DE102012025191B3

DE102012025191B3 - Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102012025191B3
Application number: DE201210025191
Authority: DE
Inventors: Thomas Dillinger
Original assignee: Johnson Controls GmbH
Current assignee: Adient US LLC
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: WO2014044745A1

Abstract

Es wird eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz vorgeschlagen, welche ein auf einem Haltebügel verschiebbar befestigtes Basiselement aufweist, wobei das Basiselement einen Elektromotor aufweist, welcher über eine Antriebswelle eine vertikale Spindel zu einer Drehung antreiben kann, wobei ein Gewinde der vertikalen Spindel in ein Gewinde einer Aufnahmeöffnung eines am Haltebügel befestigten Befestigungselements eingreift, wobei die Kopfstütze ferner ein Gleitelement aufweist, welches längsverschiebbar in einer Gleitöffnung des Basiselements geführt ist, wobei das Gleitelement einen weiteren Elektromotor aufweist, welcher über eine weitere Antriebswelle eine horizontale Spindel zu einer Drehung antreibt, und wobei ein Gewinde der horizontalen Spindel in ein Gewinde einer weiteren Aufnahmeöffnung eines am Basiselement befestigten Aufnahmemittels eingreift.

Description

Stand der Technik
Es ist bekannt, Fahrzeugsitze mit motorisch verstellbaren Kopfstützen auszustatten, damit der Benutzer die Position der Kopfstütze möglichst komfortabel einstellen kann. Verstellbare Kopfstützen sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 199 83 415 T5 und DE 10 2005 057 806 A1 bekannt. Ferner ist es bekannt, Sicherheitsvorrichtungen vorzusehen, welche die Kopfstütze im Falle eines Unfalls in eine Sicherheitsposition verlagern, damit ein auf dem entsprechenden Fahrzeugsitz sitzender Insasse während des Unfalls optimal geschützt wird.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz zur Verfügung zu stellen, welche sowohl eine motorisch angetriebene Komfortverstellung als auch eine Sicherheitsfunktion bereitstellt, wobei die Kopfstütze im Vergleich zum Stand der Technik einfacher aufgebaut und kostengünstiger herstellbar sein soll und eine zuverlässigere Funktionsweise gewährleisten soll.
Diese Aufgabe wird mit einer Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz erzielt, welche ein auf einem Haltebügel verschiebbar befestigtes Basiselement aufweist, wobei das Basiselement einen Elektromotor aufweist, welcher über eine Antriebswelle eine vertikale Spindel zu einer Drehung antreiben kann, wobei ein Außengewinde der vertikalen Spindel in ein Innengewinde einer Aufnahmeöffnung eines am Haltebügel befestigten Befestigungselement eingreift, wobei die Kopfstütze ferner ein Gleitelement aufweist, welches längsverschiebbar in einer Gleitöffnung des Basiselements geführt ist, wobei das Gleitelement einen weiteren Elektromotor aufweist, welcher über eine weitere Antriebswelle eine horizontale Spindel zu einer Drehung antreiben kann, wobei ein Außengewinde der horizontalen Spindel in ein Innengewinde einer weiteren Aufnahmeöffnung eines am Basiselement befestigten Aufnahmemittels eingreift. Die Antriebswelle ist insbesondere senkrecht zur vertikalen Spindel ausgerichtet, während die weitere Antriebswelle insbesondere senkrecht zur horizontalen Spindel ausgerichtet ist. Auf diese Weise ist ein besonders einfacher, kompakter und kostengünstiger Aufbau der Kopfstütze erzielbar.
Vorzugsweise ist die weitere Aufnahmeöffnung sowie der in der weiteren Aufnahmeöffnung geführte Teil des Gleitelements nach unten verjüngt ausgebildet, so dass in vorteilhafter Weise ein automatischer Toleranzausgleich aufgrund der Gewichtskraft des Kopfanlageteils bzw. des Gleitelements erzielt wird. Optional ist das Gleitelement mittels eines Federelements nach unten gegen das Basiselement kraftbeaufschlagt.
