DE3519351C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für Kraftfahrzeug­ sitze, 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 umgebenden 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 Kopf­ polsterträger motorisch relativ zu den Tragstangen in einer Weise verstellbar ist, die zugleich die auf den Kopfpolster­ träger 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 grundsätz­ lich für eine Verstellung des Kopfpolsterträgers in horizon­ taler und/oder im wesentlichen vertikaler Richtung.

Entsprechend dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 ist jede ein Antriebsritzel tragende Teilwelle über eine zumindest drehelastische Kupplung mit dem elektrischen An­ triebsmotor drehverbunden. Die zumindest drehelastische Kupp­ lung schützt den Getriebeelektromotor (insbesondere das Ge­ triebe) 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 nebengeord­ neten Patentanspruchs 2 für den Fall erzielt werden, daß anstelle des Zahnradgetriebes (s. Patentanspruch 1) ein Reib­ radgetriebe vorgesehen ist, welches bei entsprechender Wahl der Normalkraft zwischen dem Reibrad und der ebenen Laufbahn von Haus aus eine gewisse Elastizität bzw. ein Schlupfver­ halten mit sich bringen 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 durchrutscht oder ausrastet. Für den Fall nämlich, daß sich der Kopfpolsterträger infolge einer asymmetrischen auf ihn einwirkenden äußeren Kraft in einer asymmetrischen Vorschub­ lage 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 (Antriebs­ ritzel 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 wieder her­ gestellt. 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 zusätz­ lichen Unteransprüchen. In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel entsprechend der Erfindung näher darge­ stellt, hierbei zeigt

Fig. 1 in Ansicht eine Rahmenkopfstütze mit einem an einer Kopfstützenhälfte teilweise gezeigten Längsschnitt,

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt entsprechend der abgeknickten Schnittlinie III-III 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 Kraftfahrzeug­ sitze 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 15 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 ent­ gegen.

Jede neigeverstellbare Hohlachse 17 bildet zugleich eine koaxiale Lagerbohrung 20 für je eine Teilwelle 19, deren äußeres abge­ setztes Ende in einer in das hülsenartige Tragteil 15 einge­ setzten Lagerbuchse 21 aufgenommen ist. Das hülsenartige Tragteil 15 ist ein Spritzgußteil aus geeignetem Kunststoff. Die Lagerbuchse 21 kann entweder aus einem geeigneten Kunst­ stoff oder aus einem geeigneten Lagermetall bestehen.

Das zur Kopfstützenmitte zeigende andere Ende jeder Teilwelle 19 (in Fig. 1 ist von den beiden Teilwellen 19 nur eine dargestellt) ist in dem äußeren Mitnehmerteil 22 einer insgesamt mit 23 bezeichneten Überlastkupplung form­ schlüssig drehfest aufgenommen. In das etwa topfförmige Mit­ nehmerteil 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 Getriebeelektro­ motors 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 Werkstoff 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 Ver­ stellfunktion der Kopfstütze 10 wie folgt beschreiben:

Der Getriebeelektromotor 26, der im unteren horizontalen Schenkel 29 der rahmenförmigen Kopfstütze 10 eingebaut ist, wird über ein elektrisches Steuer- und Regelungskabel 37 gespeist, das zweckmäßig von der Rückenlehne durch eine hohl ausge­ bildete 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 umgebende Kopfpolsterträger 12 - je nach Drehsinn der Teil­ wellen 19 - entweder nach unten oder nach oben bewegt.

Die Drehmomentübertragung über die Überlastkupplungen 23 (jeder Teilwelle 19 ist eine Überlastkupplung 23 zugeord­ net) 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 ver­ laufende Federarme 30 mit endseitigen Nocken 31 auf. Das hohl ausgebildete Mitnehmerteil 22 ist innenseitig mit einer Axial­ verzahnung (Innenverzahnung) 32 versehen, die etwa V-förmige Axialnuten 33 bildet. In diese Axialnuten 33 können die end­ seitigen 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 Über­ lastkupplung 23 kuppelt aus.

