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1. Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine justierbare Lordosenstütze, insbesondere
zur Verwendung in einem Autositz.
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2. Der Stand der Technik
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Lordosenstützen dienen
zur anatomischen Unterstützung
der Wirbelsäule
des Sitzenden. Hierzu wird im unteren Bereich der Lehne eines Sitzes
eine Wölbung
nach vorne vorgesehen, die die Wirbel des Rückgrats im Lendenbereich unterstützt. Solche Stützen finden
insbesondere in Sitzen Verwendung, an die aufgrund von lang andauernder
Benutzung im Hinblick auf den Komfort und die Ergonomie besonders
hohe Anforderungen gestellt werden, wie z. B. Autositze oder auch
Bürostühle. Da
die anatomischen Gegebenheiten individuell verschieden sind, ist
es notwendig, die Wölbung
der Lordosenstütze
an den jeweiligen Benutzer anzupassen.
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Justierbare
Lordosenstützen
nach dem Stand der Technik (vergl. 7) weisen
dazu eine Justiereinrichtung 115 auf, die im unteren Teil
eines Rahmens 110 aufgehängt ist. Die Justiereinrichtung 115 umfasst
ein flächiges
Kunststoffteil 120 und einen Seilzug 140, der
in der Hilfe des flächigen
Kunststoffteils 120 verläuft. Durch die Betätigung des
Seilzuges kann das Kunststoffteil einstellbar in eine gewölbte Form
gebracht werden. Wenn der Rahmen 110 zusammen mit der Justiereinrichtung 115 unter der
Polsterung in der Lehne des Sitzes angeordnet wird, bringt die Wölbung des
Kunststoffteils die Lehne des Sitzes in die gewünschte Form. Mit den Zungen 130,
die seitlich von dem flächigen
Kunststoffteil 120 ab stehen, ist beabsichtigt, die Wölbung auch
auf die seitlichen Außenbereiche
des Sitzes zu übertragen.
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Bei
diesen Konstruktionen ergeben sich jedoch die folgenden Nachteile:
Um das flächige Kunststoffteil 120 in
die gewünschte
Wölbung
zu bringen muss es hinreichend flexibel und biegsam sein. Da der
Seilzug 140 zur Justage in vorbekannten Lordosenstützen nur
im mittleren Bereich des Kunststoffteils 120 angreift,
führt die
hohe Flexibilität
dieses Bauteils jedoch dazu, dass die Wölbung in den Außenbereichen
des Sitzes instabil wird. Auch die genannten Zungen 130 des
flächigen
Kunststoffteils 120 gewährleisten
keine zuverlässige
Formgebung der Rückenlehne.
Die gewünschte
anatomische Anpassung wird damit nur im mittleren Bereich der Lehne
erreicht.
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Die
in vertikaler Richtung gleichmäßige Biegsamkeit
des flächigen
Kunststoffteils 120 führt
ferner dazu, dass nur eine Wölbung
in Form eines Kreisbogens mit einstellbarem, aber über den
Verlauf des Kreisbogens konstantem Kurvenradius möglich ist. Eine
genaue Anpassung zur Unterstützung
der Wirbel des Rückgrats
verlangt jedoch eine komplexere Formgebung, bei der sich der Krümmungsradius über den
Verlauf der Wölbung ändert. Schließlich führen insbesondere
die hohen Belastungen, denen ein Autositz ausgesetzt ist, dazu,
dass das Kunststoffteil 120 im Laufe der Zeit spröde und brüchig wird.
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Die
DE 43 14 325 C2 offenbart
eine Vorrichtung für
die Höhenverstellung
und/oder Wölbungsverstellung
eines biegeelastischen Stützelementes für die Lordosenwirbel
eines Sitzenden. Diese Vorrichtung ist im Rahmen einer Rückenlehne
eines Sitzes angeordnet, wobei die Vorrichtung für die Höhenverstellung und/oder Wölbungsverstellung
ein Getriebe und einen entsprechenden Antrieb aufweist. Die Lordosenstütze besteht
aus elastisch biegbaren Biegeelementen, die aus Kunststoff oder
Blech bestehen.
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Die
DE 42 20 995 A1 offenbart
ebenfalls eine Lordosenstütze
für Rückenlehnen.
Das beweglich angeordnete Wölbelement
besteht aus elastisch biegbaren streifenförmigen Elementen, die mit beabstandeten
Stützelementen
verbunden sind. Das Wölbelement
besteht aus Metall oder einem Material, das beliebige elastische
Eigenschaften aufweist, wie beispielsweise Kunststoff mit oder ohne
Versteifungen.
