WO2004074033A1

WO2004074033A1 - Verstellmechanismus für fahrzeugsitze

Info

Publication number: WO2004074033A1
Application number: PCT/EP2004/000055
Authority: WO
Inventors: Jörg Schwarzbich
Original assignee: Schwarzbich Joerg
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2004-09-02
Also published as: DE20302937U1

Abstract

Verstellmechanismus mit einem um seine Längsachse drehverstellbaren Rohr (10), an dem ein Teil (16) eines Fahrzeugsitzes gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) innen eine schraubenförmig verlaufende Profilierung (18) aufweist und dass ein drehfest in Bezug auf einen Träger (12) gehaltenes Zahnrad (20) mit der Profilierung (18) des Rohres in Eingriff steht und axial in dem Rohr (10) verschiebbar und in mindestens einer Axialposition arretierbar ist.

Description

VERSTELLMECHANISMUS FÜR FAHRZEUGSITZE

Die Erfindung betrifft einen Verstellmechanismus mit einem um seine Längsachse drehverstellbaren Rohr, an dem ein Teil eines Fahrzeugsitzes gehalten ist. Solche Verstellmechanismen dienen beispielsweise zur Höhenverstellung des Sitzkissens, zur Verstellung der Rückenlehne oder zur Verstellung einer Kopfstütze des Fahrzeugsitzes.

Es sind Kopfstützen bekannt, die, wenn der Fahrzeugsitz unbenutzt ist, hinter die Rückenlehne zurückgeschwenkt werden, damit die Sicht nach hinten nicht behindert wird, und die, wenn ein Sensor meldet, daß der Sitz besetzt ist, automatisch in die Gebrauchsstellung schwenken. Die Kopfstützen müssen dann so sicher in der Gebrauchsstellung gehalten werden, daß sie den bei einem Aufprall auftretenden Kräften standhalten. In einigen Ländern besteht die Vorschrift, daß die Kopfstütze mindestens einer Kraft von 350 Nm standhalten muß.

Wenn ein Verstellmechanismus der oben genannten Art zum Verstellen solcher Kopfstützen eingesetzt wird, so sind die Fuj3rohre der Kopfstütze starr an dem drehbaren Rohr befestigt, das waagerecht längs der Oberkante der Rückenlehne des Sitzes verläuft. Zum Verschwenken der Kopfstütze kann ein Elektromotor mit einem geeigneten Reduziergetriebe verwendet werden, der das Rohr um einen Winkel von beispielsweise 130° um seine Längsachse dreht. Zur Aufnahme der Reaktionskräfte bei einem Unfall wird im allgemeinen eine zusätzliche Verriegelung des Rohres in der Gebrauchsstellung erforderlich sein. Durch das Untersetzungsgetriebe und den Verriegelungsmechanismus wird der Verstellmechanismus insgesamt teuer und sperrig.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen und platzsparenden Verstellmechanismus zu schaffen, der in der Lage ist, das zu verstellende Teil sicher in Position zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohr innen eine schraubenförmig verlaufende Profilierung aufweist und daß ein drehfest in Bezug auf einen Träger gehaltenes Zahnrad mit der Profilierung des Rohres in Eingriff steht und axial in dem Rohr verschiebbar und in mindestens einer Axialposition arretierbar ist.

Bei der axialen Verschiebung des Zahnrads wird das Rohr entsprechend dem schraubenförmigen Verlauf der Profilierung um seine Längsachse gedreht. Je nach Steilheit der schraubenförmigen Profilierung kann dabei ein sehr hohes Untersetzungsverhältnis zwischen dem axialen Weg des Zahnrades und dem Drehwinkel des Rohres erreicht werden. Wenn umgekehrt ein Drehmoment von außen auf das Rohr ausgeübt wird, beispielsweise wenn bei einem Verkehrsunfall der Kopf des Benutzers auf die an dem Rohr gehaltene Kopfstütze prallt, so genügt eine geringe Haltekraft, die in Axialrichtung auf das Zahnrad wirkt, um das Rohr und damit die Kopfstütze in Position zu halten. Bei genügend großer Steigung der schraubenför- migen Profilierung tritt sogar Selbsthemmung ein, so daß keine zusätzliche Verriegelung des Rohres mehr erforderlich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Für den axialen Antrieb des Zahnrades kann ein Spindelantrieb mit einem einfachen und kostengünstigen hochdrehenden Elektromotor ohne Untersetzungsgetriebe benutzt werden. Der Motor läjßt sich dabei platzsparend in dem Rohr unterbrin- gen. Wahlweise kann auch ein anderer geeigneter Axialantrieb eingesetzt werden.

