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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit einem Stellglied, aufweisend mindestens eine Gerüststruktur, wobei diese mindestens eine Gerüststruktur des Stellglieds biegeelastische Flanken und zwischen den Flanken liegende auslenkbare Querstreben aufweist, die über elastische Verbindungsmittel an den Flanken angeordnet sind, wodurch eine aus einer Richtung über eine biegeelastische Flanke auf die Querstreben der mindestens einen Gerüststruktur wirkende Kraft, eine ausgleichende autoreaktive Verformung der mindestens einen Gerüststruktur an einer anderen Stelle in entgegengesetzter Richtung bewirkt.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind „funktionsintegrierte, bionische Fahrzeugsitze“ bekannt. Die Besonderheit dieser Fahrzeugsitze steckt in der Ausgestaltung der Rückenlehne, die sich das Flossenstrahl-Prinzip, das so genannte „Finray-Prinzip“, zu Nutze macht. Die Anwendung dieses Prinzips und der grundsätzliche Aufbau, der so genannte Finray-Aufbau, wurde bereits in der
EP 1 040 999 A2 für die Konstruktion von Bauteilen, wie Sitzlehnen und Sitzflächen, beschrieben.
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Das Finray-Prinzip kann bei Fischen beobachtet werden. Es beruht auf der besonderen Struktur der Flossen von Fischen. Das Prinzip bewirkt, dass sich die Fischflosse bei Druckeinwirkung auf einen Punkt entgegen dieser Druckrichtung bewegt. Die Fischflosse reagiert auf den Druck mit Gegendruck. Möglich wird das durch den speziellen Aufbau der Fischflosse mit zwei flexiblen Streben, die an einer Spitze zusammenlaufen und dort fest miteinander verwachsen sind. Zwischen den zwei elastischen Flanken befinden sich Querstreben, die die Flanken auf Abstand halten und elastische Bewegungen zulassen. Hält man die Schwanzflosse an der Basis, die der Spitze gegenüber liegt, fest und drückt mit einem Finger auf die Mitte des Flossenblattes, bewegt sich die Flossenspitze wider Erwarten entgegen der Druckrichtung des Fingers.
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Technisch wurde dieses Wirkprinzip in einer Rückenlehnenstruktur eines Fahrzeugsitzes bereits auf folgende Weise realisiert: Zwei flexible Flanken aus thermoplastischem Glasfaser-Verbundwerkstoff (einem so genannten Organoblech) bilden die Vorder- und Rückseite der Rückenlehne. Diese sind unten an der Rückenlehnenbasis befestigt, laufen nach oben hin spitz zusammen, wo ihre Enden miteinander verbunden sind. An den Flanken gelenkig angebundene Streben verbinden Vorder- und Rückseite miteinander und halten diese auf Abstand. Eine solche Rückenlehne stützt auch im Lendenwirbelbereich, gibt im Schulterbereich am meisten nach hinten nach und reduziert dabei gleichzeitig den Abstand eines Kopfpolsters einer Kopfstütze zum Kopf eines Aufsitzenden. Bei großen Auslenkungen, wie sie zum Beispiel auch bei einem Heckaufprall auftreten können, kann so einem Schleudertrauma mit Hilfe einer solchen Rückenlehnenstruktur wirkungsvoll entgegen gewirkt werden. Somit ist mit einer solchen Rückenlehnenstruktur einer Rückenlehne ein Anti-Whiplash-Effekt im Bereich des Kopfes erzielbar.
