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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch verdrehbaren Kindersitz, insbesondere zum Befestigen auf einem Kraftfahrzeugsitz.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Kindersitze zur Verwendung im Kraftfahrzeug bekannt, bei denen eine Sitzschale manuell gegenüber einem Sitzrahmen verdrehbar ist. Dabei weist der Kindersitz zwei oder mehrere Rastpositionen auf, in denen die Sitzschale eingerastet werden kann. Nachteilig bei einer solchen Ausführung ist, dass während der Fahrt im Kraftfahrzeug die Position der Sitzschale durch den Fahrer gar nicht, oder nur mit großem Sicherheitsrisiko manuell verstellbar ist. Dadurch ist der Fahrer gezwungen, gegebenenfalls einen Parkplatz anzufahren, um die Sitzschale beispielsweise sicher von einer Drehposition in eine andere Drehposition zu verdrehen, wenn beispielsweise das Kleinkind während der Fahrt aufgewacht ist. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass durch das manuelle Verdrehen der Sitzschale in eine andere Rastposition das Kind durch die Erschütterung der Sitzschale wieder aufwacht.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Kindersitz, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass das elektromotorische Verdrehen der Sitzschale gegenüber dem Sitzrahmen des Kindersitzes theoretisch auch während der Autofahrt ohne einen Zwischenstopp risikolos möglich wäre. Dadurch kann der Fahrer in Begleitung eines Kleinkindes entspannter fahren - insbesondere auch auf der Autobahn. Wenn das Kind während der Fahrt aufwacht, kann der Fahrer die Sitzschale beispielsweise von einer Blickrichtung des Kindes entgegen der Fahrtrichtung in Fahrtrichtung verdrehen, damit der Fahrer Sichtkontakt mit dem Kind auf dem Rücksitz hat. Durch das Verdrehen mittels eines Elektromotors kann dabei die Drehposition der Sitzschale - insbesondere stufenlos - eingestellt werden, und somit die optimale Blickrichtung für das Kind eingestellt werden. Die Nutzung des Kindersitzes entgegen der Fahrtrichtung erhöht die Sicherheit von Kleinkindern bei einem Unfall erheblich, durch die Möglichkeit der elektrischen Verdrehung kann der Kindersitz demzufolge auch während der Fahrt gefahrlos und ohne anzuhalten in eine sicherere Position gebracht werden, falls dies vor Fahrtantritt vergessen wurde, oder dies aus vorher nicht absehbaren Gründen während der Fahrt erforderlich wird. Zum elektromotorischen Verdrehen der Sitzschale ist am Elektromotor ein nachgeordnetes selbsthemmendes Getriebe angeordnet, so dass eine eingenommene Drehposition der Sitzschale durch die Selbsthemmung sicher fixiert werden kann. Der Elektromotor bildet dabei zusammen mit dem nachfolgenden Getriebe einen Getriebemotor. Dabei wird die Sitzschale beispielsweise durch ein Abtriebselement des Getriebes angetrieben, wobei eine gewünschte Getriebeuntersetzung vorgebbar ist. Beispielsweise ist das selbsthemmende Getriebe als Schneckengetriebe ausgebildet, bei dem eine Schnecke in ein entsprechendes Schneckenrad eingreift, das mit dem Abtriebselement - insbesondere mit einem Abtriebsritzel - gekoppelt ist.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem unabhängigen Anspruch vorgegebenen Ausführung möglich. Bevorzugt lässt sich die Sitzschale um eine Drehachse gegenüber dem Sitzrahmen drehen, die näherungsweise in Vertikalrichtung verläuft. Dabei bleibt der Lehnenneigungswinkel in Fahrtrichtung und gegen die Fahrtrichtung in etwa gleich. Alternativ kann die Drehachse jedoch auch beispielsweise bis zu 20° gegenüber der Vertikalrichtung geneigt sein, so dass die Lehnenneigung der Sitzschale in Fahrtrichtung stärker zur horizontalen hingeneigt ist, als in Blickrichtung des Kindes in Fahrtrichtung, in der das Kind dann eine aufrechtere Sitzposition einnimmt. Dadurch lässt sich durch die Drehbewegung der Sitzschale elektromotorisch ein Wechsel von einer aufrechten Sitzposition in eine flachere Schlafposition vornehmen.