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Die
AT 396 734 B beschreibt
eine Lordosenstütze
mit mindestens zwei vertikal verlaufenden Biegeelementen und senkrecht
zu diesen angeordneten, mit ihnen verbundenen Stützelementen. Die Biegeelemente
werden durch Druckstäbe
gebildet, die mit Hilfe eines als Stange ausgebildeten Zugelements
gewölbt
werden. Die Biegeelemente in der Form eines Druckstabes haben den
Nachteil, dass sie in gewölbtem
Zustand zu starr sind, um punktuelle Belastungen des Rückgrats
mit der gebotenen Elastizität
abzufangen. Diese Belastungen treten beispielsweise beim Durchfahren
eines Schlagloches auf und müssen
in Fahrzeugsitzen durch aufwändige Polsterungen
ausgeglichen werden. Zudem führt
im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeuges die Überbelastung der Druckstäbe zu einem
Brechen und/oder Splitter des verwendeten Materials. Daraus resultieren
erhebliche Gefahren, weil die Lordosenstütze in unmittelbarer Nähe des empfindlichen
Rückenbereichs
der Fahrzeuginsassen angeordnet ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde,
eine Lordosenstütze bereitzustellen,
die einerseits in gewölbtem
Zustand eine hinreichende Flexibilität aufweist, um auftretende
Belastungen elastisch abzufedern, und die bei einer Verwendung in
einem Autositz im Falle eines Unfalls des Fahrzeuges keine Gefahrenquelle
für die Fahrzeuginsassen
darstellt.
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3. Zusammenfassung der Erfindung
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Das
obige Problem wird durch eine justierbare Lordosenstütze gemäß dem unabhängigen Patentanspruch
1 gelöst.
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Die
justierbare Lordosenstütze,
insbesondere zur Verwendung in einem Autositz, umfasst mindestens
ein Biegeelement, eine Vielzahl von Stützelementen, die im Wesentlichen
senkrecht zu dem mindestens einen Biegeelement angeordnet und mit diesem
verbunden sind, ein Betätigungselement,
das so angeordnet ist, dass seine Betätigung zu einer Biegung des
mindestens einen Biegeelements führt, wobei
das mindestens eine Biegeelement eine Spiralfeder umfasst.
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Die
konstruktive Unterteilung in Biege- und Stützelemente ermöglicht einerseits
durch die Wahl einer geeigneten Steifigkeit des mindestens einen Biegeelements über den
gesamten Verlauf der Lehne eine optimale Anpassung an den Verlauf
der Wirbel im unteren Bereich des Rückgrats. Die senkrecht zum
Biegeelement angeordneten Stützelemente übertragen
andererseits die Formung des Biegeelements auf die gesamte Breite
der Lehne und führen damit
auch in den Außenbereichen
des Sitzes zu der gewünschten
Wölbung.
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Bevorzugt
weist die erfindungsgemäße justierbare
Lordosenstütze
zwei parallele, senkrecht verlaufende Biegeelemente auf und die
Vielzahl der Stützelemente
besteht bevorzugt aus lattenartigen Elementen bzw. Latten, die zusammen
mit den zwei Biegeelementen zu einem biegsamen Gerüst verbunden
sind. Die beiden Biegeelemente werden aus zwei Spiralfedern gebildet,
die wesensgemäß mit einem
Rückstellmoment
versehen sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
die nicht zur Erfindung gehört,
werden die zwei Biegeelemente aus gelenkig verbundenen Stäben gebildet. Hier
kann die Rückstellung
durch Bereitstellen eines Push-Pull-Kabels als Betätigungselement
erfolgen.
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Vorzugsweise
sind um oder an den Biegeelementen Versteifungselemente angeordnet,
um die Form der Biegung der Biegeelemente zu beeinflussen. Zur Justierung
ist vorzugsweise auf der obersten Latte das Ende des Betätigungselements
in Form eines Seilzugs und vorzugsweise auf der untersten Latte
die Hülle
des Seilzugs befestigt, so dass eine Betätigung des Seilzugs dazu führt, dass
sich unter Biegung der beiden Biegeelemente die oberste und die
unterste Latte aufeinander zu bewegen. Der Seilzug wird dabei bevorzugt
entweder manuell oder durch einen Elektromotor betätigt.
