WO2019219749A1

WO2019219749A1 - Verstellvorrichtung mit verzahnungssteuerung

Info

Publication number: WO2019219749A1
Application number: PCT/EP2019/062486
Authority: WO
Inventors: Marcus SCHMOLINSKY; Steven KANNGIESSER
Original assignee: Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2019-11-21
Also published as: DE102018207637B4; DE102018207637A1

Abstract

Eine Verstellvorrichtung (1), insbesondere für einen Fahrzeugsitz (2), zum Verstellen einer ersten Komponente (21) relativ zu einer zweiten Komponente (20) umfasst zwei Elemente (10.1-10.6, 11), von denen eines an der ersten Komponente (21) und das andere an der zweiten Komponente (20) angeordnet ist, und die miteinander in Eingriff stehende Verzahnungen (101, 111) aufweisen. Dabei ist eine Halteeinrichtung (12.1-12.6) vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, eines der Elemente (10.1-10.6, 11) bei einer darauf einwirkenden Kraft (F) bis zu einer vorgegebenen Maximalkraft in einer Ausgangslage (L1) an der entsprechenden Komponente (20, 21) zu fixieren und bei Überschreiten der Maximalkraft freizugeben, sodass das Element (10.1-10.6, 11) derart durch eine Führungseinrichtung (13.1-13.7) von der Ausgangslage (L1) in eine ausgelenkte Lage (L2) führbar ist, dass die Verzahnungen (101, 111) der Elemente (10.1-10.6, 11) tiefer in Eingriff miteinander gedrängt werden. So kann eine sichere Verstellvorrichtung mit möglichst niedrigem Gewicht bereitgestellt werden.

Description

Verstellvorrichtung mit Verzahnungssteuerung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Fahrzeugsitz.

Eine solche Verstellvorrichtung, insbesondere für einen Fahrzeugsitz, dient zum Verstellen einer ersten Komponente relativ zu einer zweiten Komponente. Bei den Komponenten handelt es sich z.B. um Sitzkomponenten des Fahrzeugsitzes. Die Verstellvorrichtung umfasst zwei relativ zueinander bewegbare Elemente. Eines der Elemente ist an der ersten Komponente angeordnet, insbesondere gelagert, das andere der Elemente ist an der zweiten Komponente angeordnet, insbesondere gelagert. Beide Elemente weisen jeweils eine Verzahnung auf, wobei die Elemente so angeordnet sind, dass die Verzahnungen miteinander in Eingriff stehen.

Eine derartige Verstellvorrichtung in Form einer Höhenverstellvorrichtung eines Fahrzeugsitzes ist in der DE 10 2010 063 972 A1 beschrieben. Um im Fall eines Fahrzeugcrashs kinetische Energie abbauen zu können, ist in der DE 10 2014 217 506 A1 ein Deformationselement beschrieben, das in eine Sitzverstellvorrichtung, insbesondere eine Sitzhöhenverstellung, integriert ist.

Im Falle großer dynamischer oder statischer Lasten auf die Verstellvorrichtung, z.B. infolge eines Fahrzeugunfalls, können Kräfte auf die Verzahnungen der beiden Elemente wirken, die die in einem Normalgebrauch der Verstellvorrichtung wirkenden Kräfte weit übersteigen können. Diese Kräfte können zu elastischen oder plastischen Deformationen der beiden Elemente führen. Hierdurch können die Verzahnungen zumindest teilweise außer Eingriff geraten. Infolgedessen könnten die Verzahnungen aneinander durchrutschen. Auch wäre es möglich, dass Zähne der Verzahnungen durch einen weniger tiefen Eingriff der Verzahnungen brechen, z.B. durch zu nah an einem Zahnkopf auf einen Zahn einwirkende hohe Kräfte. Hierdurch könnte die Verstellvorrichtung unbeabsichtigt und ruckartig über einen großen Verstellbereich verstellt werden. Um eine sichere Verstellvorrichtung bereitzustellen, die dies verhindert, können die beiden Elemente entsprechend massiv ausgeführt werden, was sich allerdings in einem großen Gewicht niederschlagen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sichere Verstellvorrichtung mit möglichst niedrigem Gewicht bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Danach umfasst die Verstellvorrichtung eine Halteeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eines der beiden Elemente bei einer auf dieses Element einwirkenden Kraft bis zu einer vorgegebenen Maximalkraft in einer Ausgangslage (an der entsprechenden Komponente, an der das Element angeordnet ist) zu fixieren und bei Überschreiten dieser Maximalkraft freizugeben, sodass das Element infolge der darauf einwirkenden Kraft derart durch eine Führungseinrichtung von der Ausgangslage in eine ausgelenkte Lage führbar ist, dass die Verzahnungen der beiden Elemente tiefer in Eingriff miteinander gedrängt werden.

Die Führungseinrichtung bewirkt somit eine (gezielte) Bewegung eines der beiden verzahnten Elemente relativ zu dem anderen der beiden Elemente, und zwar so, dass der Eingriff deren Verzahnungen gesichert wird. Hierdurch können die miteinander in Eingriff stehenden Elemente größere Kräfte aufeinander übertragen, ohne durchzurutschen oder anderweitig zu versagen. Einem Trennen der Verzahnungen wird somit aktiv entgegengewirkt. Somit ist eine besonders sichere Verstellvorrichtung möglich, die gleichzeitig mit einem geringeren Materialeinsatz und somit einem niedrigeren Gewicht herstellbar ist.