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Besonders günstig ist es, wenn um die Drehachse herum ein Zahnkranz angeordnet ist, in den das Abtriebsritzel des Getriebes eingreift. Über den Durchmesser des Zahnkranzes bzw. über dessen Zahnzahl lässt sich in Kombination mit der Zahnzahl des Abtriebsritzel ebenfalls das Untersetzungsverhältnis beeinflussen. Die Zähne des Zahnkranzes erstrecken sich radial zur Drehachse, so dass auch das Abtriebsritzel radial in den Zahnkranz eingreift. In einer bevorzugten Ausführung weist der Zahnkranz eine Innenverzahnung auf, so dass das Abtriebsritzel radial innerhalb des Zahnkranzes angeordnet ist. Dabei kann der Durchmesser des Zahnkranzes so groß gewählt werden, dass der gesamte Elektromotor mitsamt Getriebe weitgehend radial innerhalb des Zahnkranzes angeordnet werden kann.
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In einer alternativen Ausführung hat der Zahnkranz eine Außenverzahnung, so dass das Abtriebsritzel radial außerhalb des Zahnkranzes angeordnet ist. Bei dieser Ausführung mit der Außenverzahnung kann der Zahnkranz auch als Zahnrad mit Außenverzahnung ausgebildet sein. Die Verzahnung kann als Stirnverzahnung oder als Kegelradverzahnung ausgebildet sein.
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Da der Sitzrahmen bevorzugt eine großflächige Grundfläche für den Kontakt mit dem Fahrzeugsitz aufweist, ist in diesem Sitzrahmen genügend Bauraum vorhanden, um den Elektromotor darin anzuordnen. Das hat den Vorteil, dass der Elektromotor ortsfest gegenüber dem Fahrzeugsitz bleibt, und sich lediglich die Sitzschale gegenüber dem ortsfesten Elektromotor verdrehen lässt. Der Sitzrahmen kann auf herkömmliche Art crashsicher auf dem Fahrzeugsitz befestigt werden, beispielsweise mittels eines normalen Dreipunktgurts oder mit alternativen Befestigungsmechanismen. Die Sitzschale weist an ihrer Unterseite eine großflächige Basisfläche auf, mit der sie an einer korrespondierenden Kontaktfläche an der Oberseite des Sitzrahmens aufsitzt. Durch diese großflächigen Kontaktflächen ist ein sicherer Halt der Sitzschale auf dem Sitzrahmen gewährleistet, damit die Sitzschale nicht verkippen kann. Ist die Drehachse gegenüber der Vertikalrichtung geneigt, sind entsprechend auch die beiden Kontaktflächen der Sitzschale und des Sitzrahmens gegenüber der Horizontalrichtung geneigt. Weist die Sitzschalenlehne einen fest vorgegebenen Lehnenwinkel zu dieser Kontaktfläche der Sitzschale auf, lässt sich der Sitzlehnenneigungswinkel durch die Drehung der Sitzschale vom Wechsel in Fahrtrichtung in entgegen die Fahrtrichtung entsprechend variieren.
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Dadurch, dass sich bevorzugt durch das selbsthemmende Getriebe jede Drehposition auch im unbestromten Zustand des Elektromotors sicher halten lässt, können insbesondere auch zwei voreinstellbare Drehpositionen eingestellt werden, in die die Sitzschale automatisch elektromotorisch verdreht wird, und anschließend in dieser Drehposition gehalten wird. Dabei sind die bevorzugten Drehpositionen der Sitzschale derart, dass das Kind in Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung schaut.
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Des Weiteren kann zusätzlich auch als Komfortfunktion die Sitzschale in eine weitere vorgebbare Ziel-Drehlage verdreht werden. So kann vorzugsweise zum leichteren Einsteigen und Aussteigen des Kindes die Drehlage der Sitzschale derart angefahren werden, dass das Kind zur Seitentüre des Fahrzeugs schaut. Eine solche Drehposition entspricht in etwa einer Verderehung um 90° gegenüber der Fahrtrichtung und kann beispielsweise auch als Easy-Entry-Funktion beim Annähern des Fahrzeugschlüssels an das Fahrzeug aktiviert werden.
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Die elektrische Energieversorgung des Elektromotors kann besonders einfach über ein Anschlusskabel erfolgen, das mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist. Beispielsweise kann als Steckdose hierfür der Zigarettenanzünder verwendet werden.
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In einer alternativen Ausführung erfolgt die Stromversorgung des Elektromotors über einen Akku, der im Kindersitz eingebaut ist. Vorzugsweise kann der Akku im Sitzrahmen integriert sein, so dass kein Anschlusskabel im Fahrzeug für den Kindersitz notwendig ist.
