Titel

Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz

Stand der Technik

Es ist bekannt, Fahrzeugsitze mit motorisch verstellbaren Kopfstützen auszustatten, damit der Benutzer die Position der Kopfstütze möglichst komfortabel einstellen kann. Ferner ist es bekannt, Sicherheitsvorrichtungen vorzusehen, welche die Kopfstütze im Falle eines Unfalls in eine Sicherheitsposition verlagern, damit ein auf dem entsprechenden Fahrzeugsitz sitzender Insasse während des Unfalls optimal geschützt wird. Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz zur Verfügung zu stellen, welche sowohl eine motorisch angetriebene Komfortverstellung als auch eine Sicherheitsfunktion bereitstellt, wobei die Kopfstütze im Vergleich zum Stand der Technik einfacher aufgebaut und kostengünstiger herstellbar sein soll und eine zuverlässigere Funktionsweise gewährleisten soll.

Diese Aufgabe wird mit einer Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz erzielt, welche ein auf einem Haltebügel verschiebbar befestigtes Basiselement aufweist, wobei das Basiselement einen Elektromotor aufweist, welcher über eine Antriebswelle eine vertikale Spindel zu einer Drehung antreiben kann, wobei ein Au ßengewinde der vertikalen Spindel in ein Innengewinde einer Aufnahmeöffnung eines am Haltebügel befestigten Befestigungselement eingreift, wobei die Kopfstütze ferner ein Gleitelement aufweist, welches längsverschiebbar in einer Gleitöffnung des Basiselements geführt ist, wobei das Gleitelement einen weiteren Elektro- motor aufweist, welcher über eine weitere Antriebswelle eine horizontale Spindel zu einer Drehung antreiben kann, wobei ein Außengewinde der horizontalen Spindel in ein Innengewinde einer weiteren Aufnahmeöffnung eines am Basiselement befestigten Aufnahmemittels eingreift. Die Antriebswelle ist insbesondere senkrecht zur vertikalen Spindel ausgerichtet, während die weitere Antriebswelle insbesondere senkrecht zur horizontalen Spindel ausge- richtet ist. Auf diese Weise ist ein besonders einfacher, kompakter und kostengünstiger Aufbau der Kopfstütze erzielbar. Vorzugsweise ist die weitere Aufnahmeöffnung sowie der in der weiteren Aufnahmeöffnung geführte Teil des Gleitelements nach unten verjüngt ausgebildet, so dass in vorteilhafter Weise ein automatischer Toleranzausgleich aufgrund der Gewichtskraft des Kopfanlageteils bzw. des Gleitelements erzielt wird. Optional ist das Gleitelement mittels eines Federele- ments nach unten gegen das Basiselement kraftbeaufschlagt.