Wenn zwischen dem Zahnrad und dem Rohr keine Selbsthemmung besteht, ist auch eine Handverstellung möglich, indem die Kopfstütze mit der Hand erfaßt und in die gewünschte Position geschwenkt wird. Um die Kopfstütze in der gewünsch- ten Position zu fixieren, genügt dann ein relativ einfach aufgebauter Arretiermechanismus, der das Zahnrad in seiner Axialposition fixiert und der nur geringe Kräfte aufzunehmen braucht, da der weitaus größte Teil der von außen ausgeübten Kraft durch die Reibung zwischen dem Zahnrad und der Profilierung des Rohres aufge- zehrt wird. Vorzugsweise ist der Arretiermechanismus durch eine Feder elastisch in die Arretierposition vorgespannt, und er muß von Hand gelöst werden, bevor die Kopfstütze verstellt wird.

Der erfindungsgemäJ3e Verstellmechanismus ist nicht für Kopfstützen verwendbar, sondern beispielsweise auch für Sitzhöhenversteller. In diesem Fall kann es sich bei dem mit der schraubenförmigen Profilierung versehenen Rohr beispielsweise um eine Gelenkachse eines Parallelogrammgestänges handeln, an dem das Sitzkissen höhenverstellbar gehalten ist. Durch Drehen des Rohres, beispielsweise in einem Winkelbereich von 70 bis 80°, werden dann die an dem Rohr befestigten Lenker des Parallelogrammgestänges um einen entsprechenden Winkel verschwenkt.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 einen axialen Schnitt durch einen Verstell- mechanismus;

Figuren 2 und 3 perspektivische Ansichten des Verstellmechanismus in unterschiedlichen Stellungen; und

Figur 4 einen Querschnitt durch einen Verstellmechanismus gemäß einer anderen Ausführungsform.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Rohr 10, das drehbar in einem Träger 12 gelagert ist. Der Träger 12 ist beispielsweise so an einem nicht gezeigten Rahmen einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes angebracht, daß das Rohr 10 waagerecht in Höhe der oberen hinteren Kante der Rückenlehne verläuft. An dem Rohr 10 sind tangential zwei Augen 14 angeordnet, in denen Fußrohre 16 einer nicht gezeigten Kopfstütze gehalten sind. Das Rohr 10 weist im Inneren auf einem Teil seiner Länge eine schraubenförmig verlaufende Profilierung 18 auf und nimmt ein Zahnrad 20 auf, das zu der Profilierung 18 komplementäre Zähne 22 aufweist und auf seinem gesamten Umfang mit der Profilierung 18 in Eingriff steht. Das Zahnrad 20 ist starr an einem Ende eines Schaftes 24 angeordnet, auf dessen Umfang axial verlaufende Keile 26 ausgebildet sind. Der Schaft 24 ist von einem rohrförmigen Fortsatz 28 des Trägers 12 umgeben, der von einem Ende her in das Rohr 10 hineinragt und über Keilnuten mit den Keilen 26 in Eingriff steht. Auf diese Weise ist das Zahnrad 22 drehfest aber axial verschiebbar in Bezug auf den Träger 12 gehalten.

Auf der Seite des Trägers 12, die dem rohrförmigen Fortsatz 28 gegenüber liegt, ist in einem Endabschnitt des Rohres 10 ein kleinbauender getriebeloser Elektromotor 30 untergebracht, der eine Gewindespindel 32 antreibt. Die Gewindespindel 32 steht mit dem Zahnrad 20 in Eingriff, so daß ein Spindeltrieb für die Axialverstellung des Zahnrads 20 gebildet wird. Da das Zahnrad 20 drehfest in Bezug auf den Träger 12 gehalten ist, bewirkt die axiale Bewegung des Zahnrades 20 eine Drehung des Rohres 10 um seine Längsachse und damit eine Verstellung der Kopfstütze. Die relativ hohe Drehzahl des Elektromotors 30 wird dabei in zwei Stufen untersetzt, nämlich zum einen durch den Spindeltrieb, der zur Axialverstellung des Zahnrads 20 dient, und zum anderen durch den Eingriff dieses Zahnrades in die Profilierung 18, die ein Schraubengewinde mit sehr großer Steigung bildet. So kann mit Hilfe eines kostengünstigen Elektromotors 30, der nur ein geringes Drehmo- ment hat, eine hohe Verstellkraft auf das Rohr 10 ausgeübt werden.