Der Elektromotor und/oder der weitere Elektromotor werden durch ein gemeinsames Steuermodul gesteuert. Das Steuermodul kann vorzugsweise in einem Komfortmodus oder in einem Sicherheitsmodus betrieben werden. Im Komfortmodus werden die Elektromotoren derart angesteuert, dass eine langsamere horizontale und/oder vertikale Verstellbewegung erzeugt wird, während die Elektromotoren im Sicherheitsmodus derart angesteuert werden, dass eine im Vergleich zum Komfortmodus schnellere horizontale und/oder vertikale Verstellbewegung erzeugt wird. Der Komfortmodus dient dazu, eine individuelle Position des am Gleitelement befestigten Kopfanlageteils präzise und mit einer vergleichsweise leisen Arbeitsweise einzustellen, während der Sicherheitsmodus dazu dient, das Kopfanlageteil im Falle eines Unfalls schnell in eine Sicherheitsposition zu verfahren. Die Kopfstütze weist vorzugsweise einen mit dem Steuermodul gekoppelten Schalter an ihrer Außenfläche auf, mit welchem die Position der Kopfstütze im Komfortmodus eingestellt werden kann. Im Komfortmodus arbeiten die Elektromotoren vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von ca. 2.100 Umdrehungen der Antriebswelle pro Minute, während die Elektromotoren im Sicherheitsmodus mit einer Geschwindigkeit von ca. 11.000 Umdrehungen der Antriebswelle pro Minute arbeiten. Im Komfortmodus ist die Drehzahl der Elektromotoren vorzugsweise geregelt, während im Sicherheitsmodus die Drehzahl ungeregelt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die vertikale Spindel außerhalb einer zur Längsrichtung senkrechten Symmetrieebene des Haltebügels angeordnet. Der Abstand zwischen der vertikalen Spindel zu einem von beiden Holmen des Haltebügels ist vorzugsweise geringer als der Abstand der vertikalen Spindel zum anderen der beiden Holme. Eine Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem größeren Abstand ist sodann insbesondere mit einem größeren Bewegungsspielraum im Basiselement gelagert als diejenige Aufnahmebuchse, die zur Aufnahme des Holms mit dem geringeren Abstand vorgesehen ist. Auf diese Weise wird ein Verkanten des Basiselements an den beiden Holmen während der Höhenverstellung wirksam vermieden. Zudem wird eine Glättung der Höhenverstellbewegung erzielt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Aufnahmemittel schwimmend am Basiselement befestigt, so dass ein Spielausgleich zwischen Aufnahmemittel und Basiselement erzielt werden kann. Die schwimmende Befestigung wird vorzugsweise mittels Feder- oder Dämpfelemente erzielt. Zusätzlich oder alternativ wäre optional auch denkbar, dass der Elektromotor der Längsverstelleinheit, eine Getriebeeinheit der Längsverstelleinheit und/oder der weitere Motorträger schwimmend am Gleitelement befestigt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Motor der Höhenverstelleinheit, eine Getriebeeinheit der Höhenverstelleinheit und/oder der Motorträger schwimmend am Basisteil befestigt ist. Auf diese Weise kann auch für die Höhenverstelleinheit ein Spielausgleich realisiert werden, wodurch die Betriebsgeräusche reduziert werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Figurenbeschreibung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In 1 ist eine Explosionsdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kopfstütze 1 für einen Fahrzeugsitz dargestellt. Die Kopfstütze 1 weist ein Basiselement 2 auf, welches über eine Höhenverstelleinheit 3 höhenverstellbar an einem Haltebügel 4 befestigt ist. Der Haltebügel 4 ist an einer Rückenlehne (nicht dargestellt) eines Fahrzeugsitzes befestigt. Die Höhenverstelleinheit 3 weist ein Befestigungselement 5 auf (siehe 3), welches an einem Querträger 6 des Haltebügels 4 befestigt ist. Das Befestigungselement 5 umfasst ferner eine Aufnahmeöffnung mit einem Innengewinde zur Aufnahme einer vertikalen Spindel 7 der Höhenverstelleinheit 3. Die Höhenverstelleinheit 3 weist ferner einen Motorträger 8 auf, welcher am Basiselement 2 befestigt ist und zur Halterung eines Elektromotors 21 dient. Die horizontal ausgerichtete Antriebswelle des Elektromotors 21 weist ein Ritzel bzw. Schneckenrad auf, welches in Wirkverbindung mit einem am Ende der vertikalen Spindel 7 befestigten weiteren Ritzel bzw. Schneckenrad steht. Die vertikale Spindel 7 und die Antriebswelle des Elektromotors 21 sind senkrecht zueinander ausgerichtet. Durch eine Drehung der Antriebswelle des Elektromotors 21 wird über die Ritzel bzw. Schneckenräder die vertikale Spindel um eine vertikale Drehachse gedreht, wodurch die vertikale Spindel 7 im Innengewinde der Aufnahmeöffnung läuft und sich somit relativ zum Befestigungselement 5 und zum Haltebügel 4 entlang einer vertikalen Richtung 100 nach oben oder nach unten bewegt (je nach Drehrichtung). Hierdurch wird auch das Basiselement 2 in vertikaler Richtung 100 relativ zum Haltebügel 4 und somit auch zur Rückenlehne (nicht dargestellt) bewegt. Das Befestigungselement 5 ist auf dem Querträger 6 verschiebbar gelagert und kann zudem um den Querträger 6 gedreht werden. Auf diese Weise können Toleranzen ausgeglichen und ein Verkanten während der Höhenverstellung verhindert werden. Der Motorträger 8 ist insbesondere schwimmend am Basiselement 2 befestigt, um einen Spielausgleich zu realisieren. Der Spielausgleich erfolgt insbesondere senkrecht zur Längsrichtung 101.
