DE102012025191B3 - Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz - Google Patents
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Abstract
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 undDE 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 Kopfstütze1 für einen Fahrzeugsitz dargestellt. Die Kopfstütze1 weist ein Basiselement2 auf, welches über eine Höhenverstelleinheit3 höhenverstellbar an einem Haltebügel4 befestigt ist. Der Haltebügel4 ist an einer Rückenlehne (nicht dargestellt) eines Fahrzeugsitzes befestigt. Die Höhenverstelleinheit3 weist ein Befestigungselement5 auf (siehe3 ), welches an einem Querträger6 des Haltebügels4 befestigt ist. Das Befestigungselement5 umfasst ferner eine Aufnahmeöffnung mit einem Innengewinde zur Aufnahme einer vertikalen Spindel7 der Höhenverstelleinheit3 . Die Höhenverstelleinheit3 weist ferner einen Motorträger8 auf, welcher am Basiselement2 befestigt ist und zur Halterung eines Elektromotors21 dient. Die horizontal ausgerichtete Antriebswelle des Elektromotors21 weist ein Ritzel bzw. Schneckenrad auf, welches in Wirkverbindung mit einem am Ende der vertikalen Spindel7 befestigten weiteren Ritzel bzw. Schneckenrad steht. Die vertikale Spindel7 und die Antriebswelle des Elektromotors21 sind senkrecht zueinander ausgerichtet. Durch eine Drehung der Antriebswelle des Elektromotors21 wird über die Ritzel bzw. Schneckenräder die vertikale Spindel um eine vertikale Drehachse gedreht, wodurch die vertikale Spindel7 im Innengewinde der Aufnahmeöffnung läuft und sich somit relativ zum Befestigungselement5 und zum Haltebügel4 entlang einer vertikalen Richtung100 nach oben oder nach unten bewegt (je nach Drehrichtung). Hierdurch wird auch das Basiselement2 in vertikaler Richtung100 relativ zum Haltebügel4 und somit auch zur Rückenlehne (nicht dargestellt) bewegt. Das Befestigungselement5 ist auf dem Querträger6 verschiebbar gelagert und kann zudem um den Querträger6 gedreht werden. Auf diese Weise können Toleranzen ausgeglichen und ein Verkanten während der Höhenverstellung verhindert werden. Der Motorträger8 ist insbesondere schwimmend am Basiselement2 befestigt, um einen Spielausgleich zu realisieren. Der Spielausgleich erfolgt insbesondere senkrecht zur Längsrichtung101 . - Zusätzlich weist die Kopfstütze
1 eine Längsverstellmöglichkeit zur Verstellung eines Kopfanlageteils10 der Kopfstütze1 entlang einer zur vertikalen Richtung100 senkrechten horizontalen Richtung101 (parallel zur Fahrtrichtung) auf. Die Kopfstütze1 weist hierfür ein relativ zum Basiselement2 längsbewegbares Gleitelement11 auf, welches längsverschieblich in einer zentralen Gleitöffnung12 des Basiselements2 verschiebbar geführt ist. Die Gleitöffnung12 und das Gleitelement11 weisen einen sich nach unten verjüngenden Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung101 auf, so dass schon durch die Formgebung ein Toleranzausgleich zwischen Gleitelement11 und Basiselement2 erzielt wird. Optional spannt eine Feder das Gleitelement11 nach unten. Am Gleitelement11 ist eine Längsverstelleinheit9 befestigt, welche einen weiteren Motorträger13 und eine horizontale Spindel14 umfasst. Der weitere Motorträger13 ist mit einem weiteren Elektromotor21 bestückt, dessen Antriebswelle senkrecht zur horizontalen Spindel14 ausgerichtet ist. Die Antriebswelle ist insbesondere gegenüber der vertikalen Richtung100 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 Spindel14 befestigt ist. Die horizontale Spindel14 ist somit durch den weiteren Elektromotor21 über die Ritzel bzw. Schneckenräder zu einer Drehung um eine horizontale Drehachse drehbar. Die horizontale Spindel14 läuft mit ihrem Außengewinde ferner in einem Innengewinde einer weiteren Aufnahmeöffnung19 , welche an einem am Basiselement2 befestigten Aufnahmemittel20 ausgebildet ist (siehe3 ). Die Drehung der horizontalen Spindel14 mittels des weiteren Elektromotors21 führt – je nach Drehrichtung – dazu, dass sich die horizontale Spindel14 gegenüber dem Aufnahmemittel20 entlang der horizontalen Richtung101 bewegt. Hierdurch wird auch