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Zur Betätigung des Elektromotors ist am Kindersitz eine Bedieneinheit angeordnet, die beispielsweise manuell betätigbar ist. Dazu kann beispielsweise im Anschlusskabel zur Fahrzeugbatterie der Schalter für den Elektromotor integriert sein. Weist der Kindersitz beispielsweise einen eigenen integrierten Akku auf, kann das Bedienelement auch direkt am Kindersitz, insbesondere am Sitzrahmen angeordnet sein. In einer alternativen Ausführung ist der Elektromotor über eine Fernbedienung ansteuerbar, wobei die Fernbedienung beispielweise auch über eine Handy-APP oder ein anderes tragbares Kommunikationsmittel betätigbar ist. Dadurch kann der Fahrer die Sitzschale auch während der Fahrt elektromotorisch verdrehen, ohne abgelenkt zu sein. Die Bedienvorrichtung für den Elektromotor kann in einer alternativen Ausführung beispielweise auch ins Cockpit des Kraftfahrzeugs integriert sein.
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In einer weiteren Ausführung kann die Drehlage der Sitzschale durch eine Positionserfassung erfasst werden und auf der Bedieneinheit angezeigt werden. Beispielweise kann hierzu im Elektromotor ein Hallsensor angeordnet sein, der mit einem magnetischen Signalgeber zusammenwirkt. Ebenso ist eine sensorlose Drehlageerfassung über den Motorstrom möglich. Über das Sensorsignal kann dann das Erreichen der voreingestellten Endpositionen überprüft werden. Prinzipiell ist dabei auch denkbar, dass die Sitzschale stufenlos um volle 360° um die Drehachse gedreht werden kann.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Gesamtansicht eines Kindersitzes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
- 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektromotorischen Drehvorrichtung eines Kindersitzes in Detaildarstellung,
- 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektromotorischen Drehvorrichtung eines Kindersitzes.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt einen Kindersitz 10 für ein Baby oder Kleinkind, wie er zum Transport von Kindern in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann. Der Kindersitz 10 weist einen Sitzrahmen 14 auf, in dem eine Sitzschale 12 drehbar gelagert ist. Der Kindersitz 10 wird beispielsweise mit dem Sitzrahmen 14 auf einen Kraftfahrzeugsitz 11 gestellt und bevorzugt mittels eines Sicherheitsgurts befestigt. Zur Befestigung am Fahrzeugsitz 11 ist beispielsweise am Sitzrahmen 14 ein Befestigungselement 15 angeordnet, das direkt mit einem Einrastvorrichtung 16 oder einem Gurtsystem des Fahrzeugsitzes verbindbar ist. Der Sitzrahmen 14 weist an seiner oberen Seite eine erste Ebene 21 auf, an der die Sitzschale 12 mit einer zweiten Ebene 22 anliegt. Die beiden Ebenen 21 und 22 sind näherungsweise parallel zueinander angeordnet und sind um eine Drehachse 25 gegeneinander verdrehbar, die sich etwa senkrecht zu den beiden Ebenen 21, 22 erstreckt. Die Sitzschale 12 weist eine Sitzfläche 26 auf, die sich entlang der zweiten Ebene 22 erstreckt. Eine Sitzschalenlehne 28 ist in einem Sitzlehenwinkel 30 zur zweiten Ebene 22 angeordnet. Optional kann dieser Sitzlehnenwinkel 30 auch verstellbar sein - insbesondere elektromotorisch. Die Drehung der Sitzschale 12 um die Drehachse 25 erfolgt mittels eines Elektromotors 20, der an einem Abtriebselement 32 ein Antriebsmoment bereitstellt. Im Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 20 im Sitzrahmen 14 angeordnet, so dass das Abtriebselement 32 an der Sitzschale 12 angreift und dieses zu einer Drehbewegung veranlasst. Dazu ist in der Sitzschale 12 ein Drehelement 34 angeordnet, das mit dem Abtriebselement 32 zusammenwirkt. In 1 ist die erste Ebene 21 um einen Winkel 33 bis zu 20° gegen die Horizontalrichtung 40 geneigt. Dadurch ist auch die Drehachse 25 um den Winkel 33 bis zu 20° gegenüber der Vertikalrichtung 41 geneigt - hier beispielsweise in Fahrtrichtung 42. Bei einem fest vorgegebenen Sitzlehenwinkel 30 ändert sich bei einer Drehung der Sitzschale 12 um die Drehachse 25 der Lehnenneigungswinkel 31 zwischen der Sitzschalenlehne 28 und der Vertikalrichtung 41. Ist in der dargestellten Drehposition mit Blick entgegen der Fahrtrichtung 42 die Sitzschalenlehne 28 stärker zur Horizontalrichtung 40 hingeneigt (z. B. als Schlafposition), so wäre dann die Sitzschalenlehne 28 mit Blick in Fahrtrichtung 42 fast senkrecht zur Horizontalrichtung 42 orientiert. Somit kann mit dem Elektromotor 20 durch die Drehung der Sitzschale 12 zusätzlich zur Änderung der Blickrichtung gleichzeitig auch der Lehnenneigungswinkel 31 verstellt werden.