Zusätzlich weist die Kopfstütze 1 eine Längsverstellmöglichkeit zur Verstellung eines Kopfanlageteils 10 der Kopfstütze 1 entlang einer zur vertikalen Richtung 100 senkrechten horizontalen Richtung 101 (parallel zur Fahrtrichtung) auf. Die Kopfstütze 1 weist hierfür ein relativ zum Basiselement 2 längsbewegbares Gleitelement 11 auf, welches längsverschieblich in einer zentralen Gleitöffnung 12 des Basiselements 2 verschiebbar geführt ist. Die Gleitöffnung 12 und das Gleitelement 11 weisen einen sich nach unten verjüngenden Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung 101 auf, so dass schon durch die Formgebung ein Toleranzausgleich zwischen Gleitelement 11 und Basiselement 2 erzielt wird. Optional spannt eine Feder das Gleitelement 11 nach unten. Am Gleitelement 11 ist eine Längsverstelleinheit 9 befestigt, welche einen weiteren Motorträger 13 und eine horizontale Spindel 14 umfasst. Der weitere Motorträger 13 ist mit einem weiteren Elektromotor 21 bestückt, dessen Antriebswelle senkrecht zur horizontalen Spindel 14 ausgerichtet ist. Die Antriebswelle ist insbesondere gegenüber der vertikalen Richtung 100 geneigt. Am Ende der Antriebswelle ist wiederum ein Ritzel bzw. Schneckenrad angeordnet, welches formschlüssig in ein weiteres Ritzel bzw. Schneckenrad eingreift, welches am Ende der horizontalen Spindel 14 befestigt ist. Die horizontale Spindel 14 ist somit durch den weiteren Elektromotor 21 über die Ritzel bzw. Schneckenräder zu einer Drehung um eine horizontale Drehachse drehbar. Die horizontale Spindel 14 läuft mit ihrem Außengewinde ferner in einem Innengewinde einer weiteren Aufnahmeöffnung 19, welche an einem am Basiselement 2 befestigten Aufnahmemittel 20 ausgebildet ist (siehe 3). Die Drehung der horizontalen Spindel 14 mittels des weiteren Elektromotors 21 führt – je nach Drehrichtung – dazu, dass sich die horizontale Spindel 14 gegenüber dem Aufnahmemittel 20 entlang der horizontalen Richtung 101 bewegt. Hierdurch wird auch das am Gleitelement 11 befestigte Kopfanlageteil 10 relativ zum Basiselement 2 und zum Haltebügel 4 in Längsrichtung 101 bewegt. Optional weist die Kopfstütze 1 eine Rückwand 15 auf, welche über eine Halteklammer 16 am Gleitelement 11 und/oder am Kopfanlageteil 10 befestigt ist. Das Aufnahmemittel 20 ist insbesondere schwimmend am Basiselement 2 befestigt, um einen Spielausgleich zu erzielen. Der Spielausgleich erfolgt insbesondere senkrecht zur Längsrichtung 101. Denkbar ist, dass das Aufnahmemittel 20 nicht über Schrauben am Basiselement 2 befestigt ist, sondern entlang einer zur Längsrichtung 101 senkrechten Richtung frei verschiebbar in einer Nut am Basiselement 2 gelagert ist.