Durch die Verlagerung des Elements von der Ausgangslage in die ausgelenkte Lage wird das Element an der dieses Element lagernden Komponente hin zum anderen Element verschoben. Die Führungseinrichtung dient somit als (aktive) Verzahnungssteuerung.

In einer Ausgestaltung ist die Verstellvorrichtung eine Sitzhöhen-Verstellvorrichtung zur Einstellung einer Sitzhöhe eines Fahrzeugsitzes. Bei den beiden Komponenten handelt es sich z.B. um Sitzkomponenten.

Zum Beispiel ist eines der Elemente als ein Zahnsegment ausgebildet. Das andere der Elemente kann als Ritzel ausgebildet sein. Das Ritzel und das Zahnsegment sind so angeordnet, dass das Ritzel am Zahnsegment abrollen kann, um die beiden Komponenten (und damit verbundene Bauteile) relativ zueinander zu verstellen.

Die Verzahnung des mittels der Führungseinrichtung führbaren Elements kann mehrere entlang zumindest eines Abschnitts eines Kreises angeordnete Zähne aufweisen, wobei bei einer Bewegung dieses Elements von der Ausgangslage in die ausgelenkte Lage zumindest ein Teil der Zähne in einer Richtung schräg zur Umfangsrichtung (jeweils am Ort dieser Zähne) des Abschnitts des Kreises bewegt wird. Auf diese Weise kann der Eingriff der Verzahnungen durch die einwirkende Kraft selbst verstärkt werden.

Die erste Komponente ist z.B. eine Basis eines Fahrzeugsitzes und die zweite Komponente ein Stützteil des Fahrzeugsitzes. Dabei kann sich das Stützteil über die Verstellvorrichtung an der Basis abstützen. Beispielsweise ist ein Sitzteil des Fahrzeugsitzes über das Stützteil und die Verstellvorrichtung an der Basis abgestützt.

Die Führungseinrichtung weist optional zumindest eine Kulissenführung auf. Die Kulissenführung umfasst z.B. zumindest ein Langloch. Hierdurch ist eine sichere Führung des geführten Elements möglich. Zudem kann durch die Kulissenführung eine von einer Geraden und/oder einem Kreis abweichende Leitkurve vorgegeben werden. So kann eine besonders wirkungsvolle Bewegung des führbaren Elements erzielt werden. Die zumindest eine Kulisse, insbesondere das zumindest eine Langloch, ist z.B. am mittels der Führungseinrichtung führbaren Element ausgebildet.

Die Kulisse, insbesondere das Langloch, weist zwei längsseitige Enden auf. Dabei kann ein längsseitiges Ende näher an der Verzahnung des mittels der Führungseinrichtung führbaren Elements angeordnet sein als das andere längsseitige Ende. Die so ausgerichtete Führungsbahn kann einen tiefen Eingriff der Verzahnungen der Elemente infolge der Belastung bewirken.

Die Führungseinrichtung weist optional zumindest ein Halteelement auf, welches das zumindest eine Langloch des Elements durchgreift und an der entsprechenden Komponente befestigt ist, an der das Element gelagert ist. Hierdurch ist eine besonders einfache und sichere Führung des Elements möglich.

Die Führungseinrichtung kann optional eine Schwenkverbindung umfassen, die so ausgebildet ist, dass das mittels der Führungseinrichtung führbare Element an der dieses Element lagernden Komponente zwischen der Ausgangslage und der ausgelenkten Lage schwenkbar angelenkt ist.

Die Halteeinrichtung umfasst z.B. zumindest ein Sollbruchelement, das bei Überschreiten der vorgegebenen Maximalkraft bricht, z.B. in Form eines Positionierstifts. Die Maximalkraft ist durch die Auswahl der Belastbarkeit des Sollbruchelements oder der Sollbruchelemente vorgebbar.

Alternativ oder zusätzlich umfasst die Halteeinrichtung zumindest ein Klemmelement, das derart eine Klemmkraft auf das mit der Führungseinrichtung führbare Element und die entsprechende Komponente ausübt, dass das Element reibschlüssig an der Komponente gehalten ist. Das Lösen der Halteeinrichtung kann so wenig abrupt ausgestaltet sein. Die Maximalkraft ist durch die Auswahl der Klemmkraft des Klemmelements oder der Klemmelemente vorgebbar. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Halteeinrichtung (zumindest) ein Formschlusselement, welches das mit der Führungseinrichtung führbare Element formschlüssig in der Ausgangslage sichert (und positioniert). Das Formschlusselement kann so ausgebildet sein, dass es bei Überschreiten der Maximalkraft versagt, z.B. bricht oder verformt wird. Durch Versagen des Formschlusselements wird das mit der Führungseinrichtung führbare Element für eine Bewegung in die ausgelenkte Lage freigegeben. Durch eine Deformation oder Zerstörung des Formschlusselements kann zusätzlich Energie abgebaut werden. Optional ist zumindest ein Deformationselement vorgesehen, das derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es (zur Freigabe und/oder) nach Freigabe des führbaren Elements durch die Halteeinrichtung durch eine Bewegung des führbaren Elements von der Ausgangslage in die ausgelenkte Lage deformierbar und/oder zerstörbar ist. Hierdurch kann kinetische Energie umgewandelt werden, um die Bewegung des geführten Elements abzubremsen. Optional stellt das Deformationselement die Halteeinrichtung bereit.

