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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sitzverstellung eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes sowie eine Montagebaugruppe für eine solche Vorrichtung.
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Bei dem Sitz handelt sich insbesondere um den Sitz in einem Fahrzeug, insbesondere einer zweiten oder auch dritten Sitzreihe. Speziell handelt sich um einen klappbaren Sitz, welcher ein Sitzteil sowie eine bezüglich des Sitzteils umklappbare Lehne aufweist. Die Lehne ist dabei typischerweise zwischen zwei Endpositionen verschwenkbar, nämlich zwischen einer aufrechten Normalposition, auch als Komfortposition bezeichnet und einer umgeklappten Klappposition, auch als Ladebodenposition bezeichnet. In der Klappposition ist die Lehne häufig im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Zur Verstellung der Lehne weisen derartige Sitze regelmäßig einen Verstellmechanismus auf. Die Lehne ist allgemein über den Verstellmechanismus schwenkbeweglich befestigt. Hierzu sind Drehbefestigungs-Punkte vorgesehen, welche nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Drehbeschläge bezeichnet sind.
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Üblicherweise sind zwei gegenüberliegende Drehbeschläge vorgesehen, die über eine Welle miteinander verbunden sind. Die Welle dient dabei als Antriebswelle und auch zur Synchronisation der Verstellbewegung der beiden Drehbeschläge. Diese Welle definiert eine Wellenachse, die regelmäßig zugleich eine Schwenkachse ist. Die Wellenachse ist häufig nicht feststehend sondern führt während der Schwenkbewegung selbst eine typischerweise taumelnde Bewegung aus.
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Bei einer elektromotorisch angetriebenen Lehnenverstellung ist zum Schutz des Antriebsmotors typischerweise ein System zur Erkennung von Endpositionen vorgesehen, um den Antriebsmotor rechtzeitig zu stoppen und vor Überlastung zu schützen.
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Aus der
DE 10 2004 061 960 A1 ist ein derartiger Sitz mit einer elektrisch verstellbaren Lehne zu entnehmen, bei der die Endpositionen mittels zweier Endschalter identifiziert werden. Zum Betätigen der beiden Endschalter ist auf der Welle eine Spindel mit einer Spindelmutter angebracht. Die Spindelmutter weist einen radial abstehende Schaltnocken auf, welcher zwischen zwei Endstellungen translatorisch versetzbar ist, um die beiden gegenüberliegend angeordneten Endschalter zu betätigen.
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An der Lehne ist typischerweise eine Kopfstütze befestigt, welche häufig als eine klappbare Kopfstütze ausgebildet ist. Diese kann von einer normalen Betriebsposition, bei der sie sich in einer Stellung für einen Insassenschutz befindet, in eine umgeklappte Position abgeklappt werden. Diese umgeklappte Position wird üblicherweise insbesondere in der Klappposition der Lehne eingenommen. In der Betriebsposition ist die Kopfstütze mithilfe eines lösbaren Sperrmechanismus arretiert und gesichert. Zum Umklappen in die umgeklappte Position ist daher ein Lösen des Sperrmechanismus erforderlich.
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Speziell bei automatischen, elektrisch angetriebenen Lehnenverstellungen ist der Verstellmechanismus häufig komplex und aufwändig und erfordert einen großen Bauraum, um diese unterschiedlichen Funktionen erfüllen zu können.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sitzverstellung, speziell eine elektrisch angetriebene, automatische Lehnenverstellung mit geringem Aufwand, platzsparend sowie kostengünstig zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zur Sitzverstellung eines Sitzes, speziell eines zuvor beschriebenen klappbareren Fahrzeugsitzes, welcher ein Sitzteil sowie eine Lehne aufweist, welche zwischen zwei Endpositionen, nämlich zwischen einer aufrechten Normalposition und einer umgeklappte Klappposition mithilfe eines Verstellmechanismus verstellbar ist. Der Verstellmechanismus weist dabei insbesondere einen elektrischen Antriebsmotor für eine automatische Verstellung auf. Weiterhin weist der Verstellmechanismus gegenüberliegende Drehbeschläge auf, über die die Lehne schwenkbeweglich beispielsweise am Sitzteil oder an einer Haltestruktur befestigt ist. Die Drehbeschläge sind über eine Welle miteinander verbunden, die um eine Wellenachse drehbar ist und sich entlang der Wellenachse in Längsrichtung erstreckt.
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Die Vorrichtung weist weiterhin eine Einrichtung zur Detektion der beiden Endpositionen auf, wobei diese Einrichtung eine mit der Welle drehfest verbundene Spindel und eine Spindelmutter aufweist, welche bei einer Drehung der Welle in Längsrichtung translatorisch versetzt wird. Die Spindelmutter ist dabei Teil eines Mitnehmers, welcher ein Betätigungselement zum Betätigen eines Endschalter aufweist. Der Mitnehmer ist mittels einer mechanischen Kulissenführung zwangsgeführt und zwar derart, dass der translatorischen Bewegung der Spindelmutter und damit des Mitnehmers eine Drehbewegung überlagert ist. Die Kulissenführung ist derart ausgebildet, dass das Betätigungselement den Endschalter in beiden Endpositionen betätigt, und zwar speziell derart, dass beim Anfahren einer jeweiligen Endposition jeweils ein Schaltsignal erzeugt wird.
