DE3519351A1

DE3519351A1 - Kopfstuetze fuer kraftfahrzeugsitze

Info

Publication number: DE3519351A1
Application number: DE19853519351
Authority: DE
Inventors: Eugen Otto 4010 Hilden Butz; Peter 4018 Langenfeld Butz
Original assignee: Individual
Current assignee: Peter Butz GmbH and Co Verwaltungs KG
Priority date: 1985-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1986-12-04
Also published as: DE3519351C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für Kraftfahrzeugsitze, wie sie entsprechend dem jeweiligen Oberbegriff des Anspruchs 1 und des diesem nebengeordneten Anspruchs 2 aus der DE-OS 31 09 592 bekannt ist.
Die bekannte Kopfstütze zeigt, wie ihr Kopfpolsterträger samt der ihn umgehenden Polsterung relativ zu den oberen Bereichen zweier in der Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes gehaltener Tragstangen verstellt werden kann. Hierzu ist einer jeden Tragstange eine Laufbahn in Form einer Zahnstange zugeordnet, auf welcher sich je ein Antriebsrad, und zwar je ein Antriebsritzel, abwälzt. Die Antriebswelle, auf der die Antriebsräder, d.h. die Antriebsritzel, sitzen, ist über ein Handrad drehbar.
Ausgehend von der vorbeschriebenen bekannten Kopfstütze dieser Gattung (DE-OS 31 09 592), liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kopfstütze zu schaffen, deren Kopfpolsterträger motorisch relativ zu den Tragstangen in einer Weise verstellbar ist, die zugleich die auf den Kopfpolsterträger einwirkenden äußeren Kräfte berücksichtigt. Diese Aufgabe wurde entsprechend dem jeweiligen Kennzeichenteil des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Anspruchs 2 gelöst.
Die erfindungsgemäße Kopfstütze eignet sich grundsätzlich für eine Verstellung des Kopfpolsterträgers in horizontaler und / oder im wesentlichen vertikaler Richtung.
Entsprechend dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs list jede ein Antriebsritzel tragende Teilwelle über eine zumindest drehelastische Kupplung mit dem elektrischen Antriebsmotor drehverbunden. Die zumindest drehelastische Kupplung schützt den Getriebeelektromotor (insbesondere das Getriebe) für den Fall, daß während der Ruhelage oder während der Relativverstellung äußere Kräfte (z.B. schlagartiges Zurücklehnen) auf den Kopfpolsterträger einwirken. Der gleiche Vorteil kann entsprechend dem Kennzeichenteil des nebengeordneten Patentanspruchs 2 für den Fall erzielt werden, daß anstelle des Zahnradgetriebes (s. Patentanspruch 1) ein Reibradgetriebe vorgesehen ist, welches bei entsprechender Wahl der Normalkraft zwischen dem Reibrad und der ebenen Laufbahn von Haus aus eine gewisse Elastizität bzw. ein Schlupfverhalten mitsichbringen kann. Bei relativ großer Normalkraft zwischen Reibrad und ebener Laufbahn kann es indes auch bei der Ausführungsform des Patentanspruchs 2 vorteilhaft sein, wenn der Antriebsmotor mit jeder Teilwelle über eine zumindest drehelastische Kupplung drehverbunden ist.
Für beide grundsätzlichen Ausführungsformen entsprechend den Patentansprüchen 1 und 2 ist es besonders vorteilhaft, wenn jede Kupplung eine Überlastkupplung darstellt, die bei Überschreiten eines bestimmten Lastmoments schlüpft, d.h. durchrutscht oder ausrastet. Für den Fall nämlich, daß sich der Kopfpolsterträger infolge einer asymmetrisch auf ihn einwirkenden äußeren Kraft in einer asymmetrischen Vorschublage bezüglich der beiden Tragstangen befindet, gestattet es die Erfindung, den Elektromotor so lange einzuschalten, bis der Kopfpolsterträger gegen eine seiner Endbegrenzungen (bei einer vertikalverstellbaren Kopfstütze gegen seine untere oder obere Endbegrenzung) anläuft.