Gemäß einem Aspekt wird ein Fahrzeugsitz bereitgestellt. Der Fahrzeugsitz umfasst zumindest eine Verstellvorrichtung nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausführung. Dieser Fahrzeugsitz kann besonders belastbar bei gleichzeitig niedrigem Gewicht ausgebildet sein.

Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines höhenverstellbaren Fahrzeugsitzes;

Fig. 2A und 2B perspektivische Ansichten einer Verstellvorrichtung des Fahrzeugsitzes gemäß Fig. 1 in zwei verschiedenen Einstellungen;

Fig. 3A eine Basis des Fahrzeugsitzes gemäß Fig. 1 mit einem daran mittels einer Führungseinrichtung geführten und mittels einer Halteeinrichtung festgelegten Zahnsegment für die Verstellvorrichtung gemäß Fig. 2A und 2B in einer Ausgangslage;

Fig. 3B die Basis und das Zahnsegment gemäß Fig. 3A, wobei das

Zahnsegment in einer ausgelenkten Lage gezeigt ist;

Fig. 3C einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3B;

Fig. 4A ein Zahnsegment und ein Ritzel für die Verstellvorrichtung gemäß Fig.

2A und 2B, wobei das Zahnsegment in einer Ausgangslage angeordnet ist; Fig. 4B das Zahnsegment und das Ritzel gemäß Fig. 4A, wobei das

Zahnsegment in einer ausgelenkten Lage angeordnet ist;

Fig. 4C das Zahnsegment und das Ritzel gemäß Fig. 4B unter großer

Krafteinwirkung;

Fig. 5 eine Verstellvorrichtung für den Fahrzeugsitz gemäß Fig. 1 , mit einem an einem Stützteil mittels einer Führungseinrichtung geführten und mittels einer Halteeinrichtung festgelegten Ritzel;

Fig. 6 eine Basis und ein Zahnsegment mit einer Führungseinrichtung und einer Halteeinrichtung mit Klemmelementen;

Fig. 7 eine Basis und ein Zahnsegment mit einer Halteeinrichtung mit

Sollbruchstiften und einer Führungseinrichtung mit einer Schwenkverbindung;

Fig. 8 ein Deformationselement für die Verstellvorrichtung gemäß Fig. 2A bis

3C;

Fig. 9 eine Basis und ein Zahnsegment mit einer Führungseinrichtung und einer formschlüssigen Halteeinrichtung;

Fig. 10 eine formschlüssige Halteeinrichtung; und

Fig. 1 1 ein an einem Stützteil mittels einer Führungseinrichtung geführtes

Ritzel.

Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugsitz 2 mit einem Sitzteil 22 und einer am Sitzteil 22 neigungsverstellbar angelenkten Rückenlehne 23 (gestrichelt). Der Fahrzeugsitz 2 umfasst eine Längsverstelleinrichtung 24, mittels der das Sitzteil 22 längsverschiebbar an einem Fahrzeugboden B eines Fahrzeugs montiert ist. Die Längsverstelleinrichtung 24 umfasst hierzu zwei Schienenpaare, wobei jeweils eine untere Schiene am Fahrzeugboden B befestigt ist und eine obere Schiene längsverschiebbar führt. Die obere Schiene trägt jeweils das Sitzteil 22. Der Fahrzeugsitz 2 umfasst ferner eine Verstellvorrichtung 1 , die als Höhenverstellvorrichtung zur Einstellung der Sitzhöhe ausgebildet ist. Mittels der Verstellvorrichtung 1 ist ein Abstand des Sitzteils 22 zum Fahrzeugboden B einstellbar (sowie zur Längsverstelleinrichtung 24).

Die Verstellvorrichtung 1 ist an einem hinteren Bereich des Sitzteils 22 angeordnet und dazu ausgebildet, das Sitzteil 22 anzuheben oder abzusenken. Die Verstellvorrichtung 1 ist an einer Längsseite des Fahrzeugsitzes 2 angeordnet. Optional umfasst der Fahrzeugsitz 2 eine zweite, z.B. mit der zuvor genannten Verstellvorrichtung 1 gekoppelte Verstellvorrichtung an der gegenüberliegenden Längsseite des Fahrzeugsitzes 2. An einem vorderen Bereich des Sitzteils 22 ist das Sitzteil 22 über jeweils eine Schwinge 27 mit den oberen Schienen der Längsverstelleinrichtung 24 verbunden. Die Schwingen 27 sind jeweils schwenkbar am Sitzteil 22 und an der entsprechenden oberen Schiene schwenkbar angelenkt.

Die Fig. 2A und 2B zeigen die Verstellvorrichtung 1 in einer abgesenkten Einstellung (Fig. 2A) und in einer angehobenen Einstellung (Fig. 2B).

Die Verstellvorrichtung 1 umfasst ein Zahnsegment 10.1 und ein Ritzel 11. Das Zahnsegment 10.1 ist an einer Basis 20 montiert (und gelagert), die sich an der Längsverstelleinrichtung 24 abstützt. Das Ritzel 11 ist an einem Stützteil 21 gelagert und stützt sich zusätzlich an einem Abstützelement 26 ab. Das Stützteil 21 und das Abstützelement 26 sind beide an einem Querrohr 25 des Fahrzeugsitzes 2 befestigt. Das Querrohr 25 verbindet zwei gegenüberliegende Seitenteile des Sitzteils 22 miteinander.