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Unter Betätigen des Endschalters wird hierbei verstanden, dass das Betätigungselement eine Bewegung relativ zum Endschalter ausübt, so dass dieser eine mechanische Stellbewegung ausführt und insbesondere in einen anderen Schaltzustand versetzt wird. Hierzu wird das Betätigungselement entweder vom Endschalter weggeführt oder gegen den Endschalter gedrückt. Zwischen den beiden Endpositionen ist der Endschalter bevorzugt unbeeinflusst von dem Betätigungselement, wird also nicht betätigt.
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Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung ist insbesondere darin zu sehen, dass lediglich ein einziger Endschalter erforderlich und vorgesehen ist, welcher also jeweils betätigt wird, wenn eine der beiden Endpositionen erreicht wird. Das Betätigungselement zum Betätigen des Endschalters wird daher infolge der überlagerten Drehbewegung relativ zum Endschalter verdreht, um diesen dadurch zu betätigen.
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Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Sitzverstellung eines Sitzes, welcher wiederum mithilfe des Verstellmechanismus zwischen den beiden Endpositionen verstellbar ist. An der Lehne ist eine Kopfstütze befestigt, welche von einer Betriebsposition in eine umgeklappte Position umklappbar ist, wobei die Kopfstütze mittels eines lösbaren Sperrmechanismus in der Betriebsposition arretierbar ist, sodass die Kopfstütze in der normalen Betriebsposition insbesondere crashsicher gesperrt ist. Bevorzugt wird bei gelöstem Sperrmechanismus ein Umklappen der Kopfstütze in die umgeklappte Position mithilfe einer Federmechanik oder einem motorischen Antrieb zumindest unterstützt oder durchgeführt.
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Zum Lösen des Sperrmechanismus, um also ein Umklappen der Kopfstütze zu ermöglichen, ist ein mit der Welle verbundener Mitnehmer vorgesehen, welcher bei einer Drehung der Welle eine Drehbewegung um die Wellenachse ausführt. An dem Mitnehmer ist ein insbesondere strangförmiges und vorzugsweise biegeflexibles Steuerelement befestigt, welches mit dem Sperrmechanismus zu dessen Betätigung, speziell zu dessen Entriegelung, verbunden ist und zwar derart, dass bei einer Verstellung der Lehne automatisch eine Betätigung, insbesondere Entriegelung des Sperrmechanismus über das Steuerelement erfolgt. Durch die Drehbewegung des Mitnehmers wird also das Steuerelement versetzt und übt damit einen Stellhub auf den Sperrmechanismus aus, wodurch dieser gelöst wird. Speziell übt das Steuerelement eine Zugkraft auf den Sperrmechanismus, speziell auf ein Sperr- oder Riegelelement aus, um dieses zu betätigen.
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Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass bei einer Verstellung der Lehne eine dabei auftretende Drehung der Welle zur automatischen Betätigung des Sperrmechanismus herangezogen wird und damit ein Umklappen der Kopfstütze ermöglicht ist. Das Betätigen des Sperrmechanismus ist daher in einfacher Weise mit der Lehnenverstellung zwangsgekoppelt.
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Zur Erzeugung der Drehbewegung des Mitnehmers ist vorzugsweise die zuvor bereits beschriebene und mit der Welle verbundene Spindel vorgesehen und der Mitnehmer weist die bereits erwähnte Spindelmutter auf, welche bei einer Drehung der Welle in Längsrichtung translatorisch versetzt wird. Weiterhin ist der Mitnehmer mittels der Kulissenführung zur Erzeugung seiner Drehbewegung zwangsgeführt. Durch die Kulissenführung wird der besondere Vorteil erzielt, dass die Drehbewegung und der erforderliche Stellhub gezielt gesteuert wird. Durch die Kulissenführung oder auch Kulissensteuerung erfolgt daher das Betätigen des Sperrmechanismus an einer definierten Schwenkposition der Lehne bezüglich des Sitzteils. Speziell erfolgt ein Betätigen des Sperrmechanismus zu Beginn der Schwenkbewegung der Lehne aus der Normalposition in Richtung zu der Klappposition.
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In bevorzugter Ausgestaltung sind diese beiden zuvor beschriebenen Aspekte miteinander kombiniert. Durch die spezielle Ausgestaltung des Mitnehmers, welcher über die Drehbewegung der Welle eine translatorischen sowie eine rotatorische Bewegung ausführt, werden daher zwei unterschiedliche Funktionen, nämlich einerseits die Betätigung des Endschalters und andererseits das Betätigen (Entriegeln) des Sperrmechanismus der Kopfstütze durch einen gemeinsamen Mechanismus koordiniert und ausgeführt. Hierdurch ist insgesamt eine besonders kompakte Ausgestaltung mit wenigen Bauteilen erreicht, was insgesamt zu einer kostengünstigen Lösung führt.