Im gezeigten Beispiel ist die Steigung der schraubenförmigen Profilierung 18 so groß, daß zwischen dieser Profilierung und dem Zahnrad 20 Selbsthemmung eintritt. Wenn also bei einem Aufprall des Kopfes des Benutzers auf die Kopfstütze ein hohes Drehmoment von außen auf das Rohr 10 wirkt, so wird dieses Drehmoment vollständig durch Selbsthemmung von dem Zahnrad 20 aufgenommen, ohne daß eine zusätzliche Haltekraft durch den Spindeltrieb und den Elektromotor 30 ausgeübt werden muJ3. Da das Zahnrad 20 auf seinem gesamten Umfang, also mit sämt- liehen Zähnen, mit der Profilierung 18 in Eingriff steht, wird eine sehr hohe Stabilität erreicht, selbst dann, wenn das Zahnrad 22 aus Kunststoff gefertigt ist. Auf- grund des weitgehend spielfreien Eingriffs des Zahnrads 20 in die Profilierung 18 ist der Verstellmechanismus überaus geräuscharm.

In Figur 2 ist das Rohr 10 transparent dargestellt, damit das Zahnrad 20 sichtbar ist. In Figur 3 ist das Zahnrad 20 mit Hilfe des Elektromotors axial verstell worden, und das Rohr 10 mit den Augen 14 ist entsprechend verdreht worden.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich in vielfältiger Weise abwandeln. Zum Beispiel könnte das Zahnrad 20 auch auf der dem Schaft 24 entgegengesetzten Seite mit einem Schaft versehen sein, der die Gewindespindel 32 mit Abstand umgibt und über Keile und Keilnuten mit einem dem Fortsatz 28 entsprechenden Fortsatz am anderen Ende des Trägers in Eingriff steht, so daß bei der Verdrehsicherung des Zahnrades eine gleichmäßigere Kräfteverteilung erreicht wird.

Das Zahnrad 20 ist axial zwischen Anschlägen beweglich, die durch den Fortsatz 28 und durch das Gehäuse für den Elektromotor 30 gebildet werden. Wenn an diesen Anschlägen Endschalter angeordnet werden, die auf das Zahnrad 20 ansprechen, läßt sich der Elektromotor 30 automatisch stillsetzen, wenn der Verstellmechanismus eine der beiden Endlagen erreicht. Wahlweise können anstelle der Endschalter auch Überlastschalter vorgesehen sein, die auf den erhöhten Stromverbrauch des Motors ansprechen, wenn das Zahnrad durch die Anschläge blockiert wird.

Figur 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Es werden die gleichen bezugzeichen wie in Figur 1 verwendet, jedoch jeweils mit einem Apostroph ('). Der Trägers 12' ist als geschlitztes Rohr ausgebildet und innerhalb des Rohres 10' angeordnet. Das Zahnrad 20' ist verdrehsicher im Träger 12' geführt und weist nur auf einem Teil seines Umfangs Zähne 22' auf, die die Öffnung des Trägers durchgreifen und in die schraubenförmige Profilierung 18' des Rohres 10' eingreifen, so daß das Rohr 10' sich auf dem Träger 12' dreht und einen Arm 14', beispielsweise eines Parallelogrammgestänges eines Sitzhöhenverstellers, verschwenkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verstellmechanismus mit einem um seine Längsachse drehverstellbaren Rohr (10), an dem ein Teil (16) eines Fahrzeugsitzes gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) innen eine schraubenförmig verlaufende Profilierung (18) aufweist und daß ein drehfest in Bezug auf einen Träger (12) gehaltenes Zahnrad (20) mit der Profilierung (18) des Rohres in Eingriff steht und axial in dem Rohr (10) verschiebbar und in mindestens einer Axialposition arretierbar ist.

2. Verstellmechanismus nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Linearantrieb (30, 32) für das Zahnrad (20).

3. Verstellmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Li- nearantrieb (30, 32) ein Spindeltrieb ist.

4. Verstellmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (30, 32) einen getriebelosen Elektromotor (30) aufweist.

5. Verstellmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der

Elektromotor (30) in einem Ende des Rohres (10) untergebracht ist.

6. Verstellmechanismus nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Zahnrad dadurch in seiner Axialposition arretierbar ist, daß die Profilierung (18) des Rohres (10) selbsthemmend mit dem Zahnrad (20) in Eingriff steht.