Die Basis 20 stellt vorliegend eine erste Komponente der Verstellvorrichtung 1 dar. Mittels der Verstellvorrichtung 1 ist das Stützteil 21 , das eine zweite Komponente darstellt, relativ zur Basis 20 verstellbar, im konkreten Beispiel höhenverstellbar. Das Ritzel 11 ist am Stützteil 21 drehbar gelagert. Das Zahnsegment 10.1 stellt ein Element der Verstellvorrichtung 1 dar, das an der Basis 20 gelagert ist. Das Ritzel 11 stellt ein weiteres Element der Verstellvorrichtung 1 dar, das (drehbar) am Stützteil 21 (und am Abstützelement 26) gelagert ist.

Das Zahnsegment 10.1 umfasst eine Verzahnung 101. Auch das Ritzel 1 1 umfasst eine Verzahnung 1 11. Die Verzahnungen 101 , 1 11 des Zahnsegments 10.1 und des Ritzels 11 stehen miteinander in Eingriff. Die Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.1 ist vorliegend als Innenverzahnung ausgebildet, konkret als Innenverzahnung, die sich entlang eines Kreisbogenabschnitts erstreckt.

Die Verstellvorrichtung 1 umfasst eine Antriebseinheit 14, die dazu ausgebildet ist, das Ritzel 1 1 relativ zum Stützteil 21 zu drehen, sodass es mit seiner Verzahnung 1 11 an der Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.1 abrollt. Vorliegend umfasst die Antriebseinheit 14 einen Elektromotor, wobei auch z.B. eine manuelle Betätigung denkbar ist. Durch Aktivieren der Antriebseinheit 14 ist die Verstellvorrichtung 1 zwischen der abgesenkten Einstellung gemäß Fig. 2A und der angehobenen Einstellung gemäß Fig. 2B verstellbar, um die Sitzhöhe des Sitzteils 22 einzustellen.

Bei nicht aktivierter Antriebseinheit 14 hält die Verstellvorrichtung 1 die eingestellte Relativposition des Stützteils 21 zur Basis 20 (und damit die eingestellte Sitzhöhe).

Im Falle großer dynamischer oder statischer Lasten auf den Fahrzeugsitz 2, z.B. infolge eines Fahrzeugcrashs, können Kräfte auf die Verzahnungen 101 , 11 1 des Zahnsegments 10.1 und des Ritzels 1 1 wirken, die die Kräfte im Normalgebrauch des Fahrzeugsitzes 2 deutlich übersteigen. Um zu verhindern, dass die Verzahnungen 101 , 11 1 außer Eingriff miteinander geraten, umfasst die Verstellvorrichtung 1 eine Halteeinrichtung 12.1 und eine Führungseinrichtung 13.1 , die insbesondere in Fig. 3A gezeigt sind.

Fig. 3A zeigt die Basis 20 des Fahrzeugsitzes 2 gemäß Fig. 1 -2B und das Zahnsegment 10.1. Das Zahnsegment 10.1 ist mit der Halteeinrichtung 12.1 an der Basis 20 fixiert. Im Normalgebrauch der Verstellvorrichtung 1 ist das Zahnsegment 10.1 durch die Halteeinrichtung 12.1 unbeweglich zur Basis 20 an der Basis 20 festgelegt.

Die Halteeinrichtung 12.1 umfasst mehrere Sollbruchelemente 120, im gezeigten Beispiel zwei Sollbruchelemente 120. Die Sollbruchelemente 120 sind vorliegend beispielhaft als Sollbruchnieten ausgebildet. Die Sollbruchelemente 120 fixieren das Zahnsegment 10.1 an der Basis 20. Hierzu durchgreift jedes Sollbruchelement 120 miteinander fluchtende Haltelöcher in der Basis 20 und dem Zahnsegment 10.1.

Die Sollbruchelemente 120 weisen eine vorbestimmte Maximalbelastbarkeit auf. Bei Überschreiten dieser Maximalbelastbarkeit brechen die Sollbruchelemente 120, insbesondere bei Überschreiten einer maximalen Scherkraft zwischen dem Zahnsegment 10.1 und der Basis 20. Bei Überschreiten dieser maximalen Scherkraft, werden die Sollbruchelemente 120 abgeschert.

Die Führungseinrichtung 13.1 umfasst mehrere (im Beispiel gemäß Fig. 3A drei) Halteelemente 131. Die Halteelemente 131 sind im vorliegenden Beispiel als Nieten ausgebildet. Die Halteelemente 131 sind (einzeln und/oder gemeinsam) belastbarer als die Sollbruchelemente 120. Beispielsweise ist jedes Halteelement 131 belastbarer als jedes der Sollbruchelemente 120, z.B. mehr als doppelt so stark oder mehr als dreimal so stark belastbar.

Die Führungseinrichtung 13.1 umfasst ferner mehrere Langlöcher 130A-130C. Die Langlöcher 130A-130C sind vorliegend im Zahnsegment 10.1 ausgebildet, wobei es alternativ auch möglich ist, die Langlöcher in der Basis 20 auszubilden (und die Halteelemente am Zahnsegment zu fixieren). Jedes der Langlöcher 130A-130C nimmt jeweils eines der Halteelemente 131 auf. Die Halteelemente 131 sind an der Basis 20 befestigt und halten das Zahnsegment 10.1 an der Basis 20.