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Ein Fahrzeugsitz, der sich das Finray-Prinzip zu Nutze macht, wird in der Druckschrift
DE 10 2005 054 125 B3 beschrieben. Der Rückenlehnenrahmen des Fahrzeugsitzes umfasst rahmenartig eine auf dem Finray-Prinzip aufgebaute Konstruktion aus starrer Rückwand, flexibel ausgebildeter, plattenartiger Vorderwand und dazwischen angeordneten Querstreben. Die Querstreben erstrecken sich in ihrer Längsrichtung entlang der Fahrzeugsitzbreitenrichtung. Die Vorderwand und die Rückwand hingegen weisen eine Längsausdehnung in Fahrzeug-Höhenrichtung auf. Die Druckschrift beschreibt eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, die unter Ausnutzung des Finray-Prinzips sowohl im Lendenwirbel- als auch im Schulterbereich in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander auf einfache Weise verformt werden kann.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2009 033 883 A1 ist ein Fahrzeugsitz mit einer Rückenlehne bekannt, die zumindest in einem seitlich mittleren Bereich eine stützende Strebenstruktur für zumindest ein, den Sitzbenutzer stützendes Polsterteil, aufweist. Die Strebenstruktur ist unten an einem Stützteil befestigt, das am Sitzteil des Fahrzeugsitzes abgestützt ist. Die Strebenstruktur weist zwischen einer vorderen und hinteren Stützwand jeweils mit einem Höhenabstand voneinander angeordnete Stützstreben auf. Die Strebenstruktur bildet einen zumindest unten oder seitlich offenen Freiraum. An dem Stützteil ist ein nach oben oder seitlich abstehendes Stützelement befestigt, das nicht oder allenfalls wenig verformbar ist und von unten oder seitlich in den Freiraum der Strebenstruktur ragt. Bei einer größeren Belastung der Rückenlehne nach hinten oder nach vorne kommt das Stützelement entweder sofort oder nach einer vorgegebenen elastischen Verformung der Strebenstruktur im unteren Bereich an der zugewandten vorderen beziehungsweise hinteren Stützwand und/oder zumindest einer Stützstrebe zur Anlage und stützt die betreffende in Anlage befindliche vordere Stützwand und/oder Stützstrebe. Die Strebenstruktur der Rückenlehne, die in der Druckschrift
DE 10 2009 033 883 A1 beschrieben ist, macht sich ebenfalls das Finray-Prinzip zu Nutze, wobei seitlich der Strebenstruktur mehrere einen Sitzbenutzer stützende Seiten-Polsterteile angeordnet sind, die jedoch gegenüber der Strebenstruktur nicht weiter verstellbar sind.
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Ein weiterer Fahrzeugsitz, der sich das Finray-Prinzip zu Nutze macht, wird in der Druckschrift
DE 10 2005 054 125 B3 beschrieben. Der Rückenlehnenrahmen des Fahrzeugsitzes umfasst rahmenartig eine auf dem Finray-Prinzip aufgebaute Konstruktion aus starrer Rückwand, flexibel ausgebildeter, plattenartiger Vorderwand und dazwischen angeordneten Querstreben. Die Querstreben erstrecken sich in ihrer Längsrichtung entlang der Fahrzeugsitzbreitenrichtung. Die Vorderwand und die Rückwand hingegen weisen eine Längsausdehnung in Fahrzeug-Höhenrichtung auf. Die Druckschrift stellt eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes zur Verfügung, die unter Ausnutzung des Finray-Prinzips sowohl im Lendenwirbel- als auch im Schulterbereich in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander auf einfache Weise verformt werden kann.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere die Möglichkeiten einer verbesserten stufenlosen und geräuschlosen Einstellbarkeit bereitzustellen.
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Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Fahrzeugsitz mit einem Stellglied aufweisend mindestens eine Gerüststruktur, wobei diese mindestens eine Gerüststruktur des Stellglieds biegeelastische Flanken und zwischen den Flanken liegende auslenkbare Querstreben aufweist, die über elastische Verbindungsmittel an den Flanken angeordnet sind, wodurch eine aus einer Richtung über eine biegeelastische Flanke auf die Querstreben der mindestens einen Gerüststruktur wirkende Kraft, eine ausgleichende autoreaktive Verformung der mindestens einen Gerüststruktur an einer anderen Stelle in entgegengesetzter Richtung bewirkt, wobei wenigstens ein Aktuator vorgesehen ist, welcher unter Erzeugung einer Krafteinwirkung auf wenigstens eine der Flanken wirkt.
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Dadurch, dass wenigstens ein Aktuator vorgesehen ist, welcher unter Erzeugung einer Krafteinwirkung auf wenigstens eine der Flanken wirkt, kann das Stellglied nicht nur durch äußere, eine ausgleichende autoreaktive Verformung herbeiführende, Krafteinwirkung verstellt werden, sondern ebenfalls mit einer gewünschten Voreinstellung gesteuert werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, werden nachfolgend beschrieben und sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Aktuator kann ein elektrischer Motor sein. Der Aktuator kann abtriebsseitig des Motors ein Getriebe aufweisen. Der Aktuator kann abtriebsseitig eine Welle aufweisen. Der Aktuator kann abtriebsseitig auf ein erstes Ende eines Hebels wirken. Hierbei kann das erste Ende des Hebels mit der Welle, insbesondere drehfest, verbunden sein. Die Welle kann verzahnt sein. Ein auf die Welle aufgestecktes erstes Ende des Hebels kann eine entsprechende Gegenverzahnung aufweisen. Ein zweites Ende des Hebels kann mit einem Anbindungspunkt einer Flanke der Gerüststruktur wirkverbunden sein.