In diesem Fall wird die Kupplung des in Vorschubrichtung voreilenden Antriebsrades (Antriebsritzel oder Reibrad) so lange ausrasten bzw. durchrutschen, bis sich auch das nacheilende andere Antriebsrad an dem der Tragstange zugeordneten Endanschlag befindet: hiermit ist ein symmetrischer Vorschub des Kopfpolsterträgers wiederhergestellt. Sobald auch das nacheilende Antriebsrad gegen den zugeordneten Endanschlag angelaufen ist, kann, um ein weiteres Durchrutschen oder Ausrasten beider Kupplungen zu vermeiden, der elektrische Antriebsmotor durch Endschalter selbsttätig außer Betrieb gesetzt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus zusätzlichen Unteransprüchen. In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel entsprechend der Erfindung näher dargestellt, hierbei zeigen Fig. 1 in Ansicht eine Rahmenkopfstütze mit einem an einer Kopfstützenhälfte teilweise gezeigten Längsschnitt, Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie ll-ll in Fig. 1, Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt entsprechend der abgeknickten Schnittlinie 111-111 in Fig. 1, Fig. 4 einen axialen Längsschnitt durch die besondere Ausführungsform einer Überlastkupplung und Fig. 5 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie V-V in Fig. 4.
In den Zeichnungen ist eine Kopfstütze für Kraftfahrzeugsitze insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Die Kopfstütze 10 stellt eine Rahmenkopfstütze dar, deren von einer Polsterung 11 umgebener Kopfpolsterträger 12 eine Durchschauöffnung 13 umgrenzt.
Beim dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kopfpolsterträger 12 relativ zu den beiden in der nicht dargestellten Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes raumfest lösbar gehaltenen Tragstangen 14 in Vertikalrichtung bzw. ein wenig geneigt zur Vertikalrichtung verstellbar.
Hierzu ist zunächst jeder Tragstange 14 ein insgesamt mit 15 bezeichnetes hülsenartiges Tragteil zugeordnet, welches auf den oberen Bereich 16 der betreffenden Tragstange 14 gleitbar aufgesteckt ist. Jedes hülsenartige Tragteil 14 bildet eine einseitig vorkragende, zur Kopfstützenmitte hin gerichtete Hohlachse 17, welche in einer Lagerschale 18 des Kopfpolsterträgers 12 neigeverstellbar angeordnet ist. Die Lagerschale 18 wirkt in an sich bekannter Weise durch Reib- oder Rastkräfte einer unbeabsichtigten Neigeverstellung entgegen.
Jede Neigeverstellachse 17 bildet zugleich eine koaxiale Lagerbohrung 20 für je eine Teilachse 19, deren äußeres abgesetztes Ende in einer in das hülsenartige Tragteil 15 eingesetzten Lagerbuchse 21 aufgenommen ist. Das hülsenartige Tragteil 15 ist ein Spritzgußteil aus geeignetem Kunststoff. Die Lagerbuchse 21 kann entweder aus einem geeigneten Kunststoff oder aus einem geeigneten Lagermetall bestehen.
Das zur Kopfstützenmitte zeigende andere Ende jeder Teilachse 19 (in Fig. list von den beiden Teilachsen 19 nur eine dargestellt) ist in dem äußeren Mitnehmerteil 22 einer insgesamt mit 23 bezeichneten Überlastkupplung formschlüssig drehfest aufgenommen. In das etwa topfförmige Mitnehmerteil 22 der im einzelnen noch im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 zu beschreibenden Überlastkupplung 23 greift ein Ritzelteil 24 ein, welches wiederum mit je einem der beiden nach außen ragenden Wellenstümpfe 25 eines Getriebeelektromotors 26 drehfest verbunden ist.
Jede Teilwelle 19 trägt in ihrem äußeren Endbereich ein Antriebsritzel 27, welches mit einer sich im wesentlichen vertikal erstreckenden Zahnstange 28 kämmt (s.
ebenfalls Fig. 2).