Jedes Langloch 130A-130C weist zwei gegenüberliegende (längsseitige) Enden auf und ist an sich so ausgebildet, dass das darin aufgenommene Halteelement 131 zwischen den beiden Enden verschiebbar ist. Solange die Halteeinrichtung 12.1 das Zahnsegment 10.1 in der in Fig. 3A gezeigten Ausgangslage L1 an der Basis 20 fixiert, ist auch die Position der Halteelemente 131 im jeweiligen Langloch 130A-130C fest. Brechen die Sollbruchelemente 120, dann geben sie das Zahnsegment 10.1 frei. Ist das Zahnsegment 10.1 freigegeben, dann kann es, geführt von der Führungseinrichtung 13.1 , relativ zur Basis 20 bewegt werden. Die Richtung dieser Bewegung ist durch die Form und Anordnung der Langlöcher 130A-130C vorgegeben.

Die Langlöcher 130A-130C sind so ausgerichtet, dass eine Bewegung des Zahnsegments 10.1 von der Ausgangslage L1 in eine davon abweichende ausgelenkte Lage L2 die Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.1 (zumindest teilweise) hin zum Ritzel 1 1 bewegt. Die ausgelenkte Lage L2 ist insbesondere in Fig. 3B und 3C veranschaulicht, wobei zum Vergleich die Ausgangslage L1 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Die Führungseinrichtung 13.1 stellt somit zumindest eine Führungsbahn bereit, entlang der das Zahnsegment 10.1 (allgemein das mittels der Führungseinrichtung führbare Element) von der Ausgangslage L1 in die ausgelenkte Lage L2 führbar ist, und die die Verzahnung des Zahnsegments 10.1 in Richtung eines tieferen Eingriffs mit der Verzahnung des Ritzels 1 1 (allgemein des anderen Elements) führt.

Durch die Bewegung des Zahnsegments 10.1 zumindest teilweise hin zum Ritzel 11 werden die Verzahnungen 101 , 11 1 tiefer ineinander gedrängt. Hierdurch werden die Verzahnungen 101 , 11 1 tiefer in Eingriff miteinander bewegt und/oder der Eingriff der Verzahnungen 101 , 1 11 miteinander wird sicherer gehalten (insbesondere durch eine Kraftkomponente senkrecht zu den Verzahnungskreisen der Verzahnungen 101 , 1 11 ).

Um die Verzahnungen 101 , 11 1 tiefer in Eingriff miteinander zu drängen, stellen die Langlöcher 130A, 130C jeweils eine Führungsbahn bereit, die (zumindest abschnittsweise) schräg zu einem Zahnkreis (z.B. dem Kopfkreis) der Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.1 verlaufen.

Wie insbesondere im Vergleich der Fig. 3A und 3B ersichtlich ist, sind die Halteelemente 131 in der Ausgangslage L1 des Zahnsegments 10.1 am einen Ende des jeweiligen Langlochs 130A-130C angeordnet und in der ausgelenkten Lage L2 am jeweils anderen Ende. Die einzelnen Langlöcher 130A-130C weisen Führungsbahnen auf die zueinander nicht parallel sind (was allerdings in einer alternativen Ausgestaltung möglich ist), sondern zueinander geneigt sind, wie insbesondere im Vergleich eines ersten Langlochs 130A mit einem zweiten Langloch 130B ersichtlich ist. Zudem weisen die Langlöcher 130A-130C nicht dieselbe Länge auf. Im gezeigten Beispiel ist insbesondere eines der Langlöcher, nämlich ein drittes Langloch 130C kürzer als die anderen Langlöcher 130A, 130B. Hierdurch lässt sich eine optimierte Bewegung des Zahnsegments relativ zur Basis 20 erzielen. Die Bewegung umfasst eine Kombination einer Translation und einer Rotation. So ist es insbesondere auch möglich, in verschiedenen Einstellungen (abgesenkt, angehoben oder dazwischen) der Verstellvorrichtung 1 eine jeweils optimale Sicherung des Eingriffs der Verzahnungen 101 , 1 11 zu erzielen.

Insbesondere in Fig. 3C ist zu erkennen, dass die Zähne der Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.1 seitlich und nach vorn verschoben werden, sodass die Zahnköpfe ausgefahren werden (in Richtung des in Fig. 3C nicht gezeigten Ritzels).

In Fig. 3A ist die Richtung einer Kraft F eingezeichnet, die z.B. einem Frontalaufprall des Fahrzeugs mit dem Fahrzeugsitz 2 auftreten kann. Die Kraft F wird über das Ritzel 11 (in Fig. 3A nicht gezeigt) in das Zahnsegment 10.1 eingeleitet. Dabei drücken Zahnflanken des Ritzels 1 1 gegen Zahnflanken des Zahnsegments 10.1. Übersteigt diese Kraft die Maximalbelastbarkeit der Halteeinrichtung 12.1 , dann brechen die Sollbruchelemente 120 und die Kraft F verlagert das Zahnsegment 10.1 von der Ausgangslage L1 in die ausgelenkte Lage L2. Damit führt die Kraft F selbst dazu, dass die Verzahnungen 101 , 11 1 ineinander gepresst werden. Je größer die Kraft F ist, desto fester werden die Verzahnungen 101 , 11 1 in Eingriff miteinander gepresst.

Wie insbesondere anhand Fig. 3A zu erkennen ist, sind die Elemente der Führungseinrichtung 13.1 von den Elementen der Halteeinrichtung 12.1 beabstandet.