Durch eine entsprechende Beschaltung des Elektromotors 21 kann somit eine motorgetriebene Höhenverstellung der Kopfstütze 1 erzielt werden, während mittels einer entsprechenden Beschaltung des weiteren Elektromotors 21 eine motorgetriebene Längsverstellung der Kopfstütze erzielt werden kann. Der Elektromotor 21 und der weitere Elektromotor 21 werden mittels eines gemeinsamen Steuermoduls 17 angesteuert. Das Steuermodul 17 ist insbesondere an einer Seitenwand der Halteklammer 16 befestigt. Die beiden Elektromotoren 21 stellen einen Komfortmodus bereit, in welchem der Benutzer der Kopfstütze 1 die Höhen- und/oder Längsposition der Kopfstütze 1 durch Betätigung eines Schalters 18 entsprechend einstellen kann. Der Schalter 18 ist – wie in 2 dargestellt – vorzugsweise unmittelbar an einer Außenfläche der Kopfstütze 1 selbst angeordnet, so dass der Schalter 18 leicht auffindbar ist. Das Steuermodul 17 ist mit dem Schalter 18 unmittelbar verbunden, wobei sich das Steuermodul 17 insbesondere auf der Innenseite der Außenfläche, auf welcher der Schalter 18 befestigt ist, befindet. Eine manuelle Betätigung des Schalters 18 wird durch das Steuermodul 17 registriert und der betreffende Elektromotor 21 wird entsprechend besteuert. Der Schalter 18 umfasst insbesondere ein manuell auslenkbares Steuerelement, welches zur Höhenverstellung in vertikaler Richtung 100 (je nach Verstellwunsch hoch oder runter) und zur Längsverstellung in horizontaler Richtung 101 (je nach Verstellwunsch vor oder zurück) bewegbar ist. Die Bewegung des Kopfanlageteils 10 folgt dem Steuerelement entsprechend. Auf diese Weise ist eine intuitive Einstellung der gewünschten Position durch einen Benutzer möglich. Ferner weist die Kopfstütze 1 vorzugsweise sämtliche Kommunikationselektronik zur Kommunikation mit der CAN-Schnittstelle des Fahrzeugs auf.
Im Komfortmodus treiben die Elektromotoren 21 ihre Antriebsachsen nur langsam an, damit eine präzise und leise Verstellung des Kopfanlageteils 10 ermöglicht wird. Zusätzlich gibt es einen Sicherheitsmodus, in welchem die Elektromotoren 21 derart durch das Steuermodul 17 angesteuert werden, dass ein schnelles Antreiben der Antriebsachsen erzielt wird. Im Sicherheitsmodus kann das Kopfanlageteil 10 somit sehr schnell in eine insbesondere vorbestimmte Sicherheitsposition verfahren werden. Der Sicherheitsmodus wird ausgelöst, wenn beispielsweise ein Crashsensor anschlägt und/oder ein Kippen des Fahrzeugs oder das Vorhandensein von unfallbedingten Beschleunigungskräften detektiert werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vertikale Spindel 7 insbesondere außerhalb einer zur Längsrichtung 101 senkrechten Symmetrieebene des Haltebügels 4 angeordnet, d. h. der Abstand zwischen der vertikalen Spindel 7 zu einem der beiden Holme des Haltebügels ist geringer als der Abstand der vertikalen Spindel 7 zum anderen der beiden Holme. Eine Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem größeren Abstand ist mit einem größeren Bewegungsspielraum im Basiselement 2 gelagert als die Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem geringeren Abstand. Auf diese Weise wird ein Verkanten des Basiselements 2 an den beiden Holmen wirksam vermieden. Zudem wird eine Glättung der Höhenverstellbewegung erzielt.
In 4 ist eine Detailansicht eines der beiden Elektromotoren 21 dargestellt. Es ist zu sehen, dass auf der Antriebswelle das (weitere) Ritzel bzw. Schneckenrad angeordnet ist.
In 5, 6 und 7 sind weitere Perspektivansichten des mit dem weiteren Elektromotor 21 bestückten Gleitelement 11 gezeigt, welches in der Gleitöffnung 12 des Basiselements 2 geführt ist, und des mit dem Elektromotor 21 bestückten Basiselements 2. Ferner ist der Haltebügel 4 dargestellt. In 5 ist zudem die mit dem Steuermodul 17 bestückte Halteklammer 16 illustriert.