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In 1 ist die Blickrichtung des Kindes zur Sitzlehne 11 des Fahrzeugs gerichtet, entgegen der Fahrtrichtung 42. Bei einem Auffahrunfall ist dadurch das Kind durch die Sitzschalenlehne 28 gesichert. Durch den Elektromotor 20 könnte die Sitzschale 12 auch während der Autofahrt motorisch gedreht werden, so dass das Kind in Fahrtrichtung 42 beispielsweise auch zum Fahrer nach vorne schauen kann. Der Elektromotor 20 wird hier über ein Anschlusskabel 53 mit Strom versorgt, das mit einer Energiequelle im Kraftfahrzeug 11 verbindbar ist. Beispielsweise ist am Ende des Anschlusskabels 53 ein Stecker 54 ausgebildet, der in den sogenannten Zigarettenanzünder 55 im Kraftfahrzeug 11 einsteckbar ist, der mit der Autobatterie verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel ist im Anschlusskabel 53 ein Bedienelement 56 ausgebildet, mit dem der Elektromotor 20 angesteuert werden kann, um die Sitzschale 12 gegenüber dem Sitzrahmen 14 elektromotorisch zu verdrehen. Dabei können bevorzugte Drehpositionen der Sitzschale 12 vorgegeben werden. Beispielsweise kann die Drehposition in Fahrtrichtung 42 oder entgegen der Fahrtrichtung 42 als Drehposition vorgegeben werden. Außerdem kann eine Drehposition mit Blickrichtung zur Seitentür (etwa 90° zur Fahrtrichtung 42) voreingestellt werden, die beispielsweise als Einstiegs- oder Ausstiegshilfe vorgesehen werden kann. Das Bedienelement 56 kann derart ausgebildet sein, dass durch einen Knopfdruck automatisch eine vorgegebene Drehposition der Sitzschale 12 eingenommen wird. In einer Variation der Erfindung kann am Bedienelement 56 auch zusätzlich der Sitzlehnenwinkel 30 und eine Sitzheizung angesteuert werden. Dazu kann zwischen dem Elektromotor 20 und der Sitzschale 12 für die Stromversorgung der Kindersitzheizung ein flexibles Stromkabel angeordnet sein.
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In einer weiteren Alternative der Erfindung kann der Elektromotor 20 auch mittels einer Fernbedienung angesteuert werden, deren Bedienteil insbesondere auch am Armaturenbrett oder im Lenkrad des Kraftfahrzeugs 11 angeordnet werden kann. Alternativ kann die Fernsteuerung über ein Handy oder ein anderes tragbares User-Interface betätigt und kontrolliert werden. Desweitern ist in 1 an dem Sitzrahmen 14 eine Anzeigevorrichtung 57 angeordnet, die die Drehposition exakt angeben kann. Beispielsweise kann die Drehposition mittels einer Positionserfassung erfasst werden, die detektiert, ob die Sitzschale 12 die vorgegebene Drehlage erreicht hat. Die zuverlässige Sicherung der Drehposition erfolgt über das Getriebe 48, das hierbei selbsthemmend ausgebildet ist.