Die Fig. 4A bis 4C zeigen den Ablauf eines Crashs oder eines sonstigen Ereignisses, bei dem Kräfte auf die Verstellvorrichtung 1 einwirken, die die vorgegebene Maximarkraft übersteigen. Das Zahnsegment 10.2 gemäß Fig. 4A bis 4C ist wie das Zahnsegment 10.1 gemäß Fig. 3A bis 3C ausgebildet, weist aber mehr als drei Langlöcher auf, vorliegend vier (oder mehr) Langlöcher 130A-130D.

In der Ausgangslage L1 gemäß Fig. 4A ist das Zahnsegment 10.2 mit zumindest einem Sollbruchelement 120 an der Basis 20 fixiert. Das Ritzel 11 steht mit seiner Verzahnung 11 1 im Eingriff mit der Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.2.

Durch eine von außen auf den Fahrzeugsitz 2 einwirkende Belastung kann das Ritzel 11 mit einer Kraft F seitwärts gegen die Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.2 gedrängt werden. Ist die Kraft F groß genug, so brichst das zumindest eine in einem Halteloch 122 des Zahnsegments 10.2 angeordnete Sollbruchelement 120. Hierdurch ist das Zahnsegment 10.2 freigegeben und kann, durch die Führungseinrichtung 13.2 geführt, infolge der Kraft F verlagert werden. Die Richtung der Verlagerung weist eine Richtungskomponente parallel zur Kraft F auf und eine senkrecht dazu verlaufende (und von der Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.2 zum Ritzel 11 weisende) Richtungskomponente.

Fig. 4B zeigt das in die ausgelenkte Lage L2 verlagerte Zahnsegment 10.2. Die Verzahnungen 101 , 11 1 des Zahnsegments 10.2 und des Ritzels 11 sind in Eingriff miteinander gepresst.

Wirken weiter große Kräfte auf das Ritzel 11 und das Zahnsegment 10.2, können die Zähne elastisch oder plastisch verformt werden, was in Fig. 4C angedeutet ist. Durch den tiefen Eingriff der Verzahnungen 101 , 1 11 miteinander sind die Verzahnungen 101 , 11 1 dennoch sicher aneinander gehalten, ohne durchzurutschen oder zu brechen. Fig. 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung, wonach das Zahnsegment 10.3 fest an der Basis 20 montiert ist und die Antriebseinrichtung 14 mit dem Ritzel 1 1 mittels der Führungseinrichtung 13.3 zwischen einer Ausgangslage und einer ausgelenkten Lage führbar ist. Hierzu weist das Stützteil 21 mehrere Langlöcher 130E, 130F auf. Im Normalgebrauch ist das Ritzel 11 mit der Antriebseinrichtung 14 in der Ausgangslage fixiert, und zwar mittels der Halteeinrichtung 12.3, die mehrere Sollbruchelemente 120 aufweist. Bei Überschreiten einer auf das Ritzel 1 1 (in Fig. 5 verdeckt) einwirkenden Kraft brechen die Sollbruchelemente 120 und die Halteeinrichtung 12.3 gibt das Ritzel 11 und die Antriebseinrichtung 14 derart frei, dass das Ritzel 11 , geführt durch die Führungseinrichtung 13.3, in die ausgelenkte Lage bewegbar ist. So wird das Ritzel 11 gegen die Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.3 gedrängt. Diese Anordnung kann mit einem besonders kleinen Bauraumbedarf ausgebildet werden.

Fig. 6 zeigt ein Zahnsegment 10.4 das keine Haltelöcher für Sollbruchelemente aufweist, im Übrigen aber so ausgebildet ist wie das Zahnsegment 10.1 gemäß Fig. 3A-3C. Auch die Führungseinrichtung 13.1 entspricht der Führungseinrichtung 13.1 gemäß Fig. 3A- 3C. Die in Fig. 6 gezeigte Halteeinrichtung 12.4 umfasst mehrere (vorliegend zwei) Klemmelemente 121. Jedes der Klemmelemente 121 übt eine Klemmkraft auf das Zahnsegment 10.4 und die Basis aus, sodass das Zahnsegment 10.4 reibschlüssig an der Basis 20 gehalten ist. Bei Überschreiten einer vorgegebenen, auf das Zahnsegment 10.4 einwirkenden Kraft (z.B. eine Haftreibung und/oder Gleitreibung infolge der Klemmkraft) gibt die Halteeinrichtung 12.4 das Zahnsegment 10.4 frei. Hierdurch ist ein besonders sanftes (nicht abruptes) Ablösen des Zahnsegments 10.4 aus der Ausgangslage L1 möglich. Zudem ist die Herstellung der Verstellvorrichtung mit den Klemmelementen 121 besonders einfach.

In zumindest einem Langloch, hier dem zweiten Langloch 130B, ist ein Deformationselement 15 angeordnet, das weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 8 erläutert werden wird.

Fig. 7 zeigt ein Zahnsegment 10.5, das weitgehend so ausgebildet ist wie das Zahnsegment 10.1 gemäß Fig. 3A-3C, im Unterschied dazu aber keine Langlöcher aufweist. Stattdessen ist eine Führungseinrichtung 13.4 vorgesehen, die eine Schwenkverbindung 132 umfasst. Die Schwenkverbindung 132 weist z.B. einen Bolzen auf. Mittels der Schwenkverbindung 132 ist das Zahnsegment 10.5 schwenkbar (sofern nicht durch die Halteeinrichtung 12.1 fixiert) an der Basis 20 gelagert. Die Schwenkverbindung 132 definiert eine Schwenkachse S, um die das Zahnsegment 10.5 schwenkbar ist, wenn es durch die Halteeinrichtung 12.1 freigegeben ist.