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Der Aktuator kann ein elektrisch steuerbarer Formgedächtnisaktuator sein. Der Aktuator kann einen Draht aus einer Formgedächtnislegierung aufweisen. Der Draht kann mäanderförmig zwischen einem ersten Anbindungspunkt und einem zweiten Anbindungspunkt verlaufen.
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Der Aktuator kann spielfrei auf die Gerüststruktur wirken. Der Aktuator kann eine Freilauffunktion aufweisen. Der Aktuator kann einstellbar sein. Der Aktuator kann stufenlos einstellbar sein.
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Wenigstens an einer Flanke der Gerüststruktur kann ein Vorsprung zur Befestigung an einem strukturellen Rahmen oder einer Schale des Fahrzeugsitzes vorgesehen sein. Der Vorsprung kann in eine kooperierende Öffnung des strukturellen Rahmens oder der Schale des Fahrzeugsitzes einführbar sein. Der Vorsprung kann in eine kooperierende Öffnung des strukturellen Rahmens oder der Schale des Fahrzeugsitzes einclipsbar sein.
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Das Stellglied kann angeordnet sein, in einer Kopfstütze des Fahrzeugsitzes oder einer Seitenwange eines Sitzkissens des Fahrzeugsitzes oder einer Seitenwange einer Lehne des Fahrzeugsitzes oder einem mittigen Bereich eines Sitzkissens des Fahrzeugsitzes oder einem mittigen Bereich einer Lehne des Fahrzeugsitzes.
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Figuren und Ausführungsformen der Erfindung
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Bevor nachfolgend Ausgestaltungen der Erfindung eingehender an Hand von Zeichnungen beschrieben werden, ist zunächst festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Komponenten oder die beschriebenen Verfahrensschritte beschränkt ist. Weiterhin stellt auch die verwendete Terminologie keine Einschränkung dar, sondern hat lediglich beispielhaften Charakter. Soweit nachfolgend in der Beschreibung und den Ansprüchen der Singular verwendet wird ist dabei jeweils der Plural mitumfasst, soweit der Kontext dies nicht explizit ausschließt.
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Im Folgenden ist die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes,
- 2: eine schematische Darstellung eines Stellglieds gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 3: eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in 2,
- 4: eine weitere Darstellung des Stellglieds gemäß 2,
- 5: eine schematische Darstellung eines Stellglieds gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 6: eine Schnittdarstellung entlang der Linie VI-VI in 5,
- 7: eine schematische Darstellung eine Lehne des Fahrzeugsitzes von 1,
- 8: eine schematische Darstellung eines Sitzkissens des Fahrzeugsitzes von 1 und
- 9: eine schematische Darstellung eines Horizontalschnittes einer Lehne des Fahrzeugsitzes von 1.
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Ein in 1 schematisch dargestellter Fahrzeugsitz 1 wird nachfolgend unter Verwendung von drei senkrecht zueinander verlaufenden Raumrichtungen beschrieben. Eine Längsrichtung x verläuft bei einem im Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsitz 1 weitgehend horizontal und vorzugsweise parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung, die der gewöhnlichen Fahrtrichtung des Fahrzeuges entspricht. Eine zu der Längsrichtung x senkrecht verlaufende Querrichtung y ist im Fahrzeug ebenfalls horizontal ausgerichtet und verläuft parallel zu einer Fahrzeugquerrichtung. Eine Vertikalrichtung z verläuft senkrecht zu der Längsrichtung x und senkrecht zu der Querrichtung y. Bei einem im Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsitz 1 verläuft die Vertikalrichtung z parallel zu der Fahrzeughochachse.