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In 2 ist schematisch eine Schnittdarstellung (mit Blick von oben) eines weiteren Ausführungsbeispiels einer elektromotorischen Verstelleinheit entlang der Ebenen 21 und 22 dargestellt. Der Elektromotor 20 weist eine Ankerwelle 50 auf, auf der eine Schnecke angeordnet ist. Die Schnecke greift in ein Schneckenrad, das mit einem Abtriebsritzel 52 als Abtriebselement 32 verbunden ist. Ein solches als Schneckengetriebe ausgebildetes Getriebe 48 weist eine Selbsthemmung auf, so dass beim lastseitigen Einwirken eines Drehmoments über die Sitzschale 12 der Elektromotor 20 blockiert, und damit eine Drehbewegung der Sitzschale 12 verhindert. Das Getriebe 48 ist in einem Getriebegehäuse 49 angeordnet, das mit einem Polgehäuse 58 des Elektromotors 20 verbunden ist. Am Getriebegehäuse 49 sind Aufnahmen 60 für Verbindungselemente 62 ausgeformt, mit denen der Elektromotor 20 am Sitzrahmen 12 befestigt ist. Der Elektromotor 20 bildet zusammen mit dem Getriebe 48 einen Getriebemotor. Das Abtriebsritzel 52 kämmt mit einem Verzahnungsring 70 als Drehelement 34, der hier an der Sitzschale 12 befestigt ist. Der Verzahnungsring 70 hat hier eine Innenverzahnung 72, so dass das Abtriebsritzel 52 radial innerhalb des Verzahnungsring 70 angeordnet ist. In 2 ist im Wesentlichen der ganze Elektromotor 20 mit dem Getriebe 48 radial innerhalb des Verzahnungsrings 70 angeordnet. Das Abtriebsritzel 52 erstreckt sich dabei entlang der Drehachse 25 axial über die erste Ebene 21 des Sitzrahmens hinaus und durch die zweite Ebene 22 axial in die Sitzschale 12 hinein. Der Verzahnungsring 70 ist an der zweiten Ebene 22 der Sitzschale 12 konzentrisch zur Drehachse 25 angeordnet. In 2 ist zur Stromversorgung des Elektromotors 20 ein Akku 19 im Sitzrahmen 14 angeordnet, und elektrisch mit dem Elektromotor 20 verbunden. Dabei entfällt das Anschlusskabel 53, so dass das Bedienelement 56 direkt am Kindersitz 10, beispielsweise an der am Sitzrahmen 14 - insbesondere an der Anzeigevorrichtung 57 - angeordnet sein kann. Das Getriebe 48 ist selbsthemmend ausgebildet, so dass auch beim Abschalten des Elektromotors 20 die Sitzschale 12 in jeder beliebigen Drehposition über das Schneckengetriebe zuverlässig positioniert und gesichert bleibt. Ein solcher elektromotorische Antrieb ermöglicht dadurch eine stufenlose Drehposition der Sitzschale 12 gegenüber dem Sitzrahmen 14.
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3 zeigt eine weitere Verstellvorrichtung für einen Kindersitz 10, bei dem an der Sitzschale 12 ein Zahnkranz 70 angeordnet ist, der am äußeren Umfang eine Außenverzahnung 74 aufweist. Der Zahnkranz 70 ist beispielweise einstückig mit dem Kunststoff der Sitzschale 12 ausgebildet. Dabei wird die Außenverzahnung 74 an der Umfangsfläche eines axialen Fortsatzes 73 angeformt, insbesondere beim Spritzgießen der Sitzschale 12 aus Kunststoff. Die Sitzschale 12 weist hier ein Zwischenteil 13 auf, an dem die Außenverzahnung 74 ausgebildet ist. Das Zwischenteil 13 ist einerseits drehbeweglich im Sitzrahmen 14 gelagert, der fest mit dem Kraftfahrzeugsitz 11 verbindbar ist. Andererseits ist die Sitzschale 12 zweiteilig ausgebildet, so dass sich die Sitzschalenlehne 28 gegenüber dem Zwischenteil 13 in ihrer Neigung motorisch verstellen lässt. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel ein weiterer Stellmotor 120 am Zwischenteil 13 angeordnet, der über eine Mechanik 121 die Sitzlehne 28 in einer Ebene, die beispielsweise durch die Fahrtrichtung 42 und die Vertikalrichtung 41 aufgespannt wird, verstellen kann.