Hierbei bildet jede aus einem geeignetem Werkstoff, insbesondere aus Stahl oder aus einem geeignetem Kunststoff bestehende Tragstange 14 entlang ihrer Axialerstreckung die mit dem Antriebsritzel 27 in Eingriff befindliche Zahnstange 28.
Insbesondere anhand der Fig. 1 und 2 läßt sich die Verstellfunktion der Kopfstütze 10 wie folgt beschreiben: Der Getriebeelektromotor 26, der im unteren horizontalen Schenkel 29 der Rahmenkopfstütze 10 eingebaut ist, wird über ein elektrisches Steuer- und Regelungskabel 37 gespeist, das zweckmäßig von der Rükkenlehne durch eine hohl ausgebildete Tragstange 14 zum Elektromotor 26 geführt ist. Wenn nun der Elektromotor 26 eingeschaltet wird, treibt er beide Antriebsritzel 27, so daß sich der von der Polsterung 11 umgebene Kopfpolsterträger 12 - je nach Drehsinn der Teilwellen 19 - entweder nach unten oder nach oben bewegt.
Die Drehmomentübertragung über die Überlastkupplungen 23 (jeder Teilwelle 19 ist eine Überlastkupplung 23 zugeordnet) stellt sich anhand der Fig.4 und 5 wie folgt dar: Das motorseitige Antriebsmoment wird über das Ritzelteil (Primärteil) 24 eingeleitet. Jedes Ritzelteil 24, welches aus einem federelastisch nachgiebigen Kunststoff besteht, weist vier etwa sekantial zum Mitnehmerteil (Sekundärteil) 22 verlaufende Federarme 30 mit endseitigen Nocken 31 auf. Das hohl ausgebildete Mitnehmerteil 22 ist innenseitig mit einer Axialverzahnung (Innenverzahnung) 32 versehen, die etwa V-förmige Axialnuten 33 bildet. In diese Axialnuten 33 können die endseitigen Ritzelnocken 31 einrasten und ein Drehmoment bis zu einem bestimmten Lastmoment übertragen. Bei Überschreiten eines bestimmten Lastmoments rasten die Federarme 30 mit ihren endseitigen Nocken 31 aus den Axialnuten 33 aus: die Überlastkupplung 23 schlüpft.
Die vorbeschriebene Überlastkupplung 23 hat den Vorteil, daß plötzlich auf den Kopfpolsterträger 12 -insbesondere schlagartig - einwirkende äußere Kräfte, die dem Getriebe bzw. den Getrieben des Getriebeelektromotors 26 schaden könnten, von letzterem ferngehalten werden. Für den Fall, daß sich durch äußere Kräfte unbeabsichtigt eine Schrägstellung des Kopfpolsterträgers 12 relativ zu den beiden Tragstangen 14 ergeben sollte, so daß eines der beiden Antriebsritzel 27 gegenüber dem anderen voreilt, kann diese Voreilung auf einfache Weise aufgehoben werden. Dieses geschieht dadurch, daß man nach Einschalten des Elektromotors 26 den Kopfpolsterträger 12 in die untere oder obere Endstellung (bestimmt durch je einen oberen Anschlag 38 und durch einen unteren Anschlag 39) fährt, so daß die dem voreilenden Antriebsritzel 27 zugeordnete Kupplung so lange schlüpfen kann, bis das nacheilende andere Antriebsritzel 27 ebenfalls seine Endstellung, und hiermit seine relative Sollstellung, erreicht hat. Wie bereits weiter oben erwähnt, kann bei diesem Erreichen der Endstellung der Elektromotor 26 entweder von Hand oder aber durch nicht dargestellte Endschalter (im letzten Fall selbsttätig) außer Betrieb gesetzt werden.