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Das Steuerelement weist vorzugsweise als strangförmiges Element ein Seil, einen Draht oder auch einen Kunststoffstrang auf und ist weiterhin vorzugsweise als ein Bowdenzug ausgeführt. Insbesondere ist das Steuerelement zur Übertragung sowohl von Zugkräften als auch von Druckkräften auf den Sperrmechanismus ausgebildet.
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Die Kulissenführung ist in bevorzugter Ausgestaltung allgemein derart ausgebildet, dass während der translatorischen Bewegung des Mitnehmers in Längsrichtung, also in nur einer Richtung, der Mitnehmer selbst in unterschiedliche Drehrichtungen betätigt wird. Hierdurch erfolgt eine gezielte Steuerung in und entgegen einer definierten Drehrichtung um die Wellenachse. Dadurch ist eine gesteuerte Drehbewegung des Betätigungselements zum Betätigung des Endschalters beim ersten Aspekt der Erfindung und zur Erzeugung eines gesteuerten und definierten Stellhubs in unterschiedliche Richtungen beim zweiten Aspekt der Erfindung erreicht. Durch die Kulissenführung wird daher erreicht, dass bei dem Verschwenken der Lehne in nur einer Richtung das Betätigungselement und/oder das Steuerelement selbst unterschiedliche und insbesondere gegenläufige Bewegungen ausführen. Hierdurch wird sichergestellt, dass bei dem ersten Aspekt das Betätigungselement den nur einen Endschalter, welcher vorzugsweise als Taster ausgebildet ist, in beiden Endpositionen betätigen kann.
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Die Kulissenführung ist im Speziellen derart ausgebildet, dass bei der translatorischen Bewegung in Längsrichtung, d. h. in nur einer Richtung, ausgehend von der ersten Endposition der Lehne (Normalposition) in einem Startbereich der Mitnehmer in einer Drehrichtung dreht und dass im Bereich der zweiten Endposition der Lehne (Klappposition) der Mitnehmer in einem Endbereich der translatorischen Bewegung gegenläufig zur Drehrichtung dreht. Der Mitnehmer bewegt sich allgemein in Längsrichtung entlang der Spindel von einer ersten Endstellung vom Startbereich zu einer zweiten Endstellung im Endbereich. Der Beginn und das Ende der translatorischen Bewegung werden dabei definiert durch die beiden Endpositionen der Lehne, zu denen die beiden Endstellungen des Mitnehmers korrelieren.
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Insbesondere wird im Startbereich durch die Drehbewegung in Drehrichtung über das Betätigungselement der Endschalter erstmalig betätigt, welcher bevorzugt als ein Taster ausgebildet ist. Zum Betätigen des Endschalters ist dabei insbesondere vorgesehen, dass das Betätigungselement vom Endschalter und damit vom Taster weg gedreht wird. Dies bedeutet, dass der Taster aus einer zuvor gedrückten Stellung in eine entlastete, freigegebene Stellung überführt wird, in der das Betätigungselement entfernt ist. Umgekehrt wird im Endbereich durch die gegenläufige Drehung der Endschalter durch das Betätigungselement erneut betätigt. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Taster gedrückt wird, dass also das Betätigungselement zum Taster hin gedreht wird und dabei ein Schaltsignal erzeugt wird, welches also das Erreichen der (zweiten) Endposition signalisiert. Dieses Schaltsignal wird durch eine geeignete elektronische Steuerung erfasst und führt insbesondere zum Stoppen eines elektrischen Antriebsmotors.
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Beim gegenläufigen Vorgang, wenn also die Lehne aus der Klappposition in die aufrechte Position hochgeklappt wird, ist der Bewegungsablauf des Mitnehmers umgekehrt. D.h. er wird entgegen der Längsrichtung translatorisch versetzt und dreht entgegen der Drehrichtung, so dass er im Endbereich zunächst vom Endschalter weg gedreht und im Startbereich den Endschalter drückt und dadurch bei Erreichen der ersten Endposition ein Schaltsignal erzeugt.
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Nachfolgend werden die Bewegungsabläufe jeweils ausgehend von der aufrechten Normalposition in Richtung zur umgeklappten Position beschrieben. Der gesamte Verstellmechanismus ist dabei derart ausgebildet, dass bei der gegenläufigen Bewegung, also beim Aufklappen aus der Klappposition in die Normalposition, die Bewegungsabläufe gegenläufig sind und in der umgekehrten Reihenfolge stattfinden.
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Im Hinblick auf den zweiten Aspekt der Erfindung wird im Startbereich durch die Drehbewegung in Drehrichtung das Steuerelement belastet und insbesondere gespannt, so dass das Steuerelement den Steuerhub zur Betätigung des Sperrmechanismus ausführt. Im Endbereich wiederum wird durch die gegenläufige Drehbewegung das Steuerelement entlastet, also insbesondere wieder entspannt.