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Die Außenverzahnung 74 kämmt mit dem Abtriebsritzel 52 des Elektromotors 20, der bei dieser Ausführung radial außerhalb des Verzahnungsrings 70 angeordnet ist. Dabei ist eine Achse 59 des Abtriebsritzels 52 vertikal, insbesondere parallel zur Drehachse 25 der sitzschale 12 angeordnet. Der Elektromotor 20 ist am Sitzrahmen 14 des Kindersitzes 10 befestigt, so dass das Abtriebsritzel 52 die Sitzschale 12 über die Außenverzahnung 74 gegenüber dem Sitzrahmen 14 verdreht. Das Zwischenteil 13 ist dabei drehfest bezüglich einer Rotation um die Drehachse 25 mit der Sitzschale 12 verbunden. Der Elektromotor 20 ist zusammen mit seinem nachfolgenden Getriebe 48 und der Verzahnung 51 zwischen dem Abtriebsritzel 52 und der Außenverzahnung 74 selbsthemmend ausgebildet, so dass beim Einwirken eines äußeren Drehmoments auf die Sitzschale 12 durch den Verzahnungseingriff des Elektromotors 20 eine Drehung der Sitzschale 12 gegenüber dem Sitzrahmen 14 blockiert wird. In einer bevorzugten Ausführung ist auf einer Ankerwelle 50 des Elektromotors 20 eine Schnecke 77 drehfest angeordnet, die mit einem Schneckenrad 78 einer weiteren Getriebestufe 48 zusammenwirkt. Der Elektromotor 20 bildet zusammen mit der Getriebestufe 48 den Antriebsmotor 46. Ein solches Schneckengetriebe 79 ist dabei selbsthemmend ausgebildet, um eine selbstständige Drehung der Sitzschale 12 gegenüber dem Sitzrahmen 14 zu verhindern. Dabei kann die Schnecke 77 anstatt der bevorzugten eingängigen Ausführung auch als sogenannte mehrgängige Schnecke 77 ausgebildet sein. Das bedeutet, dass in Richtung der Ankerwelle 50 gesehen, direkt nebeneinanderliegende Zahnflanken 76 der Schnecke 77 nicht zum gleichen Zahngang gehören, sondern mehrere unabhängige Zahngänge unmittelbar nebeneinander angeordnet sein können. Dadurch ist die Steigung einer einzelnen Zahnflanke 76 in Umfangsrichtung der Schnecke 77 vergleichsweise größer ausgebildet, als bei einer eingängigen Schnecke 77, wodurch jedoch die Selbsthemmung abnimmt. Die Gestaltung der Zahnform der Außenverzahnung 74 in Verbindung mit den Zähnen 51 des Abtriebsritzels 52 kann jedoch derart ausgeformt werden, dass die Selbsthemmung einer solchen Verzahnung 51, 74 erhöht wird. Das Getriebe 48 des Antriebsmotors 46 kann insbesondere als einfaches Schneckengetriebe 79 ausgebildet sein, bei dem das Abtriebsritzel 52 mit der gleichen Drehzahl dreht, wie das Schneckenrad 78. In einer alternativen Ausführung kann der Antriebsmotor 46 ein zweistufiges Getriebe 48 aufweisen. Dabei kann nach einem ersten Schneckengetriebe 79 als zweite Getriebestufe eine Stirnradverzahnung oder ein Planetengetriebe angeordnet sein. Hierbei ist dann das Abtriebsritzel 52 nach der zweiten Getriebestufe, also nach der Stirnradverzahnung oder dem Planetengetriebe, angeordnet. Ein zweistufiges Getriebe 48 weist eine höhere Übersetzung und damit auch eine höhere Selbsthemmung auf. Anstelle der Schnecke 77 kann direkt auf der Ankerwelle 50 auch ein Stirnrad angeordnet sein, das als zentraler Antrieb für ein Planetengetriebe dient. Somit kann auch ohne eine Schneckengetriebestufe direkt mittels dem Planetengetriebe oder dem Stirnradgetriebe ein selbsthemmender Antriebsmotor 46 realisiert werden.
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Die Verzahnung zwischen dem Abtriebsritzel 52 und der Außenverzahnung 74 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Stirnradverzahnung ausgebildet. In einer alternativen Ausführung kann die Verzahnung zwischen dem Verzahnungsring 70 und dem Abtriebsritzel 52 auch als Kegelradverzahnung ausgebildet sein, bei der insbesondere die Abtriebsachse 53 des Abtriebsritzels 52 quer zur Drehachse 25 der Sitzschale 12 angeordnet ist. Dabei verlaufen die Zahnspitzen 75 der Außenverzahnung 74 nicht parallel zur Drehachse 25, sondern bilden einen Winkel, beispielsweise von ca. 45°, zur Drehachse 25.
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In weiteren Ausführungen, die nicht in den Figuren dargestellt sind, kann das Getriebe 48 auch durch andere Getriebeformen variiert werden. Beispielsweise kann anstelle der Außenverzahnung 74 an der Sitzschale 12 - beziehungsweise dem Zwischenteil 13 - ein Getrieberad für einen Riemen, oder für einen Kettenantrieb angeordnet sein. Dabei ist am Antriebsmotor 46 anstelle des Abtriebsritzel 52 ein Abtriebsrad angeordnet, das einen Antriebsriemen oder eine Antriebskette aufnimmt. Besonders bevorzugt ist das Getrieberad und das Abtriebsrad jeweils als Keilriemenrad ausgebildet, auf die ein Keilriemen gespannt ist, um die Sitzschale 12 gegenüber dem Sitzrahmen 14 zu verdrehen.