Die Endanschläge 38 und 39 sind wie folgt realisiert: jede Tragstange 14 weist eine hinsichtlich ihrer Axialerstreckung dem Verstellhub- bzw. Verstellweg des Kopfpolsterträgers 12 entsprechende axiale Abflachung 40 auf, die anihrem oberen Ende durch eine obere Anschlag-Schulter 38 und an ihrem unteren Ende durch eine untere Anschlag-Schulter 39 begrenzt ist. Im hülsenartigen Tragteil 15 ist eine Sperrfeder 41 gehalten, die auf der tragstangenseitigen axialen Abflachung 40 gleitet und gegen die Anschlag-Schultern 38, 39 anlaufen kann. Jedem Endanschlag 38, 39 kann ein elektrischer Endschalter (z.B. ein Mikroschalter) im weitesten Sinne zugeordnet sein. Untere bzw. obere Endschalter können so bei Erreichen der beiden unteren oder oberen Endanschläge 39 oder 38 ein selbsttätiges Abschalten des Elektromotors 26 bewirken.
Wie im Zusammenhang der Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, trägt eine der Teilwellen 19 ein Zahnrad 34, welches mit einem Ritzel 35 eines angedeuteten Spindelpotentiometers 36 kämmt. Je nach Relativlage des Kopfpolsterträgers 12 zu den Tragstangen 14 wird am Spindelpotentiometer eine Widerstandsstrecke - und damit ein Spannungsabfall - eingestellt, der eine gezielte Höheneinstellung des Kopfpolsterträgers 12 ermöglicht. Jeder Verstellposition des Kopfpolsterträgers 12 ist demnach eine bestimmte Spannung zugeordnet. Hierdurch ist in Verbindung mit geeigneten elektrischen Steuermitteln die Möglichkeit gegeben, einen bestimmten elektrischen Spannungsabfall - und damit eine bestimmte Höhenlage des Kopfpolsterträgers 12 - stufenlos oder stufenweise vorzuwählen, wobei der Elektromotor 26 beim Erreichen der vorgewählten Verstellposition selbsttätig abgeschaltet wird.

Claims

Patentansprüche 1. Kopfstütze für Kraftfahrzeugsitze mit einem von einer Polsterung umgebenen Kopfpolsterträger, welcher relativ verstellbar an den oberen Bereichen zweier Tragstangen gehalten ist, deren untere Bereiche in der Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes festgelegt sind, und welcher zu seiner Relativverstellung mindestens eine Antriebswelle mit zwei voneinander distanzierten Antriebsritzeln aufnimmt, von denen jedes mit einer sich entlang der Verstellrichtung erstreckenden Zahn stange kämmt, die jeweils mindestens mittelbar einer Tragstange zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle in zwei Teilwellen (19; 19) unterteilt ist, von denen jede ein Antriebsritzel (27) für die zugeordnete Zahnstange (28) trägt, und daß zwischen beiden Teilwellen (19) ein elektrischer Antriebsmotor (26) eingegliedert und mit jeder Teilwelle (19) über je eine zumindest drehelastische Kupplung (23) drehverbunden ist.
2. Kopfstütze für Kraftfahrzeugsitze mit einem von einer Polsterung umgebenen Kopfpolsterträger, welcher relativ verstellbar an den oberen Bereichen zweier Tragstangen gehalten ist, deren untere Bereiche in der Rückenlehne des Kraftfahrzeugsitzes festgelegt sind, und welcher zu seiner Relativverstellung mindestens eine Antriebswelle mit zwei voneinander distanzierten Antriebsrädern aufnimmt, von denen jedes auf einer sich entlang der Verstellrichtung erstreckenden Laufbahn abrollt, die jeweils mindestens mittelbar einer Tragstange zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle in zwei Teilwellen (19; 19) unterteilt ist, von denen jede als Antriebsrad ein Reibrad für die zugeordnete Laufbahn trägt, die eben ausgebildet ist, und daß zwischen beiden Teilwellen (19) ein elektrischer Antriebsmotor (26) eingegliedert ist.
3. Kopfstütze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (26) mit jeder Teilwelle (19) über je eine zumindest drehelastische Kupplung (23) drehverbunden ist.
4. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplung eine Überlastkupplung (23) darstellt, welche bei Überschreiten eines bestimmten Lastmoments schlüpft, d.h. durchrutscht oder ausrastet
5. Kopfstütze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplung (23) eine Zahnkupplung mit einem im wesentlichen kreiszylindrischen innenverzahnten topfförmigen Mitnehmerteil (22) und einem mit Ritzelnocken (31) in die Innenverzahnung (32) eingreifenden Ritzelteil (24) darstellt, wobei die Ritzelnocken (31) bei Überschreiten eines bestimmten Lastmoments aus der Innenverzahnung (32) elastisch ausrasten.
6. Kopfstütze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Ritzelteil (24) aus einem federelastisch nachgiebigen Kunststoff besteht, wobei jeder Ritzelnocken (31) endseitig an einem Fcderann (30) angeordnet ist, welcher sich ctwa sekantial zum topfförmigen Mitnehmer (22) erstreckt.
7. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellenstümpfe (25) des elektrischen Antriebsmotors (26) mit den Teilwellen (19) fluchten.
8. Kopfstütze nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem relativ zu den Tragstangen (14) höhenverstellbaren Kopfpolsterträger (12) jede Tragstange (14) entlang ihrer Axialerstreckung eine mit dem Antriebsritzel (27) in Eingriff befindliche Zahnstange (28) bildet, wobei jede Teilwelle (19) in einem auf der Tragstange (14) höhenverschieblichen und mit dem Kopfpolsterträger (12) verbundenen hülsenartigen Tragteil (15) gelagert ist.
9. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem relativ zu den Tragstangen (14) höhenverstellbaren Kopfpolsterträger (12) jede Tragstange (14) entlang ihrer Axialerstreckung eine mit dem Reibrad in Eingriff befindliche ebene Laufbahn bildet, wobei jede Teilwelle (19) in einem auf der Tragstange (14) höhenverschieblichen und mit dem Kopfpolsterträger (12) verbundenen hülsenartigen Tragteil (15) gelagert ist.
10. Kopfstütze nach Anspruch 8 oder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem relativ zu den Tragstangen (14) zusätzlich neigeverstellbaren Kopfpolsterträger (12) beide Teilwellen (19) koaxial durch die Neigeverstellachse (17) des jeweiligen Tragteils (15) hindurchgeführt sind.
11. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilwelle (19) beiderseits des auf ihr sitzenden Antriebsritzels (27) bzw. des Reibrades im Tragteil (bei 20 und 21) gelagert ist.
12. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer der Teilwellen (19) ein den gesamten Verstellhub des Kopfpolsterträgers (12) relativ zu den Kopfpolstertragstangen (14) berücksichtigendes, in eine Steuerleitung des elektrischen Antriebsmotors (26) eingeschaltetes drehverstellbares Potentiometer (36) antriebsverbunden ist.
13. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das drehverstellbare Potentiometer ein Spindelpotentiometer (36) ist, dessen Spindel mit einer Teilwelle (19) getrieblich, insbesondere zahnradverbunden (bei 34 und 35), ist.
14. Kopfstütze nach einem der Ansprüchel bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Rahmenkopfstütze (10) der elektrische Antriebsmotor (26) sowie die mit ihm fluchtenden Drehmomentübertragungsmittel (25; 23; 19; 27) im unteren horizontalen Schenkel (29) des rahmenförmigen Polsterträgers (12) eingebaut sind.
15. Kopfstütze nach einem der Ansprüchel bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Tragstange (14) rohrförmig ausgebildet ist und in ihrem Hohlraum ein elektrisches Kabel (37) zur Einspeisung und/oder Steuer- bzw. Regelung des Antriebsmotors (26) aufnimmt.
16. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellweg des Kopfpolsterträgers (12) beidendig durch je einen Anschlag (38; 39) begrenzt ist.
17. Kopfstütze nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tragstange (14) eine axiale Abflachung (40) aufweist, die dem Verstellweg entspricht und an jedem axialen Ende eine Anschlag-Schulter (38; 39) bildet.
18. Kopfstütze nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Tragteil (15) eine auf der axialen Abflachung (40) gleitbare und mit den Anschlag- schultern (38, 39) zusammenwirkende Sperrfeder (41) gehalten ist.