das am Gleitelement11 befestigte Kopfanlageteil10 relativ zum Basiselement2 und zum Haltebügel4 in Längsrichtung101 bewegt. Optional weist die Kopfstütze1 eine Rückwand15 auf, welche über eine Halteklammer16 am Gleitelement11 und/oder am Kopfanlageteil10 befestigt ist. Das Aufnahmemittel20 ist insbesondere schwimmend am Basiselement2 befestigt, um einen Spielausgleich zu erzielen. Der Spielausgleich erfolgt insbesondere senkrecht zur Längsrichtung101 . Denkbar ist, dass das Aufnahmemittel20 nicht über Schrauben am Basiselement2 befestigt ist, sondern entlang einer zur Längsrichtung101 senkrechten Richtung frei verschiebbar in einer Nut am Basiselement2 gelagert ist. - Durch eine entsprechende Beschaltung des Elektromotors
21 kann somit eine motorgetriebene Höhenverstellung der Kopfstütze1 erzielt werden, während mittels einer entsprechenden Beschaltung des weiteren Elektromotors21 eine motorgetriebene Längsverstellung der Kopfstütze erzielt werden kann. Der Elektromotor21 und der weitere Elektromotor21 werden mittels eines gemeinsamen Steuermoduls17 angesteuert. Das Steuermodul17 ist insbesondere an einer Seitenwand der Halteklammer16 befestigt. Die beiden Elektromotoren21 stellen einen Komfortmodus bereit, in welchem der Benutzer der Kopfstütze1 die Höhen- und/oder Längsposition der Kopfstütze1 durch Betätigung eines Schalters18 entsprechend einstellen kann. Der Schalter18 ist – wie in2 dargestellt – vorzugsweise unmittelbar an einer Außenfläche der Kopfstütze1 selbst angeordnet, so dass der Schalter18 leicht auffindbar ist. Das Steuermodul17 ist mit dem Schalter18 unmittelbar verbunden, wobei sich das Steuermodul17 insbesondere auf der Innenseite der Außenfläche, auf welcher der Schalter18 befestigt ist, befindet. Eine manuelle Betätigung des Schalters18 wird durch das Steuermodul17 registriert und der betreffende Elektromotor21 wird entsprechend besteuert. Der Schalter18 umfasst insbesondere ein manuell auslenkbares Steuerelement, welches zur Höhenverstellung in vertikaler Richtung100 (je nach Verstellwunsch hoch oder runter) und zur Längsverstellung in horizontaler Richtung101 (je nach Verstellwunsch vor oder zurück) bewegbar ist. Die Bewegung des Kopfanlageteils10 folgt dem Steuerelement entsprechend. Auf diese Weise ist eine intuitive Einstellung der gewünschten Position durch einen Benutzer möglich. Ferner weist die Kopfstütze1 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 Kopfanlageteils10 ermöglicht wird. Zusätzlich gibt es einen Sicherheitsmodus, in welchem die Elektromotoren21 derart durch das Steuermodul17 angesteuert werden, dass ein schnelles Antreiben der Antriebsachsen erzielt wird. Im Sicherheitsmodus kann das Kopfanlageteil10 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 Längsrichtung101 senkrechten Symmetrieebene des Haltebügels4 angeordnet, d. h. der Abstand zwischen der vertikalen Spindel7 zu einem der beiden Holme des Haltebügels ist geringer als der Abstand der vertikalen Spindel7 zum anderen der beiden Holme. Eine Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem größeren Abstand ist mit einem größeren Bewegungsspielraum im Basiselement2 gelagert als die Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem geringeren Abstand. Auf diese Weise wird ein Verkanten des Basiselements2 an den beiden Holmen wirksam vermieden. Zudem wird eine Glättung der Höhenverstellbewegung erzielt. - In
4 ist eine Detailansicht eines der beiden Elektromotoren21 dargestellt. Es ist zu sehen, dass auf der Antriebswelle das (weitere) Ritzel bzw. Schneckenrad angeordnet ist. - In
5 ,6 und7 sind weitere Perspektivansichten des mit dem weiteren Elektromotor21 bestückten Gleitelement11 gezeigt, welches in der Gleitöffnung12 des Basiselements2 geführt ist, und des mit dem Elektromotor21 bestückten Basiselements2 . Ferner ist der Haltebügel4 dargestellt. In5 ist zudem die mit dem Steuermodul17 bestückte Halteklammer16 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 (14)
- 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.
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