Der Elektromotor und/oder der weitere Elektromotor werden durch ein gemeinsames Steuermodul gesteuert. Das Steuermodul kann vorzugsweise in einem Komfortmodus oder in einem Sicherheitsmodus betrieben werden. Im Komfortmodus werden die Elektromotoren derart angesteuert, dass eine langsamere horizontale und/oder vertikale Verstellbewegung erzeugt wird, während die Elektromotoren im Sicherheitsmodus derart angesteuert werden, dass eine im Vergleich zum Komfortmodus schnellere horizontale und/oder vertikale Verstellbewegung erzeugt wird. Der Komfortmodus dient dazu, eine individuelle Position des am Gleitelement befestigten Kopfanlageteils präzise und mit einer vergleichsweise leisen Ar- beitsweise einzustellen, während der Sicherheitsmodus dazu dient, das Kopfanlageteil im Falle eines Unfalls schnell in eine Sicherheitsposition zu verfahren. Die Kopfstütze weist vorzugsweise einen mit dem Steuermodul gekoppelten Schalter an ihrer Au ßenfläche auf, mit welchem die Position der Kopfstütze im Komfortmodus eingestellt werden kann. Im Komfortmodus arbeiten die Elektromotoren vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von ca. 2.100 Umdrehungen der Antriebswelle pro Minute, während die Elektromotoren im Sicherheitsmodus mit einer Geschwindigkeit von ca. 1 1 .000 Umdrehungen der Antriebswelle pro Minute arbeiten. Im Komfortmodus ist die Drehzahl der Elektromotoren vorzugsweise geregelt, während im Sicherheitsmodus die Drehzahl ungeregelt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die vertikale Spindel außerhalb einer zur Längsrichtung senkrechten Symmetrieebene des Haltebügels angeordnet. Der Abstand zwischen der vertikalen Spindel zu einem von beiden Holmen des Haltebügels ist vorzugsweise geringer als der Abstand der vertikalen Spindel zum anderen der beiden Holme. Eine Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem größeren Abstand ist sodann insbesondere mit einem größeren Bewegungsspielraum im Basiselement gelagert als diejenige Aufnahmebuchse, die zur Aufnahme des Holms mit dem geringeren Abstand vorgesehen ist. Auf diese Weise wird ein Verkanten des Basiselements an den beiden Holmen während der Höhenverstellung wirksam vermieden. Zudem wird eine Glättung der Höhenverstellbewegung erzielt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Aufnahmemittel schwimmend am Basiselement befestigt, so dass ein Spielausgleich zwischen Auf- nahmemittel und Basiselement erzielt werden kann. Die schwimmende Befestigung wird vorzugsweise mittels Feder- oder Dämpfelemente erzielt. Zusätzlich oder alternativ wäre optional auch denkbar, dass der Elektromotor der Längsverstelleinheit, eine Getriebeeinheit der Längsverstelleinheit und/oder der weitere Motorträger schwimmend am Gleitelement befes- tigt sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Motor der Höhenverstelleinheit, eine Getriebeeinheit der Höhenverstelleinheit und/oder der Motorträger schwimmend am Basisteil befestigt ist. Auf diese Weise kann auch für die Höhenverstelleinheit ein Spielausgleich realisiert werden, wodurch die Betriebsgeräusche reduziert werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen an- hand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.

Figurenbeschreibung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In Figur 1 ist eine Explosionsdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfin- dungsgemäßen Kopfstütze 1 für einen Fahrzeugsitz dargestellt. Die Kopfstütze 1 weist ein Basiselement 2 auf, welches über eine Höhenverstelleinheit 3 höhenverstellbar an einem Haltebügel 4 befestigt ist. Der Haltebügel 4 ist an einer Rückenlehne (nicht dargestellt) eines Fahrzeugsitzes befestigt. Die Höhenverstelleinheit 3 weist ein Befestigungselement 5 auf (siehe Figur 3), welches an einem Querträger 6 des Haltebügels 4 befestigt ist. Das Befesti- gungselement 5 umfasst ferner eine Aufnahmeöffnung mit einem Innengewinde zur Aufnahme einer vertikalen Spindel 7 der Höhenverstelleinheit 3. Die Höhenverstelleinheit 3 weist ferner einen Motorträger 8 auf, welcher am Basiselement 2 befestigt ist und zur Halterung eines Elektromotors 21 dient. Die horizontal ausgerichtete Antriebswelle des Elektromotors 21 weist ein Ritzel bzw. Schneckenrad auf, welches in Wirkverbindung mit einem am Ende der vertikalen Spindel 7 befestigten weiteren Ritzel bzw. Schneckenrad steht. Die vertikale Spindel 7 und die Antriebswelle des Elektromotors 21 sind senkrecht zueinander ausgerichtet. Durch eine Drehung der Antriebswelle des Elektromotors 21 wird über die Ritzel bzw. Schneckenräder die vertikale Spindel um eine vertikale Drehachse gedreht, wodurch die vertikale Spindel 7 im Innengewinde der Aufnahmeöffnung läuft und sich somit relativ zum Befestigungselement 5 und zum Haltebügel 4 entlang einer vertikalen Richtung 100 nach oben oder nach unten bewegt (je nach Drehrichtung). Hierdurch wird auch das Basiselement 2 in vertikaler Richtung 100 relativ zum Haltebügel 4 und somit auch zur Rückenlehne (nicht dargestellt) bewegt. Das Befestigungselement 5 ist auf dem Querträger 6 verschiebbar gelagert und kann zudem um den Querträger 6 gedreht werden. Auf diese Weise können Toleranzen ausgeglichen und ein Verkanten während der Höhenverstellung verhindert werden. Der Motorträger 8 ist insbesondere schwimmend am Basiselement 2 befestigt, um einen Spielausgleich zu realisieren. Der Spielausgleich erfolgt insbesondere senkrecht zur Längsrichtung 101 .