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Anstelle eines Keilriemens kann auch eine Steigwendel für die Übertragung des Antriebsmoments vom Antriebsmotor 46 auf die Sitzschale 12 verwendet werden. Dabei wird die Steigwendel von einem Abtriebselement des Antriebsmotors 46 angetrieben, wobei die Steigwendel mit ihren beiden Enden beispielsweise am Umfang des axialen Fortsatzes 73 der Sitzschale 12 - beziehungsweise mit dem daran angeordneten Zwischenteil 13 - befestigt ist. Das Abtriebselement für die Steigwendel weist beispielsweise ein oder zwei Abtriebsritzel auf, die die an der Sitzschale 12 befestigte Steigwendel in Umfangsrichtung zur Drehachse 25 verschieben. Alternativ kann auch am Außenumfang des axialen Fortsatzes 73 eine Verzahnung für die Steigwendel ausgeformt sein, so dass die Steigwendel als Ketten- oder Riemenantrieb wirkt. Ist die Steigwendel beispielsweise fest am Umfang des axialen Fortsatzes 73 befestigt, kann der Steigwendelantrieb derart ausgebildet sein, dass er die Sitzschale 12 von einer Ausgangsposition mit Blickrichtung quer zur Fahrtrichtung jeweils um 90° in Fahrtrichtung oder entgegen der Fahrtrichtung drehen kann. Damit kann mittels eines solchen Steigwendelantriebs beispielsweise auch jede Position der Sitzschale 12 zwischen der Fahrtrichtung und entgegen der Fahrtrichtung eingestellt werden. Bevorzugt kann die Position der Sitzschale 12 motorisch auch in Blickrichtung zur Fahrzeugtür ausgerichtet werden kann, um das Kind bequemer in oder aus dem Kindersitz zu setzen/nehmen.
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Als weitere Alternative für das Getriebe 48 kann ein Spindelantrieb verwendet werden, bei dem eine lineare Spindel vom Elektromotor 20 angetrieben wird. Dabei kann eine durch ein Getriebegehäuse durchtauchende Spindel verwendet werden, deren Ende über entsprechende Hebel gelenkig mit der Sitzschale 12 verbunden ist. Alternativ kann eine Spindel verwendet werden, die durch den Elektromotor 20 in Rotation versetzt wird, um eine entsprechende Spindelmutter linear auf der Spindel zu verschieben. Bei dieser Ausführung ist die Spindelmutter gelenkig über Hebel mit der Sitzschale 12 verbunden. Anstelle einer rotierenden Spindel oder eine druchtauchenden Spindel kann auch ein Zahnstangen-Antrieb verwendet werden, bei dem eine starre Zahnstange durch den Elektromotor 20 linear verschoben wird. Dabei ist an der Zahnstange wiederum gelenkig ein Hebelmechanismus befestigt, der ebenfalls gelenkig mit der Sitzschale 12 verbunden ist. Bei der Verwendung solcher Linear-Antriebe muss die Hebel-Mimik so ausgelegt werden, dass der maximale Verstellweg des linearen Stellglieds über die gelenkige Hebelmechanik in eine Drehbewegung der Sitzschale 12 von mindestens 180° umgesetzt wird. Bei diesen Ausführungen kann der Elektromotor 20 mitsamt dem zu verstellenden Linear-Stellglied und der Hebel-Mechanik radial innerhalb oder radial außerhalb der gelenkigen Verbindungsachse zwischen der Hebel-Mechanik und dem Sitzrahmen 12 angeordnet sein.
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In einer weiteren Variation der Verstellvorrichtung kann der Antriebsmotor 46 auch eine Lastmomentsperre aufweisen, die dazu führt, dass beim Einwirken eines lastseitigen Drehmoments auf die Sitzschale 12 das Getriebe 48 und/oder der Elektromotor 20 blockiert. Dadurch kann beispielsweise im Falle eines Seiten-Crashs verhindert werden, dass die Sitzschale 12, die in oder gegen die Fahrtrichtung ausgerichtet ist, sich in Blickrichtung quer zur Fahrtrichtung dreht. Bei der Ausbildung einer solchen Lastdrehmomentsperre kann der Antriebsmotor 46 mit einem höheren Wirkungsgrad ausgebildet werden, so dass dieser die Drehbewegung der Sitzschale 12 schneller und/oder energieeffizienter ausführen kann. Eine solche Lastmomentsperre kann entweder als passive Baueinheit, beispielsweise mittels einer Schlingfeder ausgebildet werden, oder als aktive Sperre, bei dem ein Sperrelement elektronisch aktiviert wird, um eine Drehbewegung der Sitzschale 12 zu verriegeln.