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Die verwendeten Positions- und Richtungsangaben, wie beispielsweise vorne, hinten, oben und unten beziehen sich auf eine Blickrichtung eines im Fahrzeugsitz 1 sitzenden Insassen in normaler Sitzposition, wobei der Fahrzeugsitz 1 im Fahrzeug eingebaut, in einer zur Personenbeförderung geeigneten Gebrauchsposition mit aufrecht stehender Lehne 4 und wie üblich in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Der erfindungsgemäße Fahrzeugsitz 1 kann jedoch auch in abweichender Ausrichtung, beispielsweise quer zur Fahrtrichtung verbaut werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Stellglieds 10 des Fahrzeugsitzes 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Stellglied 10 weist mindestens eine Gerüststruktur 12 auf, wobei diese mindestens eine Gerüststruktur 12 biegeelastische Flanken 14 und zwischen den Flanken 14 liegende auslenkbare Querstreben 16 aufweist, die über elastische Verbindungsmittel 18 an den Flanken 14 angeordnet sind. Die Gerüststruktur 12 des Stellglieds 10 ist bevorzugt aus einem Kunststoff gefertigt. Die Verbindungsmittel 18 zwischen den Querstreben 16 und den Flanken 14 sind bevorzugt in Form von Filmscharnieren ausgestaltet.
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Wenigstens an einer Flanke 14 ist ein Vorsprung 60 zur Befestigung des Stellglieds 10 an einem strukturellen Rahmen oder einer Schale des Fahrzeugsitzes 1 vorgesehen. Der strukturellen Rahmen oder einer Schale des Fahrzeugsitzes 1 weist hierzu eine Öffnung 61 auf. Es ist ferner wenigstens ein Aktuator 20 vorgesehen, welcher unter Erzeugung einer Krafteinwirkung auf wenigstens eine der Flanken 14 wirkt. Der Aktuator 20 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein elektrischer Motor 30.
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3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in 2. Der Aktuator 20 weist abtriebsseitig des Motors 30 ein Getriebe 32 auf. Das Getriebe 32 ist bevorzugt ein Untersetzungsgetriebe. Der Aktuator 20, insbesondere das Getriebe 32, weist abtriebsseitig eine Welle 34 auf. Der Aktuator 20, insbesondere das Getriebe 32, wirkt abtriebsseitig, insbesondere mittels der Welle 34, auf ein erstes Ende 36a eines Hebels 36. Ein zweites Ende 36b des Hebels 36 des Aktuators 20 ist mit einem ersten Anbindungspunkt 22 einer der beiden Flanken 14 wirkverbunden.
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4 zeigt eine weitere Darstellung des Stellglieds 10 des ersten Ausführungsbeispiels. Eine aus einer Richtung über eine biegeelastische Flanke 14 auf die Querstreben 16 der mindestens einen Gerüststruktur 12 wirkende Kraft, bewirkt eine ausgleichende gestrichelt dargestellte autoreaktive Verformung der mindestens einen Gerüststruktur 12 an einer anderen Stelle in entgegengesetzter Richtung.
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5 zeigt ein Stellglied 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei der Aktuator 20 ein elektrisch steuerbarer Formgedächtnisaktuator 50 ist. In 6 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie VI-VI in 5 gezeigt. Der Aktuator 20 weist einen Draht 52 aus einer Formgedächtnislegierung auf. Der Draht 52 ist zwischen einem ersten Anbindungspunkt 22 und einem zweiten Anbindungspunkt 24 mäanderförmig verlaufend angeordnet. Hierbei wird der Draht 52 an dem jeweiligen ersten Anbindungspunkt 22 in entsprechenden ersten Umlenkpunkten 54 und dem zweiten Anbindungspunkt 24 in entsprechenden zweiten Umlenkpunkten 56 umgelenkt. Wenn der Draht 52 aus Formgedächtnislegierung beispielsweise einer elektrischen Spannung ausgesetzt ist, wird der Draht 52 zu einer Änderung seiner Länge angeregt. Dabei werden der erste Anbindungspunkt 22 und der zweite Anbindungspunkt 24 entsprechend aufeinander zu oder voneinander weg bewegt. Hierdurch ist ein Abstand a zwischen dem ersten Anbindungspunkt 22 und dem zweiten Anbindungspunkt 24 einstellbar und folglich das Stellglied 10 einstellbar.
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7 zeigt eine schematische Darstellung einer Lehne 4 des Fahrzeugsitzes 1 von 1, wobei das Stellglied 10 in einer Seitenwange 4a der Lehne 4 des Fahrzeugsitzes 1 oder einem mittigen Bereich 4b der Lehne 4 des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet ist. Das Stellglied 10 kann als Lordosenstütze ausgestaltet sein. Das Stellglied 10 kann in einem in Vertikalrichtung z oberen Bereich der Lehne 4 angeordnet sein und zur Einstellung eines Polsters in einem Schulterbereich 4c eines Insassen des Fahrzeugsitzes 1 eingerichtet sein.
