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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit einer Kopfstützvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einigen Fahrzeugsitzen lassen sich die Kopfstützen in unterschiedlichen Richtungen verstellen. Insbesondere bei der Verstellung in Fahrtrichtung wird die eigentliche Kopfstütze gegenüber einem an der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes angeordneten Lagerabschnitt verschoben. Üblicherweise werden dazu Zahnstangengetriebe eingesetzt, um die Kopfstütze entsprechend stufenlos verstellen zu können. Zwar verfügen solche Getriebe über eine Selbsthemmung, allerdings besteht zwischen der Zahnstange einerseits und dem mit der Zahnstange kämmenden Zahnrad andererseits noch ein gewisses Spiel.
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Aus
EP 3 656 609 A1 ist beispielsweise eine Kopfstützvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, mit welcher das Spiel reduziert werden kann. Dazu werden zwei mit den Zahnseiten gegenüberliegende Zahnstangen verwendet, die jeweils mit einem Zahnrad kämmen. Die beiden Zahnräder, die um zueinander parallele Drehachsen drehbar sind, befinden sich ihrerseits miteinander zwischen den beiden Zahnstangen im Eingriff. Auf diese Art und Weise blockieren sich die Zahnräder gegenseitig und helfen, das zwischen dem jeweiligen Zahnrad und der zugehörigen Zahnstange auftretende Spiel zu reduzieren.
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Die bekannte Vorgehensweise weist allerdings den Nachteil auf, dass hierdurch die Zahl der Getriebeteile verdoppelt wird, da mindestens zwei Zahnstangen und entsprechend mindestens zwei zugehörige Zahnräder erforderlich sind. Dies vergrößert zudem den erforderlichen Bauraum, da die Zahnräder übereinander angeordnet werden müssen und hat somit Einfluss auf die damit verbundenen Kosten.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Fahrzeugsitz mit verstellbarer Kopfstützvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass nach Möglichkeit auch ohne zusätzliche Getriebeteile das auftretende Spiel bei der Führung der Kopfstütze reduziert werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Der erfindungsgemäße Fahrzeugsitz weist eine Rückenlehne und eine daran angeordnete Kopfstützvorrichtung auf. Diese wiederum weist einen rückenlehnenfesten Lagerabschnitt und eine daran gelagerte und dem Lagerabschnitt gegenüber verschiebliche Kopfstütze auf. Die Kopfstütze umfasst dabei ein Führungsteil, das am Lagerabschnitt gelagert und in einer Verstellrichtung verschieblich geführt ist. Die Verstellrichtung ist bevorzugt parallel zur Fahrtrichtung orientiert, kann davon allerdings auch abweichen. Der Lagerabschnitt und das Führungsteil bilden dabei eine erste Führungseinrichtung aus.
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Die Kopfstützvorrichtung weist darüber hinaus zusätzlich zu der ersten Führungseinrichtung eine zweite Führungseinrichtung auf. Diese zweite Führungseinrichtung umfasst wenigstens eine mit ihrer Führungsrichtung in Verstellrichtung angeordnete Zahnstange und wenigstens ein hiermit kämmendes Zahnrad. Erfindungsgemäß ist der Eingriff zwischen Zahnrad und Zahnstange durch ein Vorspannelement unterstützt. Durch die Unterstützung mit dem Vorspannelement, bei dem es sich beispielsweise um eine Feder handeln kann, wird der Eingriff zwischen Zahnstange und Zahnrad derart unterstützt, dass der Eingriff intensiviert wird. Dadurch wird eventuell noch vorhandenes Spiel zwischen Zahnrad und Zahnstange reduziert oder eliminiert. Auf diese Weise ist lediglich ein Vorspannelement anstelle eines kompletten Getriebes erforderlich, um eine Spielreduzierung zu erreichen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Zahnstange entweder an der Kopfstütze oder dem Lagerabschnitt und das damit kämmende Zahnrad entsprechend am Lagerabschnitt oder der Kopfstütze angebracht ist. Ein Teil des Getriebes ist also rückenlehnenfest gelagert, während das andere Teil des Getriebes kopfstützenfest gelagert ist.