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In bevorzugter Weiterbildung ist bei der translatorischen Verstellung nach dem Startbereich ein Mittenbereich vorgesehen, welcher zwischen dem Startbereich und dem Endbereich ausgebildet ist. In diesem Mittenbereich wird der Endschalter nicht betätigt. Die Kulissenführung ist daher derart ausgebildet, dass der Funktionszustand des Betätigungselements und / oder des Steuerelements beibehalten bleibt. Das Steuerelement verbleibt im Mittenbereich vorzugsweise im gespannten Zustand. Der Mittenbereich erstreckt sich beispielsweise über zumindest 40% und vorzugsweise über zumindest 50% eines gesamten translatorischen Verstellweges des Mitnehmers entlang der Spindel.
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Die Länge des Startbereiches in Längsrichtung entspricht beispielsweise maximal 30% und insbesondere maximal 20% der Länge des gesamten translatorischen Verstellweges. Die Länge des Endbereichs entspricht vorzugsweise ebenfalls maximal 30% und insbesondere maximal 20% der Länge des gesamten translatorischen Verstellweges. Die Länge des Endbereiches und des Startbereiches sind vorzugsweise identisch.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass zu Beginn der Lehnenverstellung aus der Normalposition eine zügige Betätigung des Endschalters und insbesondere eine zügiges Betätigen des Steuerelements zum Entriegeln des Sperrmechanismus erreicht ist, und dass dann über den Mittenbereich des translatorischen Verstellweges des Mitnehmers und damit über Teilbereich der Verstellbewegung der Lehne das Steuerelement bzw. das Betätigungselement in einer quasi neutralen Stellung gehalten ist, in der keine Veränderung seines Zustands erfolgt, speziell keine Auslösung einer Funktion, wie die Betätigung des Endschalters oder des Steuerelements. In diesem Mittenbereich ist das Betätigungselement beabstandet vom Endschalter gehalten. Im Hinblick auf den zweiten Aspekt ist das Steuerelement im Mittenbereich in der belasteten Position, also der gespannten Position gehalten.
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In bevorzugter Weiterbildung weist die Kulissenführung Abschnitte mit unterschiedlichen Steigungen relativ zur Wellenachse auf, sodass also - je nach seiner translatorischer Position entlang der Spindel - der Mitnehmer unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten und/oder unterschiedliche Drehrichtungen aufweist. Durch diese Maßnahme werden daher gezielt und bedarfsgerecht die Bewegungsabläufe für das Betätigungselement und/oder das Steuerelement eingestellt.
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Zweckdienlicherweise weist der Mitnehmer einen hülsenförmigen Teil mit Innengewinde zur Ausbildung der Spindelmutter auf, wobei weiterhin umfangsseitig an dem hülsenförmigen Teil eines oder mehrere und vorzugsweise alle der nachfolgend angeführten Elemente ausgebildet sind:
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So ist bevorzugt ein Halter, insbesondere ein Nippelhalter für ein Endstück, speziell für einen Nippel des Steuerelements vorgesehen.
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Alternativ oder ergänzend ist das Betätigungselement in Längsrichtung langgestreckt ausgebildet und bevorzugt als eine in Längsrichtung orientierte Rippe. Die Länge des Betätigungselements in Längsrichtung entspricht dabei insbesondere zumindest dem translatorischen Verstellweg des Mitnehmers zwischen seinen beiden Endstellungen. Hierdurch wird zuverlässig sichergestellt, dass das Betätigungselement durch die Drehbewegung in bzw. entgegen der Drehrichtung in den beiden Endstellungen den (einzigen) Endschalter betätigt.
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Alternativ zu einem sich über eine solche Länge erstreckenden Betätigungselement kann sich dieses auch aus zwei in Längsrichtung voneinander beabstandeten Teilstücken zusammensetzen, die derart positioniert sind, dass sie sich in der jeweiligen Endstellung an der Längenposition des Endschalters befinden.
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Weiterhin ist am hülsenförmigen Teil ein insbesondere als Führungszapfen ausgebildetes Führungselement angeordnet, welches in radialer Richtung absteht und formschlüssig in die Kulissenführung eingreift.
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Der Mitnehmer ist bevorzugt als ein einstückiges, monolithisches Bauteil ausgebildet und besteht beispielsweise aus Kunststoff. Das Bauteil ist beispielsweise als ein Gussteil, Spritzgussteil oder durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist weiterhin ein Trägerbauteil vorgesehen, welches insbesondere fest mit der Lehne verbunden ist und welches die Kulissenführung sowie ein Lager für die Spindel aufweist. Dieses Trägerbauteil ist insbesondere ein Bauteil einer kompletten Montagebaugruppe, welche am Sitz, speziell an der Lehne befestigt werden kann.
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Das Trägerbauteil weist bevorzugt zumindest eines und vorzugsweise mehrere und insbesondere alle der nachfolgenden Elemente auf: Zumindest ein und vorzugweise mehrere Befestigungselemente zur Befestigung des Trägerbauteils am Sitz und speziell an der Lehne. Hierzu sind insbesondere Rast- oder Steckelemente vorgesehen. Alternativ oder ergänzend sind beispielsweise Schraub-Befestigungselemente vorgesehen.