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Die
justierbare Lordosenstütze
umfasst ferner bevorzugt einen Rahmen, in dessen unterem Bereich
die zwei Biegeelemente und die fünf
Latten flexibel aufgehängt
sind. Die oberste und die unterste Latte sind dabei vorzugsweise
an elastischen Bändern
aufgehängt,
die quer über
den Rahmen gespannt sind.
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4. Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung wird eine derzeit bevorzugte
Ausführungsforme
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben,
in der zeigt:
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1 eine
Aufsicht auf die Lordosenstütze gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Schnitt entlang der Linie A-A in 1;
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3 ein
Schnitt entlang der Linie B-B in 1;
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4 eine
Aufsicht auf eine Lordosenstütze, die
nicht zur der vorliegenden Erfindung gehört;
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5 ein
Schnitt entlang der Linie A-A in 4;
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6 ein
Schnitt entlang der Linie B-B in 4;
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7 eine
Lordosenstütze
nach dem Stand der Technik.
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5. Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf 1 umfasst die Lordosenstütze vorzugsweise
einen äußeren Rahmen 10 und
eine Justiereinrichtung 15 zur einstellbaren Wölbung der
Lordosenstütze,
die im unteren Bereich des Rahmens 10 flexibel aufgehängt ist.
Der Rahmen 10, der aus zwei Stäben gebildet wird, die durch
mehrere elastische Bänder 11 miteinander
verbunden sind, wird gemeinsam mit der Justiereinrichtung 15 unter
die Polsterung der Rückenlehne
des Sitzes, insbesondere eine Autositzes, montiert (nicht dargestellt),
um die Polsterung zu unterstützen
und einstellbar in die gewünschte
Form zu bringen. Die beiden Stäbe
des Rahmens sind vorzugsweise über kurze
Spiralfedern (nicht dargestellt) am äußeren Rahmen (nicht dargestellt)
des Sitzes befestigt.
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In
der Justiereinrichtung 15 sind bevorzugt zwei Biegeelemente 20 und
bevorzugt fünf
Stützelemente
in der Form von Latten 30 vorgesehen, die zu einem in vertikaler
Richtung biegsamen Gerüst
miteinander verbunden sind. Denkbar sind jedoch auch andere Anzahlen
von Biegeelementen und Latten. Die beiden Biegeelemente 20 sind
dabei bevorzugt parallel zueinander in vertikaler Richtung angeordnet und
werden durch die horizontal angebrachten Latten 30 miteinander
verbunden. In der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
werden die beiden Biegeelemente 20 bevorzugt durch runde Spiralfedern
gebildet, die vorzugsweise zum Korrosionsschutz mit Kunststoff (nicht
dargestellt) ummantelt werden. Die Latten 30 erstrecken
sich fast vollständig über die
gesamte Breite des Rahmens 10 und haben eine leichte V-Form
(vergl. 2), um dem Sitz, in den die
Lordosenstütze
eingebaut wird, eine leicht schalenförmige Form zu geben. Die Verbindung
zwischen den Latten 30 und den Biegeelementen 20 erfolgt
bevorzugt durch im wesentlichen halbkreisförmige Verbindungselemente 25 (vergl. 2),
die die runden Spiralfedern 20 umfassen und auf deren flacher
Oberseite die Latten 30 befestigt sind. Die Latten 30 können entweder
aus Holz bestehen (in die sem Fall werden die vorzugsweise aus Kunststoff
bestehenden Verbindungselemente aufgeschraubt oder aufgeclipst),
oder aus Kunststoff (in diesem Fall können die Verbindungselemente
integral an die Latten angeformt sein).
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Auf
der obersten Latte ist bevorzugt in der Mitte eine erste Endplatte 31 befestigt,
auf der ein Anschlusselement 42 angebracht ist, an dem
das Ende des Betätigungselements 40 in
Form eines Seilzuges 40 befestigt ist. Die Befestigung
des Seilzuges 40 am Anschlusselement erfolgt bevorzugt durch
Klemmschrauben, Verschweißung,
o. ä. Vorzugsweise
in der Mitte einer zweiten Endplatte 32, die sich auf der
untersten Latte befindet, ist ein länglicher Träger 43 montiert, der
sich von dort bis etwa zur mittleren Latte erstreckt. Auf diesem
Träger 43 ist das
Ende der Hülle 41 des
Seilzuges 40 befestigt.