Bezugszeichenliste

1: Kopfstütze
2: Basiselement
3: Höhenverstelleinheit
4: Haltebügel
5: Befestigungselement
6: Querträger
7: vertikale Spindel
8: Motorträger
9: Längsverstelleinheit
10: Kopfanlageteil
11: Gleitelement
12: zentrale Gleitöffnung
13: weiterer Motorträger
14: horizontale Spindel
15: Rückwand
16: Halteklammer
17: Steuermodul
18: Schalter
19: weitere Aufnahmeöffnung
20: Aufnahmemittel
21: Elektromotor
100: vertikale Richtung
101: horizontale Richtung

Claims

Kopfstütze (1) für einen Fahrzeugsitz, welche ein auf einem Haltebügel (4) verschiebbar befestigtes Basiselement (2) aufweist, wobei das Basiselement (2) einen Elektromotor (21) aufweist, welcher zum Antreiben einer vertikalen Spindel (7) zu einer Drehung über eine Antriebswelle vorgesehen ist, wobei ein Gewinde der vertikalen Spindel (7) in ein Gewinde einer Aufnahmeöffnung eines am Haltebügel (4) befestigten Befestigungselements (5) eingreift, wobei die Kopfstütze (1) ferner ein Gleitelement (11) aufweist, welches längsverschiebbar in einer Gleitöffnung (12) des Basiselements (2) geführt ist, wobei das Gleitelement (11) einen weiteren Elektromotor (21) aufweist, welcher zum Antreiben einer horizontalen Spindel (14) zu einer Drehung über eine weitere Antriebswelle vorgesehen ist, wobei ein Gewinde der horizontalen Spindel (14) in ein Gewinde einer weiteren Aufnahmeöffnung (19) eines am Basiselement (2) befestigten Aufnahmemittels (20) eingreift.
Kopfstütze (1) nach Anspruch 1, wobei ein Außengewinde der vertikalen Spindel (7) in ein Innengewinde der Aufnahmeöffnung am Befestigungselement (5) eingreift und wobei ein Außengewinde der horizontalen Spindel (14) in ein Innengewinde der weiteren Aufnahmeöffnung (19) des Aufnahmemittels (20) eingreift.
Kopfstütze (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Antriebswelle senkrecht zur vertikalen Spindel (7) ausgerichtet ist und wobei die weitere Antriebswelle senkrecht zur horizontalen Spindel (14) ausgerichtet ist.
Kopfstütze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gleitöffnung (12) und wenigstens ein in der Gleitöffnung (12) geführter Teil des Gleitelements (11) nach unten verjüngt ausgebildet sind.
Kopfstütze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gleitelement (11) mittels eines Federelements nach unten gegen das Basiselement (2) kraftbeaufschlagt ist.
Kopfstütze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektromotor (21) und der weitere Elektromotor (21) durch ein gemeinsames Steuermodul (17) steuerbar sind.
Kopfstütze (1) nach Anspruch 6, wobei das Steuermodul (17) derart konfiguriert ist, dass das Steuermodul (17) wahlweise in einem Komfortmodus oder in einem Sicherheitsmodus betreibbar ist, wobei der Elektromotor (21) und/oder der weitere Elektromotor (21) im Komfortmodus derart angesteuert werden, dass eine langsamere horizontale und/oder vertikale Verstellbewegung erzeugt wird, während der Elektromotor (21) und/oder der weitere Elektromotor (21) im Sicherheitsmodus derart angesteuert werden, dass eine im Vergleich zum Komfortmodus schnellere horizontale und/oder vertikale Verstellbewegung erzeugt wird.
Kopfstütze (1) nach Anspruch 7, wobei die Kopfstütze (1) einen mit dem Steuermodul (17) gekoppelten Schalter (18) an ihrer Außenfläche aufweist, über welchen die Position der Kopfstütze (1) im Komfortmodus einstellbar ist.
Kopfstütze (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Kopfstütze (1) derart konfiguriert ist, dass im Komfortmodus die Drehzahl der Elektromotoren (21) geregelt ist, während im Sicherheitsmodus die Drehzahl der Elektromotoren (21) ungeregelt ist.
Kopfstütze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vertikale Spindel (7) außerhalb einer zur Längsrichtung senkrechten Symmetrieebene des Haltebügels (4) angeordnet ist.
Kopfstütze (1) nach Anspruch 10, wobei der Abstand zwischen der vertikalen Spindel (7) zu einem von beiden Holmen des Haltebügels (4) geringer als der Abstand der vertikalen Spindel (7) zum anderen der beiden Holme ist.
Kopfstütze (1) nach Anspruch 11, wobei eine Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem größeren Abstand mit einem größeren Bewegungsspielraum im Basiselement (2) als diejenige Aufnahmebuchse, die zur Aufnahme des Holms mit dem geringeren Abstand vorgesehen ist, gelagert ist.
Kopfstütze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufnahmemittel (20) schwimmend am Basiselement (2) befestigt ist.
Kopfstütze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektromotor (21) der Höhenverstelleinheit (3), eine Getriebeeinheit der Höhenverstelleinheit (3) und/oder der Motorträger (8) schwimmend am Basisteil (2) befestigt sind.