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Am Trägerbauteil ist insbesondere eine Führung für das Steuerelement ausgebildet. Bei dieser Führung handelt sich insbesondere um einen Kanal, der beispielsweise zu einer Seite offen ist und in den das Steuerelement, speziell der Bowdenzug eingelegt werden kann.
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Bevorzugt weist das Trägerbauteil weiterhin eine Halterung für eine Elektronikbaugruppe auf, wobei die Elektronikbaugruppe wiederum den Endschalter umfasst. Dadurch ist die Position des Endschalters am Trägerbauteil definiert und damit auch in Relation zu der Spindel und damit zum Mitnehmer.
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Bei dem Trägerbauteil handelt sich vorzugsweise um ein einstückiges, monolithisches Bauteil, insbesondere aus Kunststoff. Das Trägerbauteil ist beispielsweise als ein Gussteil, Spritzgussteil oder durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch eine Montagebaugruppe für eine solche zuvor beschriebene Vorrichtung. Dies Montagebaugruppe weist das zuvor beschriebene Trägerbauteil, die Spindel sowie den Mitnehmer auf. In dem Trägerbauteil ist die Kulissenführung integriert. Weiterhin ist die Spindel an dem Lager, beispielsweise ein Gleitlager, drehbar gelagert. Die Spindel ist allgemein vorzugsweise hohl und zum Durchstecken der Welle sowie zum drehfesten Verbinden mit der Welle ausgebildet. Die drehfeste Verbindung ist beispielsweise durch einen Reibschluß zwischen Welle und Spindel ausgebildet. Bevorzugt ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Welle und Spindel ausgebildet.
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Weiterhin ist am Mitnehmer das Führungselement zum Eingriff in die Kulissenführung angeordnet und schließlich ist das Betätigungselement für den Endschalter und/oder der Halter für das Endstück des Steuerelements angeordnet.
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Diese Montagebaugruppe bildet eine vormontierte Baueinheit, welche lediglich noch am Sitz und speziell an der Lehne zu befestigen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in teilweise vereinfachten Darstellungen:
- 1 einen Sitz in perspektivischer Darstellung mit einer Lehne in aufrechten Normalposition und in gestrichelter Darstellung die Lehne in einer Klappposition,
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Montagebaugruppe mit Trägerbauteil, Spindel und weiteren Elementen,
- 4A - 4C Darstellungen der Montagebaugruppe im Betrieb in unterschiedlichen Stellungen, nämlich wenn sich der Mitnehmer im Startbereich, im Mittenbereich und im Endbereich befindet,
- 3 eine Explosionsdarstellung der verschiedenen Elemente der Montagebaugruppe,
- 5 eine Ansicht auf die Montagebaugruppe,
- 6A eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie E-E in 5,
- 6B eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B - B in 5 sowie
- 6C eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie C - C in 5.
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Ein in 1 dargestellter Sitz 2 ist als ein Fahrzeugsitz zum Einbau in einem Fahrzeug vorgesehen. Er weist ein Sitzteil 4 sowie eine Lehne 6 auf, welche relativ zum Sitzteil 4 von einer aufrechten Normalposition in eine umgeklappte Klappposition verschwenkt und umgeklappt werden kann. Das Sitzteil 4 sowie die in der Klappposition befindliche Lehne 6 sind gestrichelt dargestellt. Um die Verschwenkbarkeit der Lehne 6 zu ermöglichen sind zwei gegenüberliegende Drehbeschläge 8 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel an zwei gegenüberliegenden Befestigungsstrukturen befestigt sind, an der auch das Sitzteil 4 befestigt ist und über die eine Befestigung an einem Fahrzeugboden erfolgt. Die beiden Drehbeschläge 8 sind über eine Welle 10 miteinander verbunden, die sich entlang einer Wellenachse 12 in einer Längsrichtung L erstreckt. Die Welle 10 ist als eine Antriebswelle zur Neigungsverstellung der Lehne 6 ausgebildet und wird über einen hier nicht näher dargestellten elektrischen Antriebsmotor angetrieben. Die Welle 10 dient zugleich zur Synchronisation der Bewegung der beiden gegenüberliegenden Drehbeschläge 8.
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An der Lehne 6 ist weiterhin eine umklappbare Kopfstütze 14 angebracht, die aus einer normalen Betriebsposition in eine umgeklappte Position umklappbar ist. In der normalen Betriebsposition ist die Kopfstütze 14 im Wesentlichen in Richtung der Lehne 6 orientiert (rechte Bildhälfte in 1 mit der Lehne 6 in der aufrechten Normalposition) und in der umgeklappten Position im Wesentlichen quer zur Lehne 6 (linke Bildhälfte, gestrichelte Darstellung der Lehne 6 sowie der Kopfstütze 14 in der Klappposition). Die Position der Kopfstütze 14 ist mittels eines Sperrmechanismus 16 in der Betriebsposition arretierbar. Zum Lösen der Sperre des Sperrmechanismus 6 ist ein Steuerelement 18 vorgesehen, welches im Ausführungsbeispiel als ein Bowdenzug ausgebildet ist. Die Kopfstütze 14 ist dabei üblicherweise mittels einer Federmechanik vorgespannt, sodass sie beim Lösen der Sperre automatisch durch die Federkraft in die umgeklappte Position umklappt.