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Eine
Ziehen am Seilzug 40 führt
dazu, dass sich die Endplatte 31 auf der obersten Latte
und die Endplatte 32 auf der untersten Platte aufeinander
zu bewegen (vergleiche waagrechten Doppelpfeil in 3).
Dies ist nur dann möglich,
wenn sich gleichzeitig die beiden Biegeelemente 20 bogenförmig aus der
Ebene des Rahmens 10 biegen (vergleiche senkrechten Pfeil
in 3). Durch die senkrecht zu den Biegeelementen 20 angebrachten
Latten 30 entsteht so eine tonnengewölbeartige Wölbung über dem gesamten unteren Bereich
des Rahmens. Der an seinem unteren Ende an der zweiten Endplatte 42 flexibel
befestigte Träger 43 sowie
der Seilzug 40 verbleiben dabei in der Ebene des Rahmens.
Begrenzt wird die maximale Wölbung
durch das in der Ausgangsposition in etwa bei der mittleren Latte
liegende Ende der Hülle 41 des
Seilzuges 40.
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Der
Seilzug 40 kann entweder manuell oder elektrisch betätigt werden.
Die manuelle Einstellung lässt
sich beispielsweise durch ein drehbares Einstellrad an der Seite
des Sitzes realisieren, das eine Achse dreht, auf die der Seilzug 40 aufgerollt
wird (nicht dargestellt). Bei der elektrischen Betätigung übernimmt
diese Funktion ein Elektromotor (nicht dargestellt).
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Um
eine Wölbung
zu erreichen, die von der Form eines Kreisbogens abweicht und damit
besser den anatomischen Anforderungen zur Unterstützung des
Rückgrats
angepasst werden kann, wird die Biegsamkeit der beiden Biegeelemente 20 vorzugsweise
durch Versteifungselemente 26 in einzelnen Bereichen verringert.
So führt
die bevorzugte Anordnung von insgesamt vier Versteifungselementen 26 zwischen
den beiden oberen und den beiden unteren Latten (vergl. 1)
dazu, dass der Krümmungsradius
im mittleren Bereich der Wölbung
geringer ausfällt als
in den oberen und unteren Randbereichen. Ist eine andere Modifizierung
der Wölbung
gewünscht, werden
die Versteifungselemente 26 in entsprechenden Bereichen
der zwei Biegeelemente 20 angebracht.
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Die
in den 4 bis 6 gezeigte, nicht zur Erfindung
gehörende
Lordosenstütze
unterscheidet sich von der bisher beschriebenen Ausführungsform
im wesentlichen durch die Ausbildung der Biegeelemente 20.
Einander entsprechende Elemente sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Anstelle von Spiralfedern werden hier mehrere kurze Stäbe 20' verwendet,
die über
Gelenke 21 miteinander verbunden sind (vergl. 6).
Die Wölbung der
Lordosenstütze
wird hier dadurch erreicht, dass die einzelnen kurzen Stäbe 20' über die
verbindenden Gelenke 21 jeweils zueinander verkippt werden. Insgesamt
wird damit näherungsweise
ein Bogen geformt. Da in diesem Fall kein elastisches Verbiegen stattfindet,
sind die Beanspruchungen an das Material der Biegeelemente 20' geringer. Die
gelenkig miteinander verbundenen Stäbe 20' üben jedoch im Gegensatz zu
den Spiralfedern 20 selbst keine Rückstellkraft aus, so dass anstelle
eines einfachen Seilzugs 40, der nur Zugkräfte übertragen
kann, ein stabileres "Push-Pull-Kabel" 40' verwendet wird,
das auch Schubkräfte übertragen
kann. Damit wird durch Auseinanderschieben der obersten und der
untersten Latten 30 die gewölbte Lordosenstütze wieder
in eine gerade Ausgangsposition zurückgebracht.
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Um
ein möglichst
geringes Gewicht der Lordosenstütze
zu erreichen, sind fast alle oben beschriebenen Bauteile einschließlich der
Latten 30 vorzugsweise aus einem stabilen Kunststoff, bevorzugt
Polyamid Nr. 6 gefertigt. Lediglich die Spiralfe dern 20,
die erheblichen Biegebeanspruchungen unterliegen, sind bevorzugt
aus Metall (vorzugsweise Federstahl) gefertigt. Für den Seilzug 40 bzw.
das Push-Pull-Kabel 40' wird ein Drahtseil
verwendet und für
die Hülle 41 ein
mit Polypropylen überzogenes Spiralkabel.