paaren von diametral gegenüber liegenden Quetschrippen 20 erforderlich ist, um die oben genannten Ziele der Erfin dung zu erreichen, werden im allgemeinen vier Paare von solchen Quetschrippen ver wendet, wobei zwischen dem ersten Paar P1 und dem zweiten Paar P2 ein Abstand von 80° liegt, zwischen dem zweiten Paar P2 und dem dritten Paar P3 ein Abstand von 100° liegt, zwischen dem dritten Paar P3 und dem vierten Paar P4 der Abstand 80° beträgt und zwischen dem vierten Paar P4 und dem ersten Paar P1 100° liegen. Die Anzahl von Paaren von Quetschrippen 20, die verwendet werden können, ist nur durch den Durchmesser der Bohrung B begrenzt. Die Quetschrippen 20 und die Wan gen 22 erstrecken sich zu der Länge des Körpers 12 in Längsrichtung. Auch wenn ge mäß der Darstellung in Fig. 2 der innere Wandabschnitt 18 geringfügig konisch (formschräge) verläuft, um das Entfernen des Kopfstützenrohres 10 von der Spritz gußform während der Herstellung zu erleichtern, haben die Quetschrippen 20 und die Wangen 22 keine Formschräge. Wie unten noch erläutert werden wird, wird dadurch eine konstante und gleichmäßig verteilte Reibungskraft zwischen dem Trägerstab 14 und dem Kopfstützenrohr 10 erzeugt. Die Quetschrippen 20 sind im wesentlichen kreisförmig und stehen radial mit einem gleichen Abstand hervor, so daß ein kon zentrisch zu der Bohrung B gezogener Kreis C1, der die Quetschrippen 20 berührt, einen Durchmesser D1 aufweist. In ähnlicher Weise stehen die Wangen 22 radial mit einem gleichen Abstand hervor, so daß ein konzentrisch zu der Bohrung B gezogener Kreis C2, der die Wangen 22 berührt, einen Durchmesser D2 aufweist, der größer ist, als der Durchmesser D1.

In typischen Kopfstützen werden zwei Trägerstabe 14 verwendet, die in zwei Kopf stützenrohre 10 einführbar sind, die in einen Sitz (nicht gezeigt) eingebettet sind. Während die Trägerstäbe in Standard-Größen (zum Beispiel 10 mm) hergestellt wer den, kann aufgrund unvermeidlicher Fehler während des Herstellungsverfahrens der tatsächliche Durchmesser eines Trägerstabes auch größer oder kleiner sein, als die Standardgröße. Aus diesem Grund werden die Trägerstäbe in der Weise hergestellt, daß der tatsächliche Durchmesser D innerhalb eines spezifizierten Toleranzbereiches ± t liegt. Die Toleranz stellt nur die maximal zulässige Schwankung der Größe eines Teils dar. Somit kann ein Trägerstab mit einem Standard-Durchmesser D tatsächlich einen Durchmesser D+t haben, der größer ist, oder einen Durchmesser D-t, der kleiner ist. Diese Tatsache stellt einen wesentlichen Faktor bei der Verursachung von Er scheinungen wie Summen, Schütteln und Rattern sowie seitlicher Klemmung dar.

Um eine enge Reibungspassung zwischen dem Kopfstützenrohr 10 und dem Träger stab 14 unabhängig von dem tatsächlichen, innerhalb des Toleranzbereiches liegenden Durchmesser des Trägerstabes 14 sicherzustellen, wird die Form der Quetschrippen 20 so gewählt, daß der Durchmesser D1 des Kreises C1 gleich dem möglichen Minimal wert des Durchmessers des Trägerstabes 14, nämlich D-t ist. In ähnlicher Weise wird die Form der Wangen 22 so gewählt, daß der Durchmesser D2 des Kreises C2 gleich dem möglichen Maximalwert des Durchmessers des Trägerstabes 14, nämlich D+t ist. Dadurch kommt der Trägerstab 14 in einen Reibungseingriff mit der Innenseite des Kopfstützenrohres 10, und zwar unabhängig von seinem tatsächlichen Durchmesser.

Im praktischen Einsatz sind drei Fälle möglich. Im ersten Fall, der in Fig. 3 darge stellt ist, hat der Durchmesser des Trägerstabes 14 einen Maximalwert von D+t. Wenn der Trägerstab 14 in das Kopfstützenrohr 10 eingeführt wird, greift er mit den Quet schrippen 20 ein. Die aufgrund dieses Eingriffs erzeugte Kraft drückt die Quetschrip pen 20 gleichmäßig über eine Distanz von 2t zusammen, so daß die Quetschrippen 20 in gleicher Ebene wie die Wangen 22 liegen, wodurch der Trägerstab 14 in das Kopf stützenrohr 10 eintreten kann. Wenn der Stab 14 eingeführt worden ist, befindet er sich über seine gesamte Länge in engem und gleichmäßigem Reibungseingriff mit den Quetschrippen 20 und den Wangen 22. Bei dem in Fig. 4 gezeigten zweiten Fall hat der Durchmesser des Trägerstabes 14 einen Minimalwert D-t. Wenn der Trägerstab 14 in das Kopfstützenrohr 10 eingeführt wird, greift dieser aufgrund einer Reibung mit den Quetschrippen 20 ein. Da der Durchmesser des Trägerstabes 14 jedoch gleich dem Durchmesser D1 ist, werden die Quetschrippen 20 nicht zusammengedrückt. Bei dem in. Fig. 5 dargestellten dritten Fall hat der Durchmesser des Trägerstabes 14 einen Zwischenwert D. In diesem Fall werden die Quetschrippen 14 über eine Distanz zu sammengedrückt, die von dem Durchmesser des Trägerstabes 14 abhängt. Außerdem kommt der Trägerstab 14 in einen Reibungseingriff mit den Quetschrippen 20, nicht jedoch mit den Wangen 22. Vertiefte Abschnitte 24 verleihen den Quetschrippen 20 und den Wangen 22 eine Flexibilität und stellen sicher, daß die Reibungspassung zwi schen dem Kopfstützenrohr 10 und dem Trägerstab 14 nicht so groß ist, daß ein Herausziehen des Trägerstabes 14 aus dem Kopfstützenrohr 10 für einen Benutzer der Kopfstütze zu mühsam ist.