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Die Drehbeschläge 8, die Welle 10, der Sperrmechanismus 16, das Steuerelement 18 sowie der elektrische Antriebsmotor sind Teile eines Verstellmechanismus für die elektromotorisch gesteuerte Verstellung der Lehne 6. Die in 1 dargestellten Positionen der Lehne 6, nämlich die aufrechten Normalposition sowie die umgeklappte Klappposition bilden Endpositionen aus. Der Verstellmechanismus weist allgemein eine Einrichtung zur Detektion dieser beiden Endpositionen auf, welche bei Erreichen der Endpositionen jeweils ein Signal an die Motorsteuerung abgibt, sodass der Antriebsmotor gestoppt wird. Während des Umklappens der Lehne 6 wird weiterhin die Sperre des Sperrmechanismus 16 automatisch gelöst und die Kopfstütze 14 klappt in die umgeklappte Position um.
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Die Detektion der Endpositionen sowie das parallele Entsperren des Sperrmechanismus 16 erfolgt mithilfe eines speziellen Mechanismus wie er nachfolgend im Detail näher erläutert wird. Speziell ist hierfür eine insbesondere vormontierte Montagebaugruppe 20 vorgesehen, die in der 1 mit dem gestrichelten Kreis gekennzeichnet ist. Sie ist vorzugsweise unmittelbar angrenzend zu einem der Drehbeschläge 8, im Ausführungsbeispiel zum Drehbeschlag 8 auf der linken Bildhälfte angeordnet.
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Der Aufbau und die Funktion der Montagebaugruppe 20 ergibt sich insbesondere aus den nachfolgenden Figuren. Die 2 zeigt hierbei die montierte Montagebaugruppe 20 und anhand der Explosionsdarstellung gemäß 3 sind die einzelnen Elemente der Montagebaugruppe 20 gut zu erkennen.
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Alternativ zu einer vormontierten Montagebaugruppe sind die einzelnen Elemente beispielsweise individuell an einer Lehnenstruktur angeordnet. Die nachfolgende Beschreibung des Zusammenwirkens der einzelnen Elemente gilt gleichermaßen für eine solche Befestigung und ist unabhängig von der Ausgestaltung der vormontierten Baugruppe.
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Wie anhand 2 sowie 3 zu erkennen ist, weist die Montagebaugruppe 20 ein Trägerbauteil 22 auf, welches insbesondere als ein monolithisches Bauteil, beispielsweise als Spritzgussteil ausgebildet ist. Weiterhin weist die Montagebaugruppe 20 eine Spindel 24 auf, welche als ein hohlzylindrisches Element ausgebildet ist. Die Welle 10 ist durch die Spindel 24 hindurch gesteckt und mit dieser drehfest verbunden. Hierzu weist die Welle 10 im Ausführungsbeispiel eine unrunde Querschnittsgeometrie auf und ist beispielsweise zumindest im Bereich der Spindel 24 als Mehrkant ausgebildet. Weiterhin ist auf der Spindel 24 ein Mitnehmer 26 angebracht, welcher vorzugsweise ebenfalls als ein monolithisches, einstückiges Bauteil, beispielsweise als Spritzgussteil ausgebildet ist.
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Der Mitnehmer 26 weist einen hülsenförmigen Teil 28 auf, welcher ein hier nicht näher dargestelltes Innengewinde trägt, welches im Eingriff mit dem Außengewinde der Spindel 24 ist, sodass bei einer Drehung der Welle 10 und der damit verbundenen Drehung der Spindel 24 der Mitnehmer 26 in bzw. entgegen der Längsrichtung L translatorisch versetzt wird. Der hülsenförmige Teil 28 bildet insofern eine Spindelmutter aus. An der Umfangsseite des hülsenförmigen Teils 28 sind ein Betätigungselement 30 zum Betätigen eines Endschalters 32 sowie ein Halter 34 zum Befestigen eines Endstück des Steuerelements 18 ausgebildet. Das Betätigungselement 30 erstreckt sich allgemein in Längsrichtung L und ist insbesondere nach Art eines radial abstehende Stegs oder einer Rippe ausgebildet. Der Halter 34 weist im Ausführungsbeispiel einen geschlitzten Hohlkanal auf, welcher insbesondere als sogenannte Nippelhalter-Kammer ausgebildet ist. In dieser liegt ein Nippel formschlüssig ein, welcher endseitig an einem Seil des als Bowdenzug ausgebildeten Steuerelements 18 angebracht ist (vgl. auch 3).