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 ein­ fache Weise aufgehoben werden. Dieses geschieht dadurch, daß man nach Einschalten des Elektromotors 26 den Kopfpolster­ träger 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 zuge­ ordnete Kupplung so lange ausgekuppelt ist, 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 endseitigen Anschläge 38 und 39 sind wie folgt realisiert:
Jede Tragstange 14 weist eine hinsichtlich ihrer Axial­ erstreckung dem Verstellhub- bzw. Verstellweg des Kopfpolster­ trägers 12 entsprechende axiale Abflachung 40 auf, die an ihrem oberen Ende durch einen oberen schulterartigen Anschlag 38 und an ihrem unteren Ende durch einen unteren schulterartigen Anschlag 39 begrenzt ist. Im hülsenartigen Tragteil 15 ist eine Sperrfeder 41 gehalten, die auf der tragstangenseitigen axialen Ab­ flachung 40 gleitet und gegen die schulterartigen Anschläge 38, 39 anlaufen kann. Jedem Anschlag 38, 39 kann ein elektrischer Endschalter (z. B. ein Mikroschalter) im weitesten Sinne zuge­ ordnet sein. Untere bzw. obere Endschalter können so bei Erreichen der beiden unteren oder oberen endseitigen Anschläge 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 Widerstands­ strecke - 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 Spannungs­ abfall - und damit eine bestimmte Höhenlage des Kopfpolster­ trägers 12 - stufenlos oder stufenweise vorzuwählen, wobei der Elektromotor 26 beim Erreichen der vorgewählten Verstell­ position selbsttätig abgeschaltet wird.

Claims (18)

1. Kopfstütze für Kraftfahrzeugsitze mit einem von einer Polsterung umgebenden Kopfpolsterträger, welcher relativ ver­ stellbar an den oberen Bereichen zweier Tragstangen gehalten ist, deren untere Bereiche in der Rückenlehne des Kraftfahr­ zeugsitzes festgelegt sind, und welcher zu seiner Relativver­ stellung mindestens einen Antrieb mit zwei voneinander distanzierten Antriebsritzeln aufnimmt, von denen jedes mit einer sich entlang der Verstellrichtung erstreckenden Zahn­ stange kämmt, die jeweils mindestens mittelbar einer Trag­ stange zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ trieb zwei Teilwellen (19; 19) enthält, von denen jede ein Antriebsritzel (27) für die zugeordnete Zahn­ stange (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 umgebenden Kopfpolsterträger, welcher relativ ver­ stellbar an den oberen Bereichen zweier Tragstangen gehalten ist, deren untere Bereiche in der Rückenlehne des Kraftfahr­ zeugsitzes festgelegt sind, und welcher zu seiner Relativ­ verstellung mindestens einen Antrieb 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 der Antrieb zwei Teilwellen (19; 19) enthält, 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) eingeglieder 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 Last­ moments durchrutscht oder ausrastet.

5. Kopfstütze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Überlastkupplung (23) eine Zahnkupplung mit einem im wesent­ lichen kreiszylindrischen innenverzahnten topfförmigen Mit­ nehmerteil (22) und einem mit Ritzelnocken (31) in die Innen­ verzahnung (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 Federarm (30) angeordnet ist, welcher sich etwa sekantial zum topfförmigen Mitnehmer (22) erstreckt.

7. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellenstümpfe (25) des elek­ trischen Antriebsmotors (26) mit den Teilwellen (19) fluchten.

8. Kopfstütze nach Anspruch 1 oder nach einem der An­ sprüche 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 Kopf­ polsterträger (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 Ein­ griff 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 Trag­ stangen (14) zusätzlich neigeverstellbaren Kopfpolsterträger (12) beide Teilwellen (19) koaxial durch die Neigeverstell­ achse (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) einge­ schaltetes drehverstellbares Potentiometer (36) antriebsver­ bunden ist.

13. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das drehverstellbare Potentiometer ein Spindelpotentiometer (36) ist, dessen Spindel mit einer Teil­ welle (19) getrieblich, insbesondere zahnradverbunden (bei 34 und 35) ist.

14. Kopfstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer rahmenförmigen Kopfstütze (10) der elek­ trische 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 Ansprüche 1 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 An­ triebsmotors (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 einen schulterartigen Anschlag (38; 39) bildet.

18. Kopfstütze nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Tragteil (15) eine auf der axialen Abflachung (40) gleitbare und mit den schulterartigen Anschlägen (38, 39) zusammen­ wirkende Sperrfeder (41) gehalten ist.