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Da eine Kopfstütze in der Regel ein sich auch quer zur Fahrtrichtung erstreckendes Gebilde ist und eine Person, die im Fahrzeugsitz sitzt, nicht immer zentral gegen die Kopfstütze drückt, sondern gelegentlich auch Belastungen außermittig in die Kopfstütze einbringt, ist auch insoweit vorhandenes Spiel zwischen Kopfstütze und Rückenlehne zu reduzieren. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass die zweite Führungseinrichtung wenigstens zwei parallel und beabstandet voneinander angeordnete Zahnstangen und wenigstens zwei entsprechend voneinander beabstandete und mit je einer der Zahnstangen kämmende Zahnräder aufweist. Durch diese zumindest paarweise Anordnung kann auch eventuell auftretendes Spiel bei außermittiger Belastung der Kopfstütze reduziert werden. Der Effekt ist umso größer, je weiter die Zahnstangen in Querrichtung auseinanderliegen. Vor allem wird aber dadurch auch erreicht, dass in diesem Fall eine Synchronisierung der Bewegungen des einen Zahnrades über die eine Zahnstange und des anderen Zahnrades über die andere Zahnstange stattfinden kann. Dadurch werden die Kräfte auf der einen Seite und auf der anderen Seite ausbalanciert, sodass die Verstellung gleichmäßig und harmonisch erfolgt.
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Um den oben geschilderten Effekt noch zu verstärken, ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die wenigstens zwei Zahnräder über eine um eine Drehachse, die in einer Querrichtung quer zur Verstellrichtung verläuft, drehbar gelagerte Welle miteinander gekoppelt sind. Durch diese Kopplung wird die gesamte Getriebeanordnung bei der Verwendung von einer Mehrzahl Zahnstangen und Zahnrädern zusätzlich versteift, da die Selbsthemmung zwischen einem Zahnrad und einer Zahnstange sich auf das weitere Zahnrad bzw. die weitere Zahnstange überträgt. Auf diese Weise lässt sich zusätzlich eventuell vorhandenes Spiel reduzieren. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die wenigstens zwei Zahnräder mit der Welle drehfest verbunden sind. Wird ein Zahnrad blockiert, so blockiert automatisch auch das an der Welle drehfest angebundene weitere Zahnrad.
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Die Welle kann vorteilhafterweise über am Lagerabschnitt angeordnete Drehlager drehbar gelagert sein. Natürlich ist es auch denkbar, dass solche Drehlager an der Kopfstütze angeordnet sind. Zudem ist in diesem Fall lediglich ein einziger Antrieb erforderlich, um die Mehrzahl Zahnräder zu drehen. Auch diese Maßnahme trägt zur Synchronisierung bzw. Harmonisierung der Bewegung bei.
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Das wenigstens eine Vorspannelement ist bevorzugt zwischen Lagerabschnitt und Welle angeordnet. Die Vorspannung auf die Welle bewirkt dabei, dass die Drehung der Welle gehemmt bzw. erschwert wird, was wiederum dazu führt, dass das Spiel aus den mit der Welle gekoppelten Zahnrad-/Zahnstangengetrieben herausgedrückt wird. In dieser Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass das Vorspannelement oder in Querrichtung beabstandete Vorspannelemente die Welle von dem Lagerabschnitt weg vorspannen. Der Lagerabschnitt dient also in diesem Fall als Widerlager, an welchem sich das Vorspannelement abstützt. Da der Lagerabschnitt fahrzeugfest ausgebildet ist, kann der Lagerabschnitt hohe Kräfte, also im Falle der Verwendung von Federn beispielsweise hohe Federkräfte, aufnehmen und ableiten. Auf diese Weise lässt sich das in den Getrieben vorhandene Spiel sehr effektiv reduzieren.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 und 2 näher erläutert.
- 1 - zeigt eine schematische vorderseitige Ansicht auf eine erfindungsgemäße Kopfstützvorrichtung,
- 2 - zeigt eine Längsschnittansicht der erfindungsgemäßen Kopfstützvorrichtung entlang der Linie A-A aus 1.