Um sicherzustellen, daß auf den Trägerstab 14 eine konstante und gleichmäßig ver teilte Reibungskraft ausgeübt wird, wenn dieser in das Kopfstützenrohr 10 eingeführt und aus diesem herausgezogen wird, so daß eine gleichmäßige und leichte Einstellung der Kopfstütze durch einen Benutzer möglich ist, wird während des Formungsver fahrens den Quetschrippen 20 oder den Wangen 22 keine Formschräge verliehen. Dies ist in Fig. 2 gezeigt, aus der hervorgeht, daß die inneren Abschnitte 16 geringfügig konisch verlaufen und die Quetschrippen 20 und die Wangen 22 vertikal liegen. Da durch wird garantiert, daß der Abschnitt des Trägerstabes 14, der in das Kopfstützen rohr 10 eingeführt wird, entlang seiner gesamten Länge in gleichförmigem Rei bungseingriff mit den Quetschrippen 20 steht, und daß das Ausmaß des Zusammen drückens der Quetschrippen 20 gleichförmig sein wird, was zu einer konstanten und gleichmäßig verteilten Reibungskraft an dem Trägerstab 14 führt. Wenn die Quet schrippen 20 und die Wangen 22 formschräg sind, würde sich eine ungleichmäßige Anpassung an den zylindrischen Trägerstab 14 ergeben, was zu einer nichtkonstanten Reibungskraft zwischen dem Kopfstützenrohr 10 und dem Trägerstab 14 führt.

Es ist somit deutlich geworden, daß unabhängig von dem tatsächlichen Durchmesser des Trägerstabes 14 innerhalb seines Toleranzbereiches eine enge und gleichförmige Reibungspassung zwischen dem Trägerstab 14 und dem Innern des Kopfstützenrohres 10 sichergestellt ist und die Probleme des Summens, Schüttelns und Ratterns sowie der seitlichen Klemmung gelöst sind, wobei gleichzeitig eine gleichförmige und leich te Einstellung der Kopfstütze durch einen Benutzer möglich ist.

Claims

1. Kopfstützenrohr zur Aufnahme eines zylindrischen Kopfstützen-Trägerstabes mit einem Durchmesser innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereiches, der durch einen maximalen und einen minimalen Durchmesser begrenzt ist, wobei das Kopfstüt zenrohr aus einem nachgebenden Material geformt ist und umfaßt:
einen verlängerten Körper mit einem äußeren Abschnitt und einer axialen kreisförmi gen Bohrting, die sich zur Aufnahme des Trägerstabes durch diesen erstreckt und einen inneren Abschnitt des Körpers abgrenzt;
mindestens zwei Paare von zusammendrückbaren Rippen, die integral mit dem inne ren Abschnitt ausgebildet sind und sich entlang der Länge des Körpers erstrecken, wo bei die Rippen radial hervorstehen, um mit dem Trägerstab einen Reibungseingriff zu erzeugen;
mindestens zwei Wangen, die zwischen den Paaren von Rippen angeordnet und inte gral mit diesen angeordnet sind, wobei die Wangen radial über eine Distanz hervorste hen, die geringer ist, als diejenige, mit der die Rippen hervorstehen, um einen Rei bungseingriff mit dem Trägerstab zu erzeugen;
wobei in dem Fall, in dem der Trägerstab in die Bohrung eingeführt wird, dieser über eine Reibung mit den Rippen eingreift, wenn der Durchmesser des Trägerstabes grö ßer oder gleich dem minimalen Durchmesser ist und zusätzlich zu den Rippen mit den Wangen eingreift, wenn der Durchmesser des Trägerstabes gleich dem maximalen Durchmesser ist.

2. Kopfstützenrohr nach Anspruch 1, bei dem das Kopfstützenrohr durch Spritzguß geformt ist; der innere Abschnitt des Körpers eine Formschräge aufweist; und die Rippen und die Wangen keine Form schräge aufweisen.

3. Kopfstützenrohr nach Anspruch 1, bei dem der äußere Abschnitt des Körpers mindestens zwei Vertiefungen aufweist, die sich entlang der Länge des Körpers erstrecken und hinter den Paaren von Rippen an geordnet sind.

4. Kopfstützenrohr nach Anspruch 1, bei dem das nachgebende Material Kunststoff ist.

5. Kopfstützenrohr war Anspruch 1, bei dem die Anzahl von Paaren von Rippen gerade ist und die Paare von Rippen in der Weise angeordnet sind, daß jeweils ein Paar von Rippen diametral gegenüber einem anderen Paar liegt.

6. Kopfstützenrohr nach Anspruch 1, bei dem vier Paare von Rippen vorhanden sind, wobei die vier Paare von Rippen in der Weise angeordnet sind, daß ein erstes Paar von einem zweiten Paar mit 80° bean standet ist, das zweite Paar um 100° gegenüber einem dritten Paar beabstandet ist und das dritte Paar gegenüber einem vierten Paar um 80° beabstandet ist.