Zusätzlich weist die Kopfstütze 1 eine Längsverstellmöglichkeit zur Verstellung eines Kopfanlageteils 10 der Kopfstütze 1 entlang einer zur vertikalen Richtung 100 senkrechten hori- zontalen Richtung 101 (parallel zur Fahrtrichtung) auf. Die Kopfstütze 1 weist hierfür ein relativ zum Basiselement 2 längsbewegbares Gleitelement 1 1 auf, welches längsverschieblich in einer zentralen Gleitöffnung 12 des Basiselements 2 verschiebbar geführt ist. Die Gleitöffnung 12 und das Gleitelement 1 1 weisen einen sich nach unten verjüngenden Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung 101 auf, so dass schon durch die Formgebung ein Toleranz- ausgleich zwischen Gleitelement 1 1 und Basiselement 2 erzielt wird. Optional spannt eine Feder das Gleitelement 1 1 nach unten. Am Gleitelement 1 1 ist eine Längsverstelleinheit 9 befestigt, welche einen weiteren Motorträger 13 und eine horizontale Spindel 14 umfasst. Der weitere Motorträger 13 ist mit einem weiteren Elektromotor 21 bestückt, dessen Antriebswelle senkrecht zur horizontalen Spindel 14 ausgerichtet ist. Die Antriebswelle ist ins- besondere gegenüber der vertikalen Richtung 100 geneigt. Am Ende der Antriebswelle ist wiederum ein Ritzel bzw. Schneckenrad angeordnet, welches formschlüssig in ein weiteres Ritzel bzw. Schneckenrad eingreift, welches am Ende der horizontalen Spindel 14 befestigt ist. Die horizontale Spindel 14 ist somit durch den weiteren Elektromotor 21 über die Ritzel bzw. Schneckenräder zu einer Drehung um eine horizontale Drehachse drehbar. Die hori- zontale Spindel 14 läuft mit ihrem Au ßengewinde ferner in einem Innengewinde einer weiteren Aufnahmeöffnung 19, welche an einem am Basiselement 2 befestigten Aufnahmemittel 20 ausgebildet ist (siehe Figur 3). Die Drehung der horizontalen Spindel 14 mittels des weiteren Elektromotors 21 führt - je nach Drehrichtung - dazu, dass sich die horizontale Spindel 14 gegenüber dem Aufnahmemittel 20 entlang der horizontalen Richtung 101 bewegt. Hier- durch wird auch das am Gleitelement 1 1 befestigte Kopfanlageteil 10 relativ zum Basiselement 2 und zum Haltebügel 4 in Längsrichtung 101 bewegt. Optional weist die Kopfstütze 1 eine Rückwand 15 auf, welche über eine Halteklammer 16 am Gleitelement 1 1 und/oder am Kopfanlageteil 10 befestigt ist. Das Aufnahmemittel 20 ist insbesondere schwimmend am Basiselement 2 befestigt, um einen Spielausgleich zu erzielen. Der Spielausgleich erfolgt insbesondere senkrecht zur Längsrichtung 101 . Denkbar ist, dass das Aufnahmemittel 20 nicht über Schrauben am Basiselement 2 befestigt ist, sondern entlang einer zur Längsrich- tung 101 senkrechten Richtung frei verschiebbar in einer Nut am Basiselement 2 gelagert ist.