Die Schwenkachse S ist beabstandet von einem Mittelpunkt M der Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.5. Der Mittelpunkt M ist z.B. das Zentrum des Kopfkreises und/oder Teilkreises der Verzahnung 101 des Zahnsegments 10.5. Durch den Abstand der Schwenkachse S vom Mittelpunkt M werden die Zähne der Verzahnung 101 beim Schwenken des Zahnsegments 10.5 um die Schwenkachse S nicht ausschließlich entlang der Umfangsrichtung der Verzahnung 101 verlagert sondern insbesondere auch hin zum Ritzel 1 1 (in Fig. 7 nicht gezeigt), wie anhand der Pfeile veranschaulicht ist.

Fig. 8 zeigt ein Deformationselement 15 für die Verstellvorrichtung 1 , insbesondere zur Anordnung in einem der Langlöcher. Das Deformationselement 15 weist eine Aufnahme 150 auf, die dazu ausgebildet ist, ein Halteelement 131 einer Führungseinrichtung 13.1 - 13.4 aufzunehmen, wenn das Zahnsegment 10.1-10.5 in der Ausgangslage L1 angeordnet ist. Ferner umfasst das Deformationselement 15 einen Deformationsabschnitt 151 mit verformbarem Material. Der Deformationsabschnitt 151 ist z.B. innerhalb des Langlochs angeordnet. Wird das Zahnsegment 10.1 -10.5 von der Ausgangslage L1 in die ausgelenkte Lage L2 verlagert, dann verformt das Halteelement 131 das Material des Deformationsabschnitts 151 und verdrängt dieses. Hierbei kann kinetische Energie abgebaut und eine Bewegung des Zahnsegments 10.1-10.5 gebremst werden.

Fig. 9 zeigt die Basis 20 gemäß Fig. 3A-3C und ein Zahnsegment 10.6 für die Verstellvorrichtung 1 , das weitgehend so ausgebildet ist wie das Zahnsegment 10.1 gemäß Fig. 3A-3C, im Unterschied dazu aber eine Halteeinrichtung 12.5 aufweist, die an zumindest einem (insbesondere jedem) Langloch 130G der Führungseinrichtung 13.5 ausgebildet ist. Vorliegend ist die Halteeinrichtung 12.5 in Form von zwei Rändern des Langlochs 130G ausgebildet, die zueinander geneigt sind. Hierdurch ist das Langloch 130G zu einem Ende hin verjüngt. Die Halteeinrichtung 12.5 stellt somit eine formschlüssige Halterung des Zahnsegments 10.6 in der Ausgangslage L1 (in Fig. 9 gezeigt) bereit. Die zueinander geneigten Ränder dienen als Formschlusselemente. Wird eine vorgegebene, auf das Zahnsegment 10.6 einwirkende Kraft überschritten, dann versagt die Halteeinrichtung 12.5 und erlaubt eine Verlagerung des Zahnsegments 10.6 relativ zur Basis 20 in die ausgelenkte Lage L2. Dabei wird z.B. das Langloch 130G und verformt, z.B. aufgebogen. Das Halteelement 131 ist (oder die Halteelemente sind) gemäß Fig. 9 am Zahnsegment 10.6 ausgebildet oder befestigt, während das Langloch 130G (oder die Langlöcher) an der Basis 20 ausgebildet ist (sind).

Fig. 10 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Halteeinrichtung 12.6 und einer Führungseinrichtung 13.6, insbesondere für die Verstellvorrichtung 1 gemäß Fig. 2A und 2B und insbesondere für das Zahnsegment 10.1 und die Basis 20 gemäß Fig. 3A-3C. Die Führungseinrichtung 13.6 umfasst ein oder mehrere Langlöcher 130H. Die Halteeinrichtung 12.6 weist an einem oder mehreren der Langlöcher 130H Formschlusselemente in Form von jeweis zumindest einem Vorsprung am Langloch 130H auf. Vorliegend ist an einander gegenüberliegenden Rändern des Langlochs 130H jeweils ein Vorsprung ausgebildet. Die Vorsprünge halten das Halteelement 131 an einem Ende des Langlochs 130H und damit das Zahnsegment 10.1 in der Ausgangslage L1 an der Basis 20. Wird eine vorgegebene, auf das Zahnsegment 10.1 einwirkende Kraft überschritten, dann versagt die Halteeinrichtung 12.6 und erlaubt eine Verlagerung des Zahnsegments 10.1 relativ zur Basis 20 in die ausgelenkte Lage L2. Hierbei werden die Vorsprünge verformt, sodass das Halteelement 131 bis ans andere Ende des Langlochs 130H verlagert werden kann.

Fig. 1 1 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Führungseinrichtung 13.7 für die Verstellvorrichtung gemäß Fig. 5. Bei der Führungseinrichtung 13.7 ist das Ritzel 1 1 an einem Langloch 130 J angeordnet und daran geführt. Gemäß Fig. 11 ist das Ritzel 1 1 im Langloch 130J gelagert. Das Langloch 130 J ist im Stützteil 21 ausgebildet. Als Halteeinrichtung ist eine beliebige, hierin beschriebene Halteeinrichtung 12.1 -12-6 entsprechend einsetzbar.