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8 zeigt eine schematische Darstellung eines Sitzkissens 2 des Fahrzeugsitzes 1 von 1, wobei das Stellglied 10 in einer Seitenwange 2a des Sitzkissens 2 des Fahrzeugsitzes 1 oder einem mittigen Bereich 2b des Sitzkissens 2 des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet ist. Hierbei kann das Stellglied 10 zur Einstellung einer Seitenwange 2a des Sitzkissens 2 dienen. Ferner kann das Stellglied 10 in dem mittigen Bereich 2b des Sitzkissens 2 ein Polster im mittigen Bereich 2b erhöhen, so dass ein linkes und rechtes Bein des Insassen des Fahrzeugsitzes 1 jeweils in Richtung der äußeren Seitenwangen 2a gestützt wird. Darüber hinaus kann das Stellglied 10 ebenfalls in einem hinteren Bereich des Sitzkissens 2, insbesondere in einem Gesäßbereich 2c, angeordnet sein.
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9 zeigt eine schematische Darstellung eines Horizontalschnittes einer Kopfstütze 6 des Fahrzeugsitzes 1 von 1, wobei das Stellglied 10 in der Kopfstütze 6 des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet ist. Im Falle eines Stellglieds 10 in der Kopfstütze 6 kann das Stellglied 10 crashreaktiv ausgestaltet sein. Mittels des Aktuators 20 kann das Stellglied 10 ferner mit einer Vorspannung versehen sein, so dass eine Festigkeit der Kopfstütze 6 einstellbar ist. In 9 ist ferner gezeigt, dass eine auf das Stellglied 10 ausgeübte Kraft in Kraftrichtung F über eine biegeelastische Flanke 14 auf die Querstreben 16 der Gerüststruktur 12 wirkt und diese Kraft eine gestrichelt dargestellte, ausgleichende autoreaktive Verformung der Gerüststruktur 12 an den äußeren Spitzen in einer im Wesentlichen entgegengesetzten Bewegungsrichtung S bewirkt.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
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Obwohl die Erfindung in den Zeichnungen und der vorausgegangenen Darstellung im Detail beschrieben wurde, sind die Darstellungen illustrativ und beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Insbesondere ist die Wahl der zeichnerisch dargestellten Proportionen der einzelnen Elemente nicht als erforderlich oder beschränkend auszulegen. Weiterhin ist die Erfindung insbesondere nicht auf die erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Varianten der Erfindung und ihre Ausführung ergeben sich für den Fachmann aus der vorangegangenen Offenbarung, den Figuren und den Ansprüchen.
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In den Ansprüchen verwendete Begriffe wie „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“, „enthalten“ und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Einrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen genannten Einheiten bzw. Einrichtungen ausführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsitz
- 2
- Sitzkissen
- 2a
- Seitenwange
- 2b
- mittlerer Bereich
- 2c
- Gesäßbereich
- 4
- Lehne
- 4a
- Seitenwange
- 4b
- mittlerer Bereich
- 4c
- Schulterbereich
- 6
- Kopfstütze
- 10
- Stellglied
- 12
- Gerüststruktur
- 14
- Flanke
- 16
- Querstrebe
- 18
- Verbindungsmittel
- 20
- Aktuator
- 22
- erster Anbindungspunkt
- 24
- zweiter Anbindungspunkt
- 30
- Motor
- 32
- Getriebe
- 34
- Welle
- 36
- Hebel
- 36a
- erstes Ende
- 36b
- zweites Ende
- 50
- Formgedächtnisaktuator
- 52
- Draht
- 54
- erster Umlenkpunkt
- 56
- zweiter Umlenkpunkt
- 60
- Vorsprung
- 61
- Öffnung
- a
- Abstand
- F
- Kraftrichtung
- S
- Bewegungsrichtung
- x
- Längsrichtung
- y
- Querrichtung
- z
- Vertikalrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1040999 A2 [0002]
- DE 102005054125 B3 [0005, 0007]
- DE 102009033883 A1 [0006]
- DE 102012020049 A1 [0008]
- DE 102011016959 A1 [0008]
- DE 102011114622 A1 [0008]