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Am hülsenförmigen Teil 28 ist umfangsseitig weiterhin ein als Führungszapfen 38 ausgebildetes Führungselement angeordnet, welches in radialer Richtung absteht. Auf diesem ist eine Kappe 40 angebracht, die nach Art einer sogenannten Rollkappe ausgebildet ist, um im Betrieb eine möglichst geringe Reibung zu gewährleisten (3).
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Das Trägerbauteil 22 weist weiterhin eine Halterung 42 (3) auf, welche eine Elektronikbaugruppe 44 aufnimmt, die den zuvor bereits erwähnten Endschalter 32 umfasst. Bei der Elektronikbaugruppe 44 handelt es sich vorliegend im Wesentlichen um den Endschalter 32 sowie einen daran angeschlossenen Stecker. Über eine elektrische Steckverbindung wird der Endschalter 32 mit einer Steuereinheit verbunden. Der Endschalter 32 ist als Taster ausgebildet.
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Das Trägerbauteil 22 weist weiterhin eine nach Art eines Führungskanals ausgebildete Führung 46 insbesondere in einem oberen Endbereich auf, in dem das Steuerelement 18 insbesondere formschlüssig aufgenommen und gehalten ist. Wie bereits zuvor erwähnt, ist das Steuerelement 18 insbesondere als Bowdenzug ausgebildet, welcher allgemein ein Seil oder einen Draht aufweist, welcher innerhalb einer schlauchartigen Hülle geführt ist. Endseitig ist am Seil typischerweise der Nippel angebracht (vergleiche hierzu speziell 3). In der Führung 26 ist nunmehr vorzugsweise ein Endstück der Hülle formschlüssig gehalten.
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Innerhalb des Trägerbauteils 22 ist weiterhin als ein wesentliches Element eine Kulissenführung 48 bevorzugt als eine kanalartige Vertiefung innerhalb des Trägerbauteils ausgebildet, die einen definierten 2-dimensionalen Verlauf aufweist (3).
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Weiterhin weist das Trägerbauteil 22 ein Lager 50 auf, welches insbesondere nach Art eines Gleitlagers ausgebildet ist, und in dem ein Endstück der hülsenförmigen Spindel 24 drehbar gelagert ist (3). Das Lager 50 und das Endstück der Spindel 24 dienen allgemein bevorzugt sowohl zur radialen als auch zur axialen Fixierung der Spindel 24 am Trägerbauteil 22. Hierzu weist das Endstück zunächst einen hülsenförmigen Steg auf, welcher in das Lager 20 für die radiale Lagerung eingreift. Ergänzend ist ein rippenartig umlaufender und radial abstehender Steg ausgebildet, welcher zur axialen Fixierung vorgesehen ist und an einer entsprechenden ringförmigen Wandung des Trägerbauteils 22 anliegt.
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Am Trägerbauteil 22 sind weiterhin Befestigungselemente 52 ausgebildet, die vorzugsweise als Rastelemente ausgebildet sind. Über diese wird das Trägerbauteil 22 und damit die gesamte Montagebaugruppe 20 an der Lehne 6 befestigt.
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Der Führungszapfen 38 greift in die Kulissenführung 48 ein. Bei einer Drehung der Spindel 22 und damit der Welle 10 führt dies zu einer translatorischen Verstellung des Mitnehmers 26 in bzw. entgegen der Längsrichtung L. Durch den Eingriff des Führungszapfens 38 wird dieser und damit der Mitnehmer 26 durch die Kulissenführung 48 zwangsweise einer Drehbewegung um die Wellenachse 12 unterworfen. Der translatorischen Bewegung des Mitnehmers 26 ist daher eine rotatorische Bewegung überlagert, welche durch die Kulissenführung 48 definiert und gesteuert wird.
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Der Bewegungsablauf ergibt sich insbesondere anhand der Darstellungen der 4A bis 4C:
- In der 4A befindet sich der Mitnehmer 26 in einer ersten Endstellung, welche der ersten Endpositionen und damit der aufrechten Normalposition der Lehne 6 entspricht.
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Bei einer Verstellung der Lehne 6 in Richtung zum Sitzteil 6 dreht die Spindel 24 und führt zur translatorischen Bewegung des Mitnehmers 26 in Längsrichtung L. Ausgehend von einem Anfangsbereich (4A) durchläuft der Mitnehmer 26 einen Mittenbereich (4B) und gelangt schließlich zu einem Endbereich und erreicht eine zweite Endstellung (4C). Diese zweite Endstellung entspricht der zweiten Endposition der Lehne 6, wenn diese sich also in der Klappposition befindet.
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Wie Insbesondere auch besonders gut anhand der 3 zu erkennen ist, ist die Kulissenführung 48 im Anfangsbereich bezüglich der Wellenachse 12 relativ steil ansteigend ausgebildet, sodass im Anfangsbereich der Mitnehmer 26 eine hohe Drehgeschwindigkeit aufweist und über einen vergleichsweise großen Winkelbereich in einer Drehrichtung D verdreht wird. Das Ende des Anfangsbereichs wird definiert durch die maximale Drehauslenkung in Drehrichtung D.