Bezugszeichenliste

1 Verstellvorrichtung

10.1-10.6 Zahnsegment (Element)

101 Verzahnung

1 1 Ritzel (Element)

1 1 1 Verzahnung

12.1-12.6 Halteeinrichtung

120 Sollbruchelement

121 Klemmelement

122 Halteloch

13.1-13.7 Führungseinrichtung

130A-130J Langloch

131 Halteelement

132 Schwenkverbindung

14 Antriebseinheit

15 Deformationselement

150 Aufnahme

151 Deformationsabschnitt 2 Fahrzeugsitz

20 Basis (erste Komponente)

21 Stützteil (zweite Komponente)

22 Sitzteil

23 Rückenlehne

24 Längsverstelleinrichtung

25 Querrohr

26 Abstützelement

27 Schwinge

B Fahrzeugboden

F Kraft

L1 Ausgangslage

L2 ausgelenkte Lage

M Mittelpunkt

S Schwenkachse

Claims

Patentansprüche

1. Verstellvorrichtung (1 ), insbesondere für einen Fahrzeugsitz (2), zum Verstellen einer ersten Komponente (21 ) relativ zu einer zweiten Komponente (20), umfassend zwei Elemente (10.1-10.6, 1 1 ), von denen eines an der ersten Komponente (21 ) und das andere an der zweiten Komponente (20) angeordnet ist, und die miteinander in Eingriff stehende Verzahnungen (101 , 11 1 ) aufweisen, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (12.1-12.6), die dazu ausgebildet ist, eines der Elemente (10.1-10.6, 11 ) bei einer darauf einwirkenden Kraft (F) bis zu einer vorgegebenen Maximalkraft in einer Ausgangslage (L1 ) an der entsprechenden Komponente (20, 21 ) zu fixieren und bei Überschreiten der Maximalkraft freizugeben, sodass das Element (10.1-10.6, 1 1 ) derart durch eine Führungseinrichtung (13.1-13.7) von der Ausgangslage (L1 ) in eine ausgelenkte Lage (L2) führbar ist, dass die Verzahnungen (101 , 1 11 ) der Elemente (10.1-10.6, 1 1 ) tiefer in Eingriff miteinander gedrängt werden.

2. Verstellvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (1 ) eine Sitzhöhen-Verstellvorrichtung ist.

3. Verstellvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente (10.1-10.6) als Zahnsegment ausgebildet ist, an dem das als Ritzel ausgebildete andere der Elemente (1 1 ) abrollen kann.

4. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (101 , 1 11 ) des mittels der

Führungseinrichtung (13.1-13.7) führbaren Elements (10.1 ; 10.2; 10.4-10.6, 1 1 ) mehrere entlang zumindest eines Abschnitts eines Kreises angeordnete Zähne aufweist, wobei bei einer Bewegung dieses Elements (10.1 ; 10.2; 10.4-10.6, 11 ) von der Ausgangslage (L1 ) in die ausgelenkte Lage (L2) zumindest ein Teil der Zähne in einer Richtung schräg zur Umfangsrichtung des Abschnitts des Kreises bewegt wird.

5. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (20) eine Basis eines Fahrzeugsitzes (2) ist und die zweite Komponente (21 ) ein Stützteil des Fahrzeugsitzes (2), das sich über die Verstellvorrichtung (1 ) an der Basis abstützt.

6. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (13.1-13.3; 13.5-13.7) eine

Kulissenführung umfasst, die insbesondere zumindest ein Langloch (130A-130J) aufweist.

7. Verstellvorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Langloch (130A-130F) am mittels der Führungseinrichtung (13.1- 13.3) führbaren Element (10.1-10.4) ausgebildet ist.

8. Verstellvorrichtung (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein längsseitiges Ende des zumindest einen Langlochs (130A-130F) näher an der Verzahnung (101 ) des mittels der Führungseinrichtung (13.1-13.3) führbaren

Elements (10.1-10.4) angeordnet ist als das andere längsseitige Ende.

9. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (13.1-13.3; 13.6) zumindest ein Halteelement (131 ) aufweist, welches das zumindest eine Langloch (130A-130H) durchgreift und an der entsprechenden Komponente (20) befestigt ist.

10. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (13.4) eine Schwenkverbindung (132) umfasst, die so ausgebildet ist, dass das führbare Element (10.5) an der entsprechenden Komponente (20) zwischen der Ausgangslage (L1 ) und der ausgelenkten Lage (L2) schwenkbar angelenkt ist.

11. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (12.1-12.3) zumindest ein Sollbruchelement (120) umfasst, das bei Überschreiten der vorgegebenen, auf das Element (10.1-10.3; 10.4, 11 ) einwirkenden Kraft (F) bricht.

12. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (12.4) zumindest ein Klemmelement (121 ) umfasst, das derart eine Klemmkraft auf das mit der Führungseinrichtung (13.1 ) führbare Element (10.4) und die entsprechende Komponente (20) ausübt, dass das Element (10.1 ) reibschlüssig an der Komponente (20) gehalten ist.

13. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Deformationselement (15), das derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es zur und/oder nach Freigabe des führbaren Elements (10.1-10.5, 1 1 ) durch die Halteeinrichtung (12.1-12.4) durch eine Bewegung des führbaren Elements (10.1-10.5, 11 ) von der Ausgangslage (L1 ) in die ausgelenkte Lage (L2) deformierbar und/oder zerstörbar ist.

14. Fahrzeugsitz (2), gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.