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Aus Sicherheitsgründen soll die Sitzschale 12 bevorzugt in Abhängigkeit vom Alter oder der Größe des Kindes während der Fahrt nur in Fahrtrichtung oder entgegen der Fahrtrichtung positioniert sein. Daher wird die Drehbewegung der Sitzschale 12 mittels einer Positionserfassung detektiert, und in einem Steuergerät 64 des Elektromotors 12 hinterlegt. Beispielweise kann die Positionserfassung direkt im Elektromotor 20 angeordnet sein, indem auf der Ankerwelle 50 ein Signalgeber angeordnet ist, dessen Signal von einem entsprechenden Sensor im Elektromotor 20 erfasst wird. Beispielweise kann hierzu ein Geber-Magnet auf der Ankerwelle 50 befestigt werden, dessen Signal mittels eines Magnetsensors, beispielsweise einem oder zwei Hallsensoren oder einem absolut messenden Winkel-Sensor erfasst wird. Dabei kann die Anzahl der Motorumdrehung auf den Verstellwinkel der Sitzschale 12 umgerechnet werden, wobei zur Normierung des inkrementellen Signals die Sitzschale 12 beispielsweise an einen definierten Anschlag gefahren werden kann (beispielsweise in Fahrtrichtung 42 oder gegen die Fahrtrichtung oder 90° zur Fahrtrichtung). Alternativ kann die Position der Sitzschale 12 auch sensorlos erfasst werden, indem bevorzugt die Welligkeit des Motorstroms des Elektromotors 20 ausgewertet werden kann, der mit der Drehlage der Ankerwelle 50 korreliert ist. Über das Steuergerät 64 kann dann vorgegeben werden, dass die Sitzschale 12 beispielsweise während der Fahrt nur in oder gegen die Fahrtrichtung 42 ausgerichtet sein darf. Eine abweichende Ausrichtung der Sitzschale 12 während der Fahrt kann somit unterbunden werden. Dabei kann in Abhängigkeit des Alters und/oder der Größe des Kindes auch vorgegeben werden, ob eine Ausrichtung der Sitzschale 12 nur in Fahrtrichtung 42, oder nur entgegen der Fahrtrichtung zulässig ist. Das Steuergerät 64 für den Elektromotor 20 der Drehbewegung kann in den Elektromotor 20 integriert sein, oder als separat ausgebildetes Steuergerät 64 örtlich getrennt vom Elektromotor 20 angeordnet sein. Dabei kann ein solches Steuergerät 64 auch den weiteren Elektromotor 120 für eine Verschwenkung der Sitzlehne 28 der Sitzschale 12 ansteuern. Die Bedieneinheit 57 für die Verstellbewegung kann dabei ebenfalls direkt in das Steuergerät 64 integriert sein, oder als separates Bedienelement 57 an dem Sitzrahmen 14 angeordnet sein. An der Bedieneinheit 56 kann eine Anzeigevorrichtung 57 für die Lage der Sitzschale 12 ausgebildet sein, die bevorzugt ebenfalls in das Steuergerät 64 integriert ist.
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Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise der Elektromotor 20 auch unabhängig vom Kindersitz 10 gelagert werden, um mit einer flexiblen Getriebewelle den Verzahnungsring 70 anzutreiben. Alternativ zum Schneckengetriebe kann auch ein Elektromotor 20 mit einer anderen Getriebebauform, wie einem Exzentergetriebe, verwendet werden. Ebenso ist die konkrete Befestigung und Ausbildung des Verzahnungsrings 70 und des Elektromotors 20 variierbar. Beispielsweise ist auch die Befestigung des Elektromotors 20 an der Sitzschale 12 anstelle am Sitzrahmen 14 möglich. Der Elektromotor 20 kann auch mit einem eigenen aufladbaren Akku 19 betrieben werden, so dass der Kindersitz 10 auch außerhalb des Kraftfahrzeugs - ohne Netzanschluss - elektrisch verstellbar ist. Dabei kann der Akku 19 baulich in den Kindersitz 10 integriert sein. Alternativ kann das Anschluss-Kabel 53 auch mit einem Netzstecker ausgebildet sein, der an eine beliebige Steckdose, beispielsweise 220V oder 110V im Wohnhaus, anschließbar ist.