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Durch diese Drehbewegung wird zum einen das Betätigungselement 30 vom Endschalter 32 abgehoben, wodurch dieser quasi freigegeben wird, wie dies gut anhand 4B zu erkennen ist, welche das Ende des Anfangsbereich und den Beginn des Mittenbereichs darstellt.
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Gleichzeitig wird durch diese Drehbewegung das Steuerelement 18 gespannt und um einen definierten Stellhub angezogen, welcher zum Entsperren des Sperrmechanismus 16 führt.
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Im nachfolgenden Mittenbereich bleiben die Funktionsstellungen des Betätigungselements 30 sowie des Steuerelements 18 zumindest im Wesentlichen erhalten. Dies bedeutet, dass das Betätigungselement 30 weiterhin in seiner von dem Endschalter 32 abgehobenen Position verbleibt und das Steuerelement 18 in seiner gespannten Position.
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Im Ausführungsbeispiel erfolgt im Mittenbereich bereits eine gegenläufige Drehung entgegen der Drehrichtung, jedoch mit geringerer Drehgeschwindigkeit (bei konstanter Drehgeschwindigkeit der Welle 10), sodass der Mitnehmer 26 von seiner maximalen Verdrehung in Drehrichtung D, wie sie in der 4B dargestellt ist, bereits allmählich wieder zurück geführt wird. Die geringere Drehgeschwindigkeit wird - im Vergleich zum Verlauf im Anfangsbereich - durch einen flachen, weniger steilen und gegenläufigen Verlauf der Kulissenführung 48 relativ zur Wellenachse 12 erreicht.
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Dies äußert sich bei der Kulissenführung 48 insbesondere darin, dass diese in Längsrichtung L betrachtet zunächst bis zu einer maximalen seitlichen Auslenkung quer zur Längsrichtung L steil ansteigt, um nachfolgend wieder mit geringerer Steigung abzufallen.
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Im Endbereich erfolgt schließlich eine Rückdrehung des Mitnehmers 26 im Wesentlichen wieder zurück in die Drehposition, die dieser zu Beginn, also in der ersten Endstellung eingenommen hat. Dadurch wird das Betätigungselement 30 wieder gegen den Endschalter 32 gedreht und betätigt diesen, was als Schaltsignal für das Erreichen der zweiten Endposition von der Steuereinheit ausgewertet wird.
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In der zweiten Endstellung ist weiterhin das Steuerelement 18 entlastet, d. h. es liegt keine Zugspannung mehr vor.
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Bei einer Verstellung der Lehne 6 aus der Klappposition in die aufrechte Normalposition ist der Bewegungsablauf gegenläufig, d. h. der Mitnehmer 26 startet ausgehend von seiner zweiten Endstellung in 4C und bewegt sich in Richtung zu seiner ersten Endstellung in 4A. Auch bei dieser Bewegung wird daher das Betätigungselement 30 zunächst vom Endschalter 32 abgehoben, durchläuft dann in dieser abgehobenen Drehposition den Mittenbereich, um dann im Anfangsbereich wieder in Richtung zum Endschalter 32 hin verdreht zu werden und diesen zu betätigen. Hierdurch wird bei Erreichen der ersten Endstellung und damit der ersten Endposition (aufrechte Normalposition) ein Schaltsignal zum Stoppen des Elektromotors generiert.
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Das Zusammenwirken der verschiedenen Bauteile bei der Verstellbewegung ist insbesondere auch anhand der Schnittdarstellungen gemäß 6A bis 6C zu erkennen. 6B zeigt eine Schnittdarstellung in der ersten Endstellung, also zu Beginn der Verstellbewegung und zu Beginn der Drehbewegung aus der ersten Endstellung. 6C zeigt eine Schnittdarstellung bei der maximalen Drehauslenkung des Mitnehmers 26 und damit definiert diese Schnittdarstellung gemäß 6C das Ende des Anfangsbereichs. Anhand der 6C ist gut zu erkennen, wie der Endschalter 32 (Taster) vom Betätigungselement 30 freigegeben ist und dass weiterhin das Steuerelement 18 um einen Stellhub angezogen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Sitz
- 4
- Sitzteil
- 6
- Lehne
- 8
- Drehbeschläge
- 10
- Welle
- 12
- Wellenachse
- 14
- Kopfstütze
- 16
- Sperrmechanismus
- 18
- Steuerelement
- 20
- Montagebaugruppe
- 22
- Trägerbauteil
- 24
- Spindel
- 26
- Mitnehmer
- 28
- hülsenförmiger Teil
- 30
- Betätigungselement
- 32
- Endschalter
- 34
- Halter für Steuerelement
- 38
- Führungszapfen
- 40
- Kappe
- 42
- Halterung für Elektronikbaugruppe
- 44
- Elektronikbaugruppe
- 46
- Führung
- 48
- Kulissenführung
- 50
- Lager
- 52
- Befestigungselement
- L
- Längsrichtung
- D
- Drehrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004061960 A1 [0005]