Durch eine entsprechende Beschaltung des Elektromotors 21 kann somit eine motorgetriebene Höhenverstellung der Kopfstütze 1 erzielt werden, während mittels einer entsprechenden Beschaltung des weiteren Elektromotors 21 eine motorgetriebene Längsverstellung der Kopfstütze erzielt werden kann. Der Elektromotor 21 und der weitere Elektromotor 21 werden mittels eines gemeinsamen Steuermoduls 17 angesteuert. Das Steuermodul 17 ist insbesondere an einer Seitenwand der Halteklammer 16 befestigt. Die beiden Elektromotoren 21 stellen einen Komfortmodus bereit, in welchem der Benutzer der Kopfstütze 1 die Höhen- und/oder Längsposition der Kopfstütze 1 durch Betätigung eines Schalters 18 entsprechend einstellen kann. Der Schalter 18 ist - wie in Figur 2 dargestellt - vorzugsweise unmittelbar an einer Au ßenfläche der Kopfstütze 1 selbst angeordnet, so dass der Schalter 18 leicht auffindbar ist. Das Steuermodul 17 ist mit dem Schalter 18 unmittelbar verbunden, wobei sich das Steuermodul 17 insbesondere auf der Innenseite der Au ßenfläche, auf welcher der Schalter 18 befestigt ist, befindet. Eine manuelle Betätigung des Schalters 18 wird durch das Steuermodul 17 registriert und der betreffende Elektromotor 21 wird entsprechend besteuert. Der Schalter 18 umfasst insbesondere ein manuell auslenkbares Steuerelement, welches zur Höhenverstellung in vertikaler Richtung 100 (je nach Verstellwunsch hoch oder runter) und zur Längsverstellung in horizontaler Richtung 101 (je nach Verstellwunsch vor oder zurück) bewegbar ist. Die Bewegung des Kopfanlageteils 10 folgt dem Steuerelement entsprechend. Auf diese Weise ist eine intuitive Einstellung der gewünschten Position durch einen Benutzer möglich. Ferner weist die Kopfstütze 1 vorzugsweise sämtliche Kommunikationselektronik zur Kommunikation mit der CAN-Schnittstelle des Fahrzeugs auf.

Im Komfortmodus treiben die Elektromotoren 21 ihre Antriebsachsen nur langsam an, damit eine präzise und leise Verstellung des Kopfanlageteils 10 ermöglicht wird. Zusätzlich gibt es einen Sicherheitsmodus, in welchem die Elektromotoren 21 derart durch das Steuermodul 17 angesteuert werden, dass ein schnelles Antreiben der Antriebsachsen erzielt wird. Im Sicherheitsmodus kann das Kopfanlageteil 10 somit sehr schnell in eine insbesondere vorbestimmte Sicherheitsposition verfahren werden. Der Sicherheitsmodus wird ausgelöst, wenn beispielsweise ein Crashsensor anschlägt und/oder ein Kippen des Fahrzeugs oder das Vorhandensein von unfallbedingten Beschleunigungskräften detektiert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vertikale Spindel 7 insbesondere außerhalb einer zur Längsrichtung 101 senkrechten Symmetrieebene des Haltebügels 4 angeordnet, d. h. der Abstand zwischen der vertikalen Spindel 7 zu einem der beiden Holme des Haltebügels ist geringer als der Abstand der vertikalen Spindel 7 zum anderen der beiden Holme. Eine Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem größeren Abstand ist mit einem größeren Bewegungsspielraum im Basiselement 2 gelagert als die Aufnahmebuchse zur Aufnahme des Holms mit dem geringeren Abstand. Auf diese Weise wird ein Verkanten des Basiselements 2 an den beiden Holmen wirksam vermieden. Zudem wird eine Glättung der Höhenverstellbewegung erzielt.

In Figur 4 ist eine Detailansicht eines der beiden Elektromotoren 21 dargestellt. Es ist zu sehen, dass auf der Antriebswelle das (weitere) Ritzel bzw. Schneckenrad angeordnet ist.

In Figuren 5, 6 und 7 sind weitere Perspektivansichten des mit dem weiteren Elektromotor 21 bestückten Gleitelement 1 1 gezeigt, welches in der Gleitöffnung 12 des Basiselements 2 geführt ist, und des mit dem Elektromotor 21 bestückten Basiselements 2. Ferner ist der Haltebügel 4 dargestellt. In Figur 5 ist zudem die mit dem Steuermodul 17 bestückte Halteklammer 16 illustriert.

Bezugszeichenliste

1 Kopfstütze

2 Basiselement

3 Höhenverstelleinheit

4 Haltebügel

5 Befestigungselement

6 Querträger

7 vertikale Spindel

8 Motorträger

9 Längsverstelleinheit

10 Kopfanlageteil

1 1 Gleitelement

12 zentrale Gleitöffnung

13 Weiterer Motorträger

14 horizontale Spindel

15 Rückwand

16 Halteklammer

17 Steuermodul

18 Schalter

19 Weitere Aufnahmeöffnung

20 Aufnahmemittel

21 Elektromotor

100 Vertikale Richtung

101 horizontale Richtung