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Im Folgenden wird auf die beiden Figuren gleichermaßen Bezug genommen. Die erfindungsgemäße Kopfstützvorrichtung 1 ist Teil eines Fahrzeugsitzes und ist in der Regel über Stützen 5a, 5b mit dem Fahrzeug bzw. der Rückenlehne (nicht gezeigt) des Fahrzeugsitzes verbunden. Die Kopfstütze 2 ist gegenüber der Rückenlehne verstellbar. Dazu weist die Kopfstütze ein Führungsteil 4 auf, welches an einem rückenlehnenfesten Lagerabschnitt 3 in Verstellrichtung X verschieblich gelagert ist. Die beiden Raumrichtungen Y und Z bezeichnen die Querrichtung der Kopfstütze, die im allgemeinen senkrecht zur Fahrtrichtung, hier senkrecht zur Verstellrichtung X, verläuft, bzw. in Vertikalrichtung senkrecht zu X und Y. Die Verstellrichtung X kann parallel zur Fahrtrichtung liegen, dies ist aber nicht unbedingt erforderlich. Führungsteil 4 und Lagerabschnitt 3 bilden zusammen eine erste Führungseinrichtung, die die grundsätzliche Verschiebung der Kopfstütze 2 relativ zur Rückenlehne ermöglicht. Diese Führung ist allerdings Spiel behaftet und erlaubt keine Feinverstellung. Dazu ist eine zweite Führungseinrichtung vorgesehen, die durch wenigstens eine Zahnstange, im gezeigten Beispiel durch zwei Zahnstangen 7a und 7b, und wenigstens ein Zahnrad, im gezeigten Beispiel jeweils ein Zahnrad 8a bzw. 8b pro Zahnstange 7a bzw. 7b, realisiert ist. Durch Drehen des wenigstens einen Zahnrades 7a bzw. 7b, welches auf der zugehörigen Zahnstange 8a bzw. 8b abrollt, erfolgt die eigentliche Verstellung der Kopfstütze 2. Diese Verstellung, also das Drehen eines Zahnrades 7a bzw. 7b kann manuell erfolgen, es kann aber auch ein entsprechender Antrieb, zum Beispiel ein elektrischer Antrieb, zur Drehung eines Zahnrades 7a bzw. 7b und damit Einstellung der Kopfstütze 2 vorgesehen sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der eigentliche Antriebsstrang in der Zeichnung nicht dargestellt. So kann der Antrieb beispielsweise über eine Getriebestufe auf ein Zahnrad oder beispielsweise auch die hier dargestellte und mit den Zahnrädern 8a bzw. 8b drehfest verbundene Welle 6 übertragen werden.
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Die Welle 6 ist in Drehlagern 10a bzw. 10b um die Achse D drehbar gelagert, wobei sich die beiden Drehlager 10a bzw. 10b voneinander beabstandet und - in Querrichtung Y betrachtet - im äußeren Bereich des Lagerabschnitts 3 befinden und dort am Lagerabschnitt 3 befestigt sind. Je weiter die beiden Drehlager 10a bzw. 10b auseinander liegen, desto geringer ist das Spiel. Die Welle 6 wird dabei durch die Federn 9a und 9b, die im gezeigten Beispiel als Druckfedern ausgebildet sind, vom Lagerabschnitt 3 weg vorgespannt. Dies hat zur Folge, dass die Zahnräder 8a und 8b parallel zur Vertikalrichtung Z gegen die zugehörigen Zahnstangenführungen 7a bzw. 7b gedrückt werden. Auf diese Weise wird das Spiel zwischen den Zahnrädern 8a, 8b und den zugehörigen Zahnstangen 7a bzw. 7b reduziert, da die Federn 9a bzw. 9b einer Bewegung der Zahnräder 8a bzw. 8b in den zugehörigen Zahnstangen 7a, 7b entgegenwirken. Theoretisch kann auch eine einzige Feder vorgesehen sein, genauso wie theoretisch lediglich ein aus Zahnstange und Zahnrad gebildetes Getriebe vorgesehen sein muss.
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Bei der Verstellung der erfindungsgemäßen Kopfstützvorrichtung 1 wird die Kopfstütze 2 einerseits über den am Lagerabschnitt 3 geführten Führungsteil 4 geführt, wobei Lagerabschnitt 3 und Führungsteil 4 eine erste Führungseinrichtung ausbilden. Eine zweite Führungseinrichtung wird durch die Zahnstange 7a, 7b und das darin kämmende Zahnrad 8a bzw. 8b realisiert. Beim manuellen oder automatisierten Verschieben der Kopfstütze 2 in Verstellrichtung X gleitet der Führungsteil 4 im gezeigten Beispiel in einer im Lagerabschnitt 3 vorhandenen Aussparung, während gleichzeitig das Zahnrad 8a, 8b an der zugehörigen Zahnstange 7a bzw. 7b geführt wird. Das vorzugsweise als Feder ausgebildete Vorspannelement 9a, 9b verhindert dabei, dass zwischen den beiden Bauteilen 2 und 3 ein unnötiges Spiel entsteht.
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Während im gezeigten Beispiel die Zahnstange 7a, 7b an der Kopfstütze 2 und das zugehörige Zahnrad 8a, 8b am Lagerabschnitt 3 angeordnet und befestigt ist, ist es genauso möglich, die Zahnstange 7a, 7b am Lagerabschnitt 3 und das zugehörige Zahnrad 8a, 8b an der Kopfstütze 